翻新时间:2013-12-18
【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文
在诸如路灯、高棚灯体育场照明以及其他许多高功率照明应用中,其发展正转向使用 LED作为光源的固态照明。这是因为其更高能效和更低维护频率的价值定位,而这两个因素也证明了这种转换的合理性。
在此类高功率照明应用中,人们考虑使用各种各样的方法来驱动这些照明灯。本文中,我们将讨论一种新的拓扑,它以更高的效率和更低的系统成本驱动多个LED 串而著称。
要想充分地了解这种拓扑的优点,我们就必须首先研究现在考虑使用或者已经在低功率 LED应用中取得较好效果的各种方法。一种简单的方法是,使用一个能够将电源电压转换为 DC 输出电压(例如:12 伏或 24伏)的电源;然后,让并联 LED 串在这个电源下工作,并在每个串中使用电阻器来调节电流。
这是一种低成本的方法。但是,当今的高亮度LED 可消耗超过 350mA的电流,因此这种方法的损耗极大。
它的效率较低,而且电流调节效果较差,而这又会使串与串之间的光线差异极为明显。要改进这种方法,需用线性稳压器取代电阻器,从而改善所有串的光线输出一致性。
但是这样做仅有这一个好处,而在效率或功耗方面并没有明显的改善。降低功耗对于最大化LED 使用寿命来说非常重要。
这两种方法中,无论是将电阻器还是线性稳压器用作固定热源,都会极大地缩短 LED 的使用寿命。另一种同样非常简单的方法是制作一个长长的单一串联串,使用一个能够产生高压 DC 恒定电流源的单电源。
这种方法的高压工作将其置于60VDC 或 42V RMS 安全超低压 (SELV)电平以上。它将照明设备或附件与安全机构许可过程绑定,并极大地降低了将相同电气设计运用到其他应用中的灵活性。
单串方法的另外一个考虑因素是可靠性。如果只有一个 LED 开启,那么您就要释放整个照明设备的光线输出。
虽然有一些方法可以控制每一个LED 开启,例如:加装许多消弧电路 (crowbar) 或器件等,但是这会增加灯具的成本和复杂性。高功率 LED 照明应用中最为常用的方法是,使用具有开关稳压器电流调节的多串架构。
这样,一个主电源就将 AC 电源转换为一个 DC总线电压,其一般在 SELV 电平以下。然后,该总线为并联 LED串供电,其每一个串都拥有一个降压转换器(最为常见)或升压转换器。
为了简单起见,我们将会把我们的分析仅局限于降压转换器,因为在成本和组件数目方面它都与升压转换器非常类似。例如,图 1 显示的是低成本简易降压稳压器电路。
它由一个 PWM控制器、电感、MOSFET、二极管以及少量的电阻和电容组成。如果要求更高的效率,则您可以用一个 MOSFET代替二极管,并使用一个能够实现同步降压运行的 PWM 控制器。
图 1 简单的降压稳压器图 2 显示的是一个利用降压稳压器进行电流调节的高功率、多串照明应用的各个子系统模块。
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