本文討論了普通工業(yè)LED照明系統的實(shí)際必要性。它介紹了用于可調光LED燈具的各種設計以及LED本身的一些基本原理。此外，還包括挑戰當今電力電子設計工程師的一些要求。
大功率工業(yè)照明燈具中的LED
與傳統的“基于鎮流器”的系統相比，大功率工業(yè)發(fā)光二極管（LED）燈具使用串聯(lián)的高亮度（HB）LED串來(lái)生產(chǎn)出卓越的照明燈具。HB-LED以串聯(lián)或串聯(lián)-并聯(lián)方式配置。它們需要恒流，恒壓（CC-CV）電源，其工作電壓范圍為50W至200W。通過(guò)通用的離線(xiàn)AC電壓運行的工業(yè)LED照明系統必須具備在各種輸入和輸出工作條件下維持高功率因數的能力。例如，要滿(mǎn)足能源部（DOE）的固態(tài)照明的能源之星計劃，明確要求大于5W的住宅和商業(yè)燈具的最小功率因數分別為0.7和0.9。此外，歐洲標準EN61000-3-2
圖1所示的框圖突出了典型工業(yè)LED照明系統的功能要求。盡管并非總是如此，但在此示例中，PFC功能顯示在LED驅動(dòng)器模塊的外部。有幾種廣泛接受的控制方法用于實(shí)現PFC，但對于25W
LED驅動(dòng)器由DC-DC轉換器組成。負載控制；LED專(zhuān)用功能，例如調光；以及任何必要的保護功能。DC-DC轉換器提供與AC電源的安全隔離，同時(shí)將高壓PFC輸出轉換為適合LED負載要求的DC電流。當在大功率LED燈具中使用多個(gè)串并聯(lián)的LED串時(shí)，LED負載控制對于電流共享是必不可少的。
在某些情況下，圖1所示的DC-DC和負載控制模塊可以組合在一起，其中負載控制將CC-CV反饋信息提供給DC-DC轉換器。在正常操作下，LED驅動(dòng)器應在CC調節下運行。但是，有時(shí)驅動(dòng)程序應以CV模式運行。
例如，如果LED燈串電壓增加到超過(guò)某個(gè)最大額定值，則驅動(dòng)器需要通過(guò)從CC模式更改為CV模式來(lái)快速響應，以保護DC-DC轉換器功率級組件。當驅動(dòng)器以CV模式工作時(shí)，應限制或折返LED電流，以為L(cháng)ED負載提供過(guò)流保護。除電源轉換和負載控制外，驅動(dòng)器的第二個(gè)功能是啟用調光功能。
有許多不同的配置可用于操作可調光LED燈具。工業(yè)LED照明系統通常將模擬或PWM調光接口與占用傳感器，日光傳感器和其他控件結合使用，以?xún)?yōu)化最有效的照明使用。模擬調光使用1V-10V（或0V-10V）的DC控制電壓通過(guò)控制LED的DC電流來(lái)線(xiàn)性地調節LED的亮度。1V-10V的控制電壓可將LED調光范圍從100％（10V）調整為10％（1V）。由于光輸出只能調低至10％，因此需要單獨的開(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制。
高功率因數，安全隔離，調光兼容性，恒定電流精度和LED負載控制是當今電力電子設計工程師面臨的一些挑戰性要求的例子。在保持高效率的同時(shí)，如何開(kāi)始權衡滿(mǎn)足這些要求的權衡呢？在此功率范圍內，適合于LED驅動(dòng)器的不同功率拓撲之間有哪些考慮因素？業(yè)界還使用其他哪些CC-CV LED均流方法？飛兆半導體如何滿(mǎn)足這些需求？
要獲得答案，請務(wù)必不要錯過(guò)2014年飛兆半導體電源研討會(huì )系列，在該系列中我們將深入研究細節，推出適用于大功率工業(yè)照明的可擴展100W LED驅動(dòng)器的分步設計方法。夾具。磁性元件設計，柵極驅動(dòng)，PFC和模擬電路設計也將以某種方式呈現，它們有望與電力電子工程師相關(guān)，因為電力電子工程師的興趣可能并不專(zhuān)門(mén)針對LED驅動(dòng)器應用。
結論
高亮度（HB）LED是高功率工業(yè)照明燈具的骨干，本文討論了它們的功能以及如何產(chǎn)生如此大量的亮度。在2014年飛兆半導體電源研討會(huì )系列中將介紹有關(guān)此主題的更詳細信息，包括適用于同一應用的可擴展100W LED驅動(dòng)器的逐步設計方法。 |
