LED吸顶灯的电源分析

2012-01-29 15:18:52来源: 互联网
现在让我们先来看一下普通吸顶灯电源

  普通吸顶灯通常采用电子镇流器,或者称为高频变压器。但是市面上的电子镇流器的质量都比较差。例如,作者就测试了一款普通吸顶灯安装了飞利浦的32W环形灯管。实测的结果如下:Pin=16W,PF=0.62。所以它只用到环形灯管50%的功率,而且功率因数也很差。作者也测试了一个9W节能灯的参数,测得Pin=8.4W,PF=0.563

  二者的功率因数都不能满足>0.7的要求,但仍然在市面上大量流通。

  对于LED吸顶灯的电源可以分为非隔离式和隔离式两大类:

  非隔离恒流源,由于LED吸顶灯不像球泡灯那样容易被用户用手触摸到,而且由于不需要接触式导热,它的内部结构很容易把铝基板或印制板和金属底板绝缘起来,所以采用非隔离电源是可以很容易通过CE、UL等安全认证。再加上它的安装通常是由专业的电工来安装,也减小了用户触电的危险。

  我们知道LED必须采用恒流源来驱动,否则由于它的负温度系数,而会使电流急剧上升导致结温升高,寿命缩短。恒流源分为线性和开关式两种。线性恒流源的优点是不会产生电磁干扰(EMI),简单,成本低。它的缺点是效率比较低。

  1. 采用恒流二极管的非隔离恒流源

  恒流二极管是一种线性恒流源,它的恒流作用可以用来驱动LED。最简单的方法就是把恒流二极管直接和LED串联。但是我们在用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压。

  最低电压

  由于恒流二极管需要一定的电压Vk才能够进入恒流,所以太低的电源电压是无法工作的。通常这个Vk大约在5-10V左右。

  最高电压

  由于恒流二极管必须能吸收掉电源电压的变化,对于同样的百分比,220V就要比110V的变化范围大一倍。例如对于+10%~-20%的变化范围,对于220V就意味着22+44=66V的变化范围,经过桥式整流以后这个变化还会加大1.2倍,变成79.2V。而对于110V电源,同样的变化范围只相当于39.6V的变化范围。电压越低,就意味着功耗越小,效率越高。所以可以说恒流二极管更适用于110V市电的国家。

  最大电流

  由于恒流二极管的功耗受到限制,所以过大的电流也是不合适的。例如1W的LED通常需要350mA,恒流二极管就很难提供。即使能够提供,它的功耗也过大而使整体效率大为降低。

  恒流二极管最适用的使用场合就是交流市电供电的LED灯具,采用很多小功率LED串联,也就是高压小电流的情况是最为合适。

  下图就是一种用于吸顶灯的恒流二极管驱动源。其负载是80颗3022串联,总功率为16W。所用的恒流二极管也是恒流在60mA。假如手头的恒流二极管只有30mA的,就需要2串并联。

  

6.jpg

 

  采用恒流二极管作为LED驱动电源

  在这里,恒流二极管的作用就是要在输入市电电压变化时,保持输出电流不变,当然也可以消除由于LED负温度系数所引起的电流增大。但是由于恒流二极管的耐压有一定的限制,所以它所能吸收的电源电压变化也是有限的。就拿100V耐压的CRD来说,它的工作电压范围还要减去它的最小工作电压10V,可用的电压范围也就只有90V。用在220V市电电源里, 如果市电变化+10%,~-20%,就相当于整流后为290~211V,电压变化79V,在其耐压范围内。假如所用的LED为80颗,如果正向电压为3.3V,那么总电压为264V,正好相当于220V经过桥式整流以后的值。这时候恒流二极管上没有压降,但是这时候它是不能工作的而至少需要10V压降,也就是要求整流后电压为274V,市电电压为228VAC。那时候恒流二极管压降为最小,功耗也最小,只有0.03Ax10V=0.3W,整体效率为最高可达96%(当然还要考虑整流器的效率,实际上还会低一些)。如果市电增高至242VAC,那么恒流二极管电压就增高为26.4V,其功耗也增加到0.79W,这时候效率就等于91%。

关键字:LED  吸顶灯  电源分析

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0129/article_13926.html
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