LED電源的分類及特性
1、按驅動方式可分為兩大類:
(1)恒流式:
a、 恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
b、 恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路.
c、 恒流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高.
d、 應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數(shù)量;
(2)穩(wěn)壓式:
a、 當穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
b、 穩(wěn)壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路.
c、 以穩(wěn)壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
d、 亮度會受整流而來的電壓變化影響.
2、按電路結構方式分類
(1)電阻、電容降壓方式:通過電容降壓,在閃動使用時,由于充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片.易受電網電壓波動的影響,電源效率低、可靠性低.
(2)電阻降壓方式:通過電阻降壓,受電網電壓變化的干擾較大,不容易做成穩(wěn)壓電源,降壓電阻要消耗很大部分的能量,所以這種供電方式電源效率很低,而且系統(tǒng)的可靠也較低.
(3)常規(guī)變壓器降壓方式:電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高.
(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓范圍也不寬,一般180~240V,波紋干擾大.
(5)RCC降壓方式開關電源:穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可以做到70%~80%,應用也較廣.由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù),開關頻率不容易控制,負載電壓波紋系數(shù)也比較大,異常負載適應性差.
(6)PWM控制方式開關電源:主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關能量轉換部分.PWM開關穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內部參數(shù)及外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環(huán)反饋,調節(jié)主電路開關器件導通的脈沖寬度,使得開關電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應穩(wěn)壓電源或恒流電源).電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩(wěn)定.一般這種電路都有完善的保護措施,屬高可靠性電源.
七、工程中的簡易計算方法
1. 由已知電源功率計算LED的數(shù)量
(即取所得數(shù)據的整數(shù)) (7-1)
例:額定輸出功率為10W電源,使用額定的正向電流20mA,耗散功率為70mW條件下可配置多少個LED?
依以上公式
(即取所得數(shù)據的整數(shù))
2. 對于恒壓驅動方式:由已知的輸出電源電壓計算每支路串聯(lián)LED數(shù)量及并聯(lián)支路數(shù)
(1)計算每條支路的LED個數(shù) 公式: (最大值)
(2)計算并聯(lián)支路數(shù) 公式:
注:VLED值依不同發(fā)光顏色各有不同,用穩(wěn)壓電源驅動LED時,為了控制電流,通常需要串聯(lián)電阻器.
例:一個額定輸出電壓為DC 24V,功率為10W電源,使用額定正向電流20mA,耗散功率為70mW額定的正向電壓為1.8V.可配置多少個LED呢?
依以上公式可以得出
(即取所得數(shù)據的整數(shù))
即可以帶10組支路,每支路14個LED串聯(lián)構成的電路,共140個LED.
3. 對于恒流驅動方式:由已知的電源輸出電流及LED的電流值計算出并聯(lián)支路數(shù)及每支路數(shù)量
(1)計算并聯(lián)的支路數(shù)公式: (最小值)
(2)計算支路串接LED個數(shù):
注:其中n按(7-1)計算
例:一個額定輸出電流為DC 0.35A,額定功率為10W電源,驅動耗散功率為70mW,正向電流為0.02A的LED,可怎樣配置?
依以上公式可以得出
并聯(lián)支數(shù)路:
(即取所得數(shù)據的整數(shù))
每支路串接數(shù):個數(shù)
即可以帶17組,每組8個LED串接,共136個LED.
4. 線路損耗及線路壓降的計算
P電線=I R V電線=IR
R電線=σ (備注:L為電線長度;S為電線橫截面積;σ為電線電導率)也可以查電工手冊.
例:用長度為10米(正、負極電線各5米),24AWG的銅芯電線,通過電流為2A,其損耗的功率及線路壓降為多少?
查電工手冊可知:R電線 = 0.737W
V電線 = 2×0.737 =1.474V
P電線 = 2 ×0.737 = 2.948W
從以上計算可以看出,線路電流較大時,要注意選擇合適的導線截面,否則線路損耗及線路壓降是相當大的.
我們只有完全了解LED和LED電源的基本特性,才能正確設計和使用LED光源.
