浅谈大功率长寿命led照明系统解决方案

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1、浅谈大功率长寿命LED照明系统解决方案2013年4月1日  来源:大比特半导体器件网随着LED原材料市场的迅猛发展，表面贴装器件从2001年面世，主要用在室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间距，被不同价位需求者所接受，在短短两年多时间内，产品销售额已超过3亿元，表面贴装全彩色LED显示屏应用市场进入新世纪。为了适应2008年奥运会的“瘦身”计划，利亚德开发了表面贴装双基色显示屏，大量用于训练馆和比赛计时计分系统。在奥运场馆全彩屏方面，为紧缩投资，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奥运期间可作为实况转播工具，赛事结束后可用于租赁，作为演出、国家政

2、策发布等公共场合应用工具，通过这种方式可尽快收回成本。LED拥有更高的效率与更长的使用寿命。下文将讨论LED驱动器满足这些要求的工作原理，并对AC/DC降压转换器如何高效地驱动30只同串的高亮度LED进行说明。此外，本文还将给出另外一种实现方法的结构示意图，即采用隔离式AC/DC电源及一款具有动态余量控制的LM3464。通过避免电磁干扰，该方案具有极高效率。简介LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、

3、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W(2010年)。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效可以超过150lm/W，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的，LED的角度越小它的亮度越高，没有什么超亮不超亮的，那是骗小孩的，

4、如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的，只是生产工艺不一样，使用寿命略有不同，因为大家用的都是那几家国外的LED芯片。如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万多两万MCD的亮度了，亮度相差好几十倍了，如果是用于照明用的，在户外最好是用大功率的LED了，亮度就更高了，单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有。图一给出了结构框图，该方案无需电流隔离并提高了工作效率。总系统效率更多地取决于AC/DC隔离变压器。反激式PFC虽然经济，但效率很难超过85

5、%。在第一个方案中，在散热装置和LED之间使用绝缘胶层或陶瓷层进行隔离，由于变压器无须隔离，其效率变得更高。图1，结构图该电源的主要目的是将整流AC输入转换为DC稳压电流，以下是一个优化示例，示意在350mA电流下如何驱动功率达到35W的30个高亮度白光LED。该电源为LED提供了保护，限定了瞬态输入电压，并在热插拔时避免了电流浪涌。总的电源一致性(电源母线谐波(EN)，电源母线干扰，国际安全标准等)全部符合欧洲标准(EN)。下面是一个使用镇流器对35W的T8管进行替换的示例，见图2。在LED串开路、短路或过载的情况下，可以保护镇流器以免发生故障。它确保了任何元件都不会

6、在故障下过热或烧毁，以确保设计的稳定性。图2，使用镇流器时35W的T8灯管进行替换。镇流器与T8的主要特点如下：适用于欧洲输入电压范围，但可以进一步扩展到从85VAC?265VAC的更宽范围。PF为0.98输出电流为350mA输出电压为100V±20%(取决于LEDVF)母线谐波符合EN61000-3-2C类标准要求电磁干扰(导电性)符合EN55022标准要求电磁干扰(辐射)符合现行EN55022标准要求效率为87%符合现行安全标准要求被动冷却方式温度范围-20°C?+65°C使用聚合物电容器延长寿命使用共享电流的3串90LEDLCW_G5GP-GX-6S的欧司朗T8管

7、。第一级PFC大多数基本的AC/DC电源在输入线路中都会产生谐波失真且功率因数较差，因此很难满足欧洲标准EN-61000-3–2的要求。该解决方案使用PFC电路，使输入电流波形与输入电压波形同样为正弦波波形。对于镇流器产品，则符合欧洲EN-61000-3-2C类标准。该标准适用于所有的照明产品，包括有源输入功率大于25W的调光设备。由于LED驱动器具有更高输入纹波，在380VDC环境中将用较小电容。由于故障率较高，为保持长久的使用寿命，不允许使用电解电容器。这种镇流器使用EPCOS薄膜电容器来替代电解电容，根据内部指标对所有组件的额降值加