LED路灯驱动电路技术

11LED路灯驱动电路技术颜重光高工北京大学上海微电子研究院兼职研究员2010-082010《道路照明、隧道照明节能技术》培训班22LED绿色照明灯具33高亮度LED驱动主要市场44LED灯具驱动工作原理55LED光源工作原理•LED光源工作的主要参数是VF/IF，其它相关的是颜色/波长/亮度/发光角度/效率/功耗。•VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。•IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。•LEDVF标称电压：3.4V±0.2V（WLED）。•LEDIF工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。LEDLamp用各档LED电流：66照明用LED光源功率LED灯具常用WLED二极管:1）小功率WLED：IF=15-25mA如IF=20mA草帽灯、SMT。2）大功率WLED：IF=200-1000mA如高亮功率WLED，1W/IF=350mA，3W/IF=700mA；3）功率LED管芯按特殊要求绑定的WLED；大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源。77LED路灯驱动基本方案AC220VAC220VAC220V硅光电板AC/DC模块恒流源LED光源LED光源LED光源LED光源恒流源开关电源开关恒流源铅蓄电池升压恒流DC24-36VDC12VDC24-36VAlec88LED路灯驱动方案(1)AC/DC模块LED串并阵列99LED路灯驱动方案(2)LED串并阵列1010LED路灯驱动方案(3)LED单串阵列11LED路灯驱动方案(4)PWM恒流源AC220VLED光源PWM恒流源PWM恒流源PWM恒流源1W12-22串330mANon-isolatedLED单串阵列12LED路灯驱动方案(5)AC220VLED光源开关恒流源开关恒流源将成为LED路灯生产厂家首选LED单串阵列Isolated13AC输入6路LED分别恒流控制方案AC/DC+DC/DC恒流源14DC输入6路LED分别恒流控制方案AC/DC+DC/DC恒流源15单串升压恒流方案BoostAC/DC+DC/DC恒流源16单串降压恒流方案BuckAC/DC+DC/DC恒流源1717应用方案简洁的BP1361BuckACorDC+DC/DC恒流源18BP1361在LED路灯方案中的恒流应用1WX6/350mA/20.4VDC(1WX6)X3/1050mAVin=24VDC每组=18W2组=36W3组=54W4组=72WPT4115/BP1361RsLAC/DC+DC/DC恒流源LED串并阵列19简单实用低成本LED灯具方案3-7个1WLED串联：ΣVF=3.4XNIF=280-350mAVin-ΣVF=1.5V2-3串并联：ΣIF=2X350mA=700mAΣIF=3X260mA=780mA系统设计可采用LED光源的串并联组合适用于：路灯、水底灯、洗墙灯、泛光灯、隧道灯。。。开关电源+DC/DC恒流源AC220V—DC24V20BP2808路灯驱动恒流源方案Vin=85V~265VAC50/60HzIout=350mA/700mA/1000mA/1400mA±5%@220VACMaximumoutputpower=40Wwith1WHB-LEDCCT=5600KPCBsize:52X74mmNon-isolated21NS路灯驱动方案TVS长电缆产生大漏电感，导致产生100V尖峰电压，输入端串接小电阻、并接TVS，同时在BOOT端串接阻尼电阻可予以消除。AC220V-48VBuckLED单串阵列22NS路灯恒流源方案Fly-BackAC/DCConverter23LM3464路灯应用电路4条独立的稳流器通道，控制器搭配N沟道MOSFET及检测电阻，可为每串LED提供大小一致的驱动电流。LM3464是高电压的电流控制器Fly-BackAC/DCConverter24ONSemi路灯方案25PI150W的LED路灯电源方案26TI150W路灯电源设计方案基于UCC28060/1的交错并联反激变换器功率电路27LED路灯驱动方案演化Alec28开关恒流源方案选用单路、多路输出的恒压、恒流一体式隔离防水的开关恒流源方案是目前LED路灯组合设计的最佳方案之一。¾40-60%余量设计；¾输入电压90～305Vac¾效率0.8--0.92¾功率因素0.9--0.99；¾多级驱动隔离方案；¾5万小时耐久性测试；¾8000KV浪涌测试；¾内外部防雷系统；¾防水IP67--68；开关恒流源29LED路灯组合设计新思路Alec30LED光源板与反光罩LED光源板反光罩31简朴实用的LED路灯结构开关恒流源外壳--散热器32开关恒流源将成为LED路灯生产厂家首选¾产品种类决定LED路灯厂家的生产量不可能很大，因此要做精驱动电源事实上是很困难的；¾CE、UL等的认证费用不菲，只有大批量生产的厂家才有此实力和必要；¾选购带认证的开关恒流源来配套是LED路灯、投光灯、洗墙灯等大型灯具生产厂家最经济实惠、最理智的选择。33串联LED开路保护电子分流器NUD47003434太阳能LED路灯方案35太阳能LED路灯工作原理36太阳能光伏阵列3737影响LED灯具寿命的关键¾LED光源的光衰：与LED管芯的质量和生产工艺、LED光源工作电流、散热有关；¾LED光源的散热：热量聚积，促使早衰；¾LED驱动电源电路：铝电解电容器的使用寿命在5000小时以下，铝电解电容器的寿命还与使用环境温度有很大关系，环境温度升高电解质的损耗加快，环境温度每升高10oC，电解电容器寿命就会减少一半。38高温电解电容器寿命105度的高温电解电容器的寿命为10000小时。按电解电容器的寿命估算，“使用环境温度每降低10度，寿命增加一倍。”因此，它在95度环境下理论工作寿命可达20000小时；在85度环境下理论工作寿命可达40000小时；如按每天工作12小时计算，理论上可用十年。目前各生产厂商的品质差异还是很大的，选用要谨慎。3939参考资料¾低压差线性稳压器的选用技术颜重光¾手机背光驱动技术的新演变技术颜重光=DOWNLOAD¾手机相机的低压闪光灯驱动电路设计及器件选择指南颜重光¾LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计颜重光¾便携产品电源芯片的应用技术颜重光¾TFT-LCD背光设计策略颜重光¾背光及照明用LED驱动IC技术市场分析颜重光EDN电源技术2008-3（EDNCHINA）¾《基于PT4107的LED日光灯设计技术》颜重光《电子设计应用》2009-9¾发展迅速的AC直接驱动LED光源技术颜重光《电子产品世界》2009-2¾《实用LED台灯方案设计思考》颜重光《照明》2009-104040