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若何更好地驱动LED灯串

更新时间:2019-05-04    点击次数:

 

  对曲流驱动器来说,利用更多的LED凡是被认为会带来严沉的靠得住性及利用寿命问题,出格是考虑到对单个组件(或毗连)和驱动器毛病十分。这是让RSSL系统闪烁的别的一点。RSSL的毛病阐发表白,系统的总体靠得住性及寿命现实上也会跟着阵列尺寸的扩大而获得提拔,这是由于,其余组件的调理,即便呈现50%的组件毛病,仍然能够接管的。

  虽然能够利用不异的电容值正在单个频次下来操做整个RSSL系统,可是不必如许做。现实上,我们能够把双线照明总线当作是支撑频谱,包含有很是多的可用通道。因为任何一个电抗串只对频带内做出响应,只需它们正在频带之间具有脚够的空间来操做,则多个零丁的频带能够正在不异的布线上操做。每个核心频次还能够进一步伐制,做为传感器和节制器之间的数据往来通道。

  能够利用电仿实器,对特定谐振收集进行细致阐发,可是也能够容易地进行粗略地估量,大致选择元件的数值。对于给定的工做频次,电感和电容之间的关系是确定的。应选择电容,使电抗脚够大,确保脚够高的Q谐振。流过每个单位的电流被LED取并联的旁电容器所分派,并遭到电容器的限流,后者的感化很是雷同于正在曲流电中利用电阻来节制电流的环境。对电抗只需利用欧姆定律,就能够找到所需的值。留意,旁电容器的感化是电流不流过LED时,局部存储再轮回电流。现实上,除了对通过整个灯串的电流进行谐振节制之外,现实上还有对每个LED电流的局部谐振节制。

  只需线频次取用于电抗串的谐振频次分分开来,对线频次的响应就能够忽略不计,即便没有显式的线频次滤波,也不会频次闪灼现象。因而,驱动器中不需要电解电容器。

  LED使用出格风趣,由于LED正在照明使用中的经济意义越来越大,而且也是因为常规DC驱动器存正在成本和靠得住性问题。LED是固有的低电压DC设备,正在某些工做点上,电流-电压(I-V)曲线很是峻峭。虽然能够利用恒压源来驱动LED,但现实上大大都设想人员采用恒流DC驱动器设想。为了更接近正在典型配电程度(例如120/240 VAC)下工做,灯具凡是设置装备摆设很多LED灯串。这些LED必需慎密婚配,由于每个LED的光输出取流过灯串的电流成比例。单个LED的毛病(例如短或接线毛病)可能导致整个灯串的毛病。

  图5. 的曲线是电流流过串行照明单位阵列时构成的波形曲线。下面的曲线是电流流过单位内的一对LED构成的电流波形。流明波形由下半部门曲线的绝对值来给定。留意,正在每个半周的起头部门都有一个很短的不发光区间。

  想象一下,一个照明收集由一组照明单位构成,每个单位包含有一个或多个照明元件,例如一对阳极毗连阴极的LED,以及和并联电容的。拓扑布局有很多变化,可是图2展现了一个根基的照明单位设想。任何数量的这种单位以及现实的夹杂拓扑的单位,能够以和/或并联毗连,构成由电抗串构成的谐振收集。更归纳综合地说,我们将电抗串构成的收集称为“固态照明电抗串”(RSSL)。

  图1. 该曲线图描画的是典型谐振(核心频次30 kHz和带宽20 kHz)的归一化功率。留意,线频次无堆叠。

  和频次之间存正在至关主要的关系(图1)。有时谐振是一件坏事,假如太多的能量进入单模形态,可能会系统。但谐振也能够是好的。谐振凡是用于调理频次,通过连结脚够的,能够将功率调理到可变载荷的可变尺寸阵列。举个例子,这能够使用于诸如的照明阵列,以实现固态照明(SSL)系统的成本效益和靠得住性。

  可是,一个更强大的方式是将电抗器件分布正在阵列之间。以这种体例,不只能够节制照明元件的全体功率,并且正在大型收集中,也能够不需要添加半导体器件来零丁调理子收集。分布式电抗元件以高效率和低成本实现强大的新型节制能力。凡是,电抗元件能够是电容器或电感器。正在千赫兹到兆赫兹频次间(或以至千兆赫兹的频次,若是需要的话),适合的组件很是小且廉价,而且能够做为分立器件或片上器件来实现。具体来说,我们假定电容器分布正在整个收集中,而且利用较少数量的分立电感器,可是也能够制制出低成本的电感器的设想。

  添加和并联的电抗元件(电容器和/或电感器)能够斥地一种全新的功率节制方式。电抗元件能够构成一条谐振回,此中次要耗散机制是LED的电阻负载。 同时,接近于无损的电抗能够取代耗能的电阻,这些电阻正在最简单的曲流电中凡是用做电流调理器。

  利用谐振来节制LED阵列的功率,降服了AC LED 驱动器的这些错误谬误。正在最简单的环境下,谐振可用来节制单个负载的功率。Verdi Semiconductor公司无效操纵了谐振,制做出了适合于 LED灯串的部件少、效率高的电流驱动器。

  别的,成本节约和靠得住性提拔能够通过包罗多结芯片正在内的COB架构来实现。不是正在一个芯片上建立几个大面积的器件,而是能够选择器件面积、功率级别和冷却策略,以实现最大的单器件效率,然后正在一个芯片上放置尽可能多的这些器件,以实现所需的机能规格。以一个或多个谐振串来驱动照明阵列,我们就能够获得一个产物系列,能够肆意裁剪到任何所需的流明输出。

  此外,大大都大功率LED正在其额定电流的上端显示出较着的流明输出下降,从而导致净电瓦特取辐射瓦转换效率时会丧失一些。RSSL系统能够通过低成本的设想让这些设备正在远低于其额定最大值的环境下,让流明输出下降不那么较着。

  利用谐振来节制电抗串中LED 的功率,是一种强大的新型LED驱动方式,能够用于包罗照明正在内的肆意阵列使用中。本文只触及RSSL系统的特征和劣势。谐振式驱动供给了一系列丰硕而强大的立异设想东西,能够进一步利用,创制先辈的低成本、多功能照明系统。

  RSSL系统本身具有电磁恬静性,又能抗乐音尖峰。超出狭小通带的任何能量城市敏捷消逝。单位格和单位灯串能够进行热插拔或切换,对收集的其他部门无影响。操纵这个属性就能够让很多照明器共享统一个高功率的驱动器。例如,室第或贸易空间能够利用安拆正在配电盘中的统一个驱动器,通过双线总线向很多灯具供电,灯具有LED和电容器,但没有有源半导体元件,调光和切换能够别离进行(拜见图4)。

  例如,正在图3中,一个储能电由10个电抗串构成。假设所有的LED都是不异类型的,而且所有的电容器具有不异的值C。每个单位的总电容为2C。灯串的总电容为C/5。谐振频次为(5LC)。一个单位的电抗是1/2C。只需X?R,此中R是LED的现实电阻,则电抗串则表示为纯电抗,这相当于要求利用谐振电阻尼不脚,Q?1。

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