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LED电源该如何选择?读懂这篇文章一切搞定!

2017-10-16

因为LED节能、运用寿命长、经用及规划灵敏,现在LED正在快速替代室内和室外照明设备中的白炽灯和荧光灯。但挑选正确的LED仅仅规划方程的一部分。 为了使您的固态照明规划完结全面的功率、耐久性和运用寿命,您需求挑选适宜的电源,把您的运用要求和所运用的LED相匹配。本文将为您供给一些有用的主张,在挑选电源过程中需求考虑的当地。
相关布景介绍
LED的电源电压一旦等于或大于二极管的正向压降(一般在2-3V的区域),LED就开端产生光。彻底亮度所需的电流因设备而异,但关于1W的LED(一般是照明运用中最小的尺度)一般为350mA。与白炽灯不同,LED对错线性设备。这意味着一旦电源电压超越二极管的正向电压,通过的电流随着电源电压而呈指数添加。没有某种办法的电流调理,LED芯片将成为贵重的、单稳态亮光灯泡。
为了防止这种状况,电源有必要在适宜的电流下供给适宜的电压。最简略的办法是挑选一个输出电压大于所选LED正向电压的电源,并运用限流电阻将电流约束在LED制造商指定的最大值。这种办法的缺陷是,LED照明的一个首要长处高功率会遭到限流设备耗散的功率的影响。
这种办法的另一个问题是LED结温影响了正向电压。因为电源的输出电压是固定的,这反过来意味着如果限流设备两头的电压发生改动,因而电流也会改动。改动的电流将影响发射的光量,下降LED的可靠性。最好的办法是用恒定电流源驱动LED。这样,能够将电流设置为LED制造商指定的最大值,以完结最大的功率和可靠性,或许完结所需的准确亮度,而且还能够在LED或环境温度改动时消除结温的影响。
在照明运用中,运用LED的一个长处是易于改动亮度。这能够通过改动通过LED的电流来完结,可是,以小于其最大电流运转LED会下降功率而且可能导致色彩的细微改动。因而,更好的办法是将电流在零和最大值之间进行脉冲以改动发射的均匀光。只要这是在足够高的频率完结的,以防止脉冲被人眼看作是亮光,这是完结调光的最佳办法。电流的脉冲一般以固定频率进行,零与全电流的比值发生改动。这是脉宽调制(PWM)办法。
挑选电源
为照明运用挑选电源的类型将根据几个要素。首要,考虑运用运转的环境。运用是在室内仍是室外?电源是否需求防水或需求特别的IP等级?电源是否能够运用传导冷却或只运用对流冷却?
接下来,要界说全体功率要求。单个灯具可能只需求一个小的电源,但一个杂乱的体系可能需求供给数百瓦的电源。别的,还需求其他功能吗?例如,电源是否需求在简略的恒压形式仍是恒流形式下作业,运用是否需求调光?
法规和规则很重要
那么,现在是考虑法规的时分了。整个体系是否需求在必定的谐波电流范围内运转?它是否需求契合照明的安全规范,仍是ITE电源就足够了?而在这个动力灵敏的年代,电源怎样有效地满意当地或区域规范?
相同重要的是,在一些当地政府机构会向契合特定功率和功率因数校对水平的产品供给扣头或其他补助,产品有在这些当地出售吗?相同,了解您的规划规范是否契合要求,这一点也很重要,包括封闭电源时电源耗电量的任何要求。
安全规范
适用于照明体系的有各种规范。国际上,IEC61347第1部分涵盖了灯具操控设备的一般安全要求,和第2部分第13(2)节适用于LED模块电源。美国有UL8750,欧洲有EN61347,都是以章节命名的IEC格局。
谐波电流
照明运用一般要求谐波电流发射要满意EN61000-3-2的要求,而照明类别为C类。在此类别中,关于25W以上有源输入功率的有一组约束,关于25W及以下的则为另一套。可是,该规范仅提及25W及以下的放电照明。
为了满意25W以上的约束,一般需求功率因数校对,而且因为约束是以安培数的百分比核算而不是绝对值核算,所以最好运用专门用于照明运用的电源,而不是ITE型电源。可是,只要照明负载高于电源满负荷额定值的40-50%,ITE电源可能会达到极限。
这边举一个比如,XP Power的IP67级DLE系列是专为LED照明运用而规划的电源系列。该系列产品包括15,25,35和60瓦特类型,契合EN61347和UL8750安全规范。
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图1. 一个示例LED电源,来自XP Power的15 - 60瓦特DLE系列。
LED装备
一些照明运用可能只运用一个LED。这种运用的功率一般约为1W,正向电压在2-3V的范围内,正向电流约为350mA。尽管这会产生亮堂的光源,但更可能的是,LED会被用于单个照明灯具或一组灯具中的某种阵列,以产生更亮堂和更均匀的光源。LED一般用于四种装备中的一种装备。将LED串联、并联或矩阵(串联和并联组合)装备使其从单个电源驱动。第四种装备运用多个通道,需求多个电源。
串联装备
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图2 - LED串联衔接
在串联装备中,各个LED串联安置。这样做的长处是,相同的电流通过它们中的每一个,导致宣布的光亮度相同。另一个长处是,如果一个LED在短路中呈现毛病,其他LED不受影响,依然亮着。缺陷是如果一个LED在开路中呈现毛病,则电流将被中止,其他一切LED都熄灭。另一个缺陷是,如果需求许多LED来产生所需的光量,则正向电压的总和可能需求运用适当高的输出电压的电源。
并联装备
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图3 - LED并联衔接
当并联衔接时,LED依然能够串联安置在两个或更多个LED串中。长处是关于相同数量的LED即相同的亮度,电源能够有较低的输出电压,因为每个串中的LED的数量能够削减。另一个长处是,如果在一个串中的一个LED变成开路,则其他串不受影响,灯具依然能够发光,但亮度下降。缺陷是因为每个串中存在稍微不同的正向电压,每个串中的电流不能由单个电源准确操控,因而每个串可能需求一个电流平衡设备,这会下降全体功率。
矩阵装备
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图4 - 以矩阵装备衔接的LED
在矩阵装备中,LED能够以并行装备的办法进行相似地装备,可是串与串之间每个LED都会衔接。这种装备的最大长处是,如果单个LED变成开路,则依然存在一条途径让电流流过该串中的一切其他LED,因而光输出几乎不削减。首要的缺陷在于,因为不能运用电流平衡设备,因而更难操控每个串中的电流。这意味着所运用的LED有必要具有严密匹配的正向电压,这可能添加本钱。
多通道装备
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图5 - LED通过多通道办法衔接
运用这种办法,LED以多个串串联摆放,类似于并排和矩阵装备。长处是关于所需的任何给定亮度,总的串电压能够减小,而且因为每个串由单个电源供给,任何一个串的毛病不会以任何办法影响其他串。缺陷是电源将更贵重,因为每个串具有单独的输出,可是在运用中却更灵敏。
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