• 官方微信

    CA800二维码微平台 大视野

  • 工控头条

    CA800二维码工控头条App

当前位置:自动化网>自动化文库>解决方案>驱动LED的好法子

驱动LED的好法子

发布时间:2019-01-11 来源:中国自动化网 类型:解决方案 人浏览
分享到:
关键字:

LED技术 照明领域革命

导读:

LED技术推动了照明领域的一场革命。结合小型、低功耗、高可靠性和低成本,使得照明可以在不可能用白炽灯或荧光灯技术的地方实施。因此,LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。

  LED技术推动了照明领域的一场革命。结合小型、低功耗、高可靠性和低成本,使得照明可以在不可能用白炽灯或荧光灯技术的地方实施。因此,LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。
  
  目前固态照明方案的主要缺点不是LED本身,而是提供照明能量的电源。这些开关电源(SMPS)的预期寿命比LED短得多,这主要是因为它们所含的磁性元件和电解电容器的使用寿命。此外,含有风扇等有源冷却设备的开关电源尤其易受早期故障的影响。另一个缺点是SMPS通常体积庞大,是电磁干扰(EMI)的主要来源。考虑到它们的尺寸和通常有限的照明安装空间,它们不太可能与LED安装在相同的PCB上,因此需要互连和引线,这是另一个潜在的故障来源。
  
  然而,电力技术和拓扑的最新进展包括交流直接驱动(DACD)电源方案的出现。这种新的方法完全无需传统的SMPS,在成本、体积、使用寿命和可靠性方面提供多种优势-然而,并不是所有的DACD方案都是相同的。
  
  DACD拓扑
  
  所有DACD方案的共同之处是输入整流桥,使用经典的4个二极管配置,将50/60 Hz输入交流波形校正为100/120 Hz半正弦波。峰值幅值从110 V交流输入的155 V左右变化到230 V交流输入的325 V,但原理保持不变。
  
  用于LED驱动的DACD拓扑通常分为两种配置,每一种都各有优缺点。


LED技术,照明领域革命

图1:典型的DACD拓扑及其主要的特点
  
  这两种方法都支持采用单板方案,而不是SMPS方案所需的双板方案。分流型DACD采用单片集成电路,降低了物料单(BoM)成本。它还具有易于扩展的优点,但散热性能相对较差。
  
  相比之下,旁路类型倾向于使用多个集成电路,因而导致更高的BOM成本。而这种方法更适合于需要许多LED串的应用。与分流法相比,虽然扩展性有限,但电气性能更好,总谐波失真(THD)通常小于10%,而分流法为30%左右。
  
  虽然与传统的开关电源法相比,这些DACD法是个显著进步,但它们并不是驱动基于LED的现代应用的完全理想的方案。目前市场上有许多基于IC的DACD方案,但这些方案在稳压、散热性能、耐浪涌性能、调光能力和成本方面都可改进。

LED技术,照明领域革命

图2:基本工作波形和电路图
  
  图2显示了DACD方案的基本工作模式。当交流线路电压通过半正弦时,IC内的开关指示电流(ILEDn)照亮每个LED。但这种线性开关法有一个主要的缺点,即高THD。
  
  最新的好方法
  
  最新的DACD方案之一是安森美半导体的NCL30170。基于分流拓扑,它提供了前述的这种方法的所有优点,包括:是单个IC方案,具有较低的BoM成本和易于扩展功率。但这种新方案的一个独特特性是能够驱动多个外部MOSFET开关,从而支持连接多个LED串;NCL30170是市场上首个能够这样做的产品。因此,功率可从10W扩展到200 W,连接的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限制。


LED技术,照明领域革命

图3:NCL30170是单输出、多串、分流DACD方案
  
  在大多数应用中,尽管电源电压波动,但LED亮度保持不变是很重要的。通常,DACD驱动器能够实现±10%的稳压-安森美半导体的新器件达到±1%,这是非常显著的提升,从而确保连接LED的持续光输出。
  
  NCL30170用一种专有的方法来调节电流,而不是用于传统DACD方案的线性方法。电压触发点保持不变,但以这样一种方式调节电流使其不再是一个阶梯形状,从而产生平滑的正弦波电流(如图4右图所示),导致低于10%的极佳的THD水平。
  
  Conventional Shunt Type:传统的分流类型
  
  Stepped input current:阶梯式的输入电流
  
  Sine input current:正弦输入电流
  LED技术,照明领域革命
图4:专有的电流平滑 /整形提供平滑的正弦波形
  
  除了极佳的THD,NCL30170还提供领先行业的功率因数校正(PFC)性能,超过0.98。
  
 有效调光的重要性
  
  在许多应用中,能进行LED调光很重要,可通过脉宽调制(PWM)技术(通常称为切相)或模拟控制来实现。PWM提供宽范围的调光能力,但也有明显的缺点,包括闪烁,这已被证明会导致处于这种视线环境的人头痛。高电平的PWM调光也会导致室内应用中尤其不受欢迎的可闻噪声。
  
  虽然许多DACD方案可调低到10%,NCL30170能够提供5%的模拟调光,从而满足具有挑战性的现代应用的需要。该器件在整个调光范围内保持稳压,从而确保即使在低功率下,从LED发出的光仍然保持不变。
  
  对于使用TRIAC的切相调光,NCL30170强大的PWM性能确保基于它的照明方案非常适合于改装应用。
  
  总结
  
  LED照明在当今照明方案中占很大比例。由于现代应用的低功耗、低成本和小尺寸要求,这比例将增长;用更加灵活和通用的LED照明改装旧的白炽灯装置也将是未来增长的重要推动力。
  
  直到最近,SMPS一直被用于为LED装置供电,但存在耐用性和使用寿命的问题,而且体积庞大,使在受限空间安装LED方案变得复杂和受限。
  
  最近,DACD已成为一种为LED串供电的可行技术。这项技术解决了SMPS的许多缺点,特别是耐用性和使用寿命、大小和成本,且未来将大大促进更多的LED照明装置。现在,如安森美半导体的NCL30170这样的器件有助于交流直接技术提供应用所需的性能、灵活性和耐用性,用于许多终端市场领域。
  

本文地址:本文地址: http://www.ca800.com/apply/d_1o17nt577tks2_1.html

拷贝地址

上一篇:重磅发布丨设备银行-注塑机极简互联

下一篇:推车机行走行星齿轮减速机的改进措施

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国自动化网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容!

相关技术文章
LED技术 照明领域革命