了解 LED 驱动器

接线图 2023年08月22日 19:58 267 admin

了解 LED 驱动器第1张

每个 LED 或发光二极管都需要一个驱动器。该驱动器负责调节 LED 或 LED 串的功率。它将较高电压、交流电转换为额定水平的低电压、直流电。以下是人们需要了解的有关 LED 驱动器的一些有趣事实。

1. 传统工业级电源是否适合LED应用？
由于多种原因，大多数典型的工业级电源不适合户外 LED 应用。首先，大多数传统电源提供恒压输出，而LED更喜欢使用恒流驱动器。其次，大多数工业电源设计为在高达 40°C 的环境温度下运行而无需功率降额，对于许多室内和室外应用，LED 驱动器通常需要在高达 60-70°C 的环境温度下运行而无需降额。此外，大多数工业电源不具备大多数户外 LED 灯所需的防水和防雷功能。
2. 选择LED驱动器的关键因素是什么？
第一个问题是应用是否需要恒压或恒流。如果电源直接驱动 LED，通常需要恒定电流。接下来，必须指定输出电压和/或电流以及总体输出额定功率。然后必须确定输入电压范围。许多照明应用需要高达 277 Vac 的工作电压，因此 Astrodyne 提供工作范围为 90-305 Vac 的产品。同样重要的是工作温度范围和入口防护 (IP) 等级。对于户外照明应用，防雷通常是一个关键因素。最后，应评估是否符合效率、安全和电磁兼容性标准。
3. 连接多个 LED 的最常见配置有哪些？每种配置的优点和局限性是什么？
大多数固态灯由大量高亮度 LED 组成。这些 LED 可以采用多种配置中的任何一种进行接线，每种配置都有自己的优点和局限性。这里讨论四种最常见的配置。
系列
也许最简单的配置是将所有 LED 串联起来，第二个 LED 的阳极连接到第一个 LED 的阴极。然后，单个恒流源可以照亮整个灯串。这对于灯串中 LED 数量有限的情况非常有效。然而，由于灯串电压与灯串中 LED 的数量成正比，因此长灯串会产生相当高的电压。假设正向电压为 3.5V，一串 24 个 LED 将产生约 84V 的电压。如果任何给定的 LED 发生短路，对灯的运行影响有限。然而，如果任何一个 LED 无法打开，整个灯就会失效。尽管电压很高，但这可能是最节能的灯供电方式。
并行字符串
为了最大限度地降低工作电压，可以并联多个串。使用相同的 24 个 LED，可以形成四个串联串，每个串有 6 个 LED，然后将这些串并联。现在总电压仅为 21V 左右，但需要四倍的电流来为灯供电。如果任何给定的 LED 未能打开，其中一个灯串将发生故障，但其他灯串将保持点亮。如果任何 LED 发生短路，该串将比其余串承载更多的电流。这些情况可能会导致可靠性降低，因为包含故障 LED 的灯串中剩余的 LED 会承受显着增加的压力。
矩阵
为了消除并行字符串配置的一些缺点，可以在配置中建立额外的连接。在矩阵配置中，多个 LED 将并联连接，然后多组这些并联 LED 将串联堆叠。使用上述 24 个 LED 的示例，可以将四个 LED 并联，然后堆叠六个高。串电压仍为 21V。驱动电流将保持不变。优点是，一个 LED 发生短路（最常见的故障模式）将使 4 个 LED 停止工作，但其余 20 个 LED 可以正常运行，不会产生额外压力。缺点是并联 LED 之间的负载分配取决于 LED 工作特性的匹配程度。
独立弦
也许最可靠的方法是利用多通道恒流驱动器。使用相同的示例，在此配置中，四输出驱动器将独立驱动四串 6 个串联 LED。这将消除单个 LED 短路故障的问题。在这种情况下，所有其他 LED 将不受影响。在这种情况下，具有四个独立调节通道的驱动器会更昂贵。
4. 使用高效率LED驱动器有什么好处？
使用高效 LED 驱动器有很多好处。第一个是非常简单的节能。转换为固态照明的驱动力是能源效率。只有这样，使用高效驱动器才有意义。在驱动器的整个使用寿命期间，高效率驱动器的节能效果非常显着。例如，如果装置的效率为 90%，则 100W LED 驱动器的功耗为 11.1W，但如果装置的效率仅为 80%，则功耗会增加到 25W。假设LED灯的使用寿命为40,000小时，则这两个装置在使用寿命内的节能差异将为556千瓦*小时。按每千瓦时 10 美分的价格计算，这意味着在整个生命周期内可节省 55.6 美元的成本。在某些应用中，
此外，较低的温度与较高效率的驱动器相关，可以显着延长产品寿命和 MTBF。效率为 90% 的驱动器所消耗的功率还不到效率为 80% 的驱动器所消耗的功率的一半。效率较低的驱动器中的热量加倍会显着提高组件温度。温度每升高 10 摄氏度，驱动器中电解电容器的寿命就会减少约 50%。因此，效率更高的驱动器可以轻松将预计寿命延长 2-4 倍。可靠性也是温度的函数，降低温度可以提高驱动器中所有组件的可靠性。
5. 为什么使用长寿命 LED 驱动器很重要？它们有何不同？
大多数固态照明系统的合理性有两个主要因素。首先是节能。然而，还有其他替代照明技术可以以较低的初始成本提供高效率。因此，第二个理由（较低的维护成本）至关重要。LED 的优点是比大多数其他照明技术寿命更长。减少更换和/或维护成本可能是一个非常重要的因素。然而，如果系统中的电力电子器件与 LED 的寿命/可靠性不匹配，则系统的合理性就会受到威胁。
LED驱动器的寿命主要取决于所使用的电解电容器的寿命。因此，要实现LED驱动器的长寿命，选择长寿命、优质的电解电容至关重要。此外，由于工作温度每升高 10°C，电解电容器的寿命就会缩短一半，因此这些组件的热管理非常重要。降低电容器温度的两个关键因素是高效设计（驱动器中散发更少的热量）和热设计（将热量有效传导和/或对流到周围环境中）。

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