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开元棋牌大功率LED区域照明应用设计

  跟着人们节能环保认识的日渐巩固,业界越来越眷注能源泯灭对处境的影响。据统计,开元棋牌正在种种能源泯灭途径中,有高达20%至22%的电能用于照明。降低照明运用的能源操纵结果以致进一步下降其能源泯灭,有助于削减二碳排放,培育越发绿色环保的天下。所以,高能效照明正正在成为业界竞逐的一个中央。

  从运用界限来看,照明涵盖室庐、工业、街道、餐厅、零售及供职业照明等差别种别。而从功率等第来看,除了低功率照明,也征求大功率区域照明,样板运用如柱灯、洗墙灯、外墙灯、地道照明、街灯、泊车场及大家安适照明、工业及零售照明等室外照明,以及低顶灯、高顶灯、冻柜/冰箱及泊车库等室内照明。

  大功率区域照明存正在不少离间,如灯具大概难以迫近、光源产生打击时大概带来安适题目、户外存正在众种绝顶处境条款等。其余,禁止轻忽的是,运用于大功率区域照明的现有光源(如金属卤素灯、高压钠灯、线性荧光灯及紧凑型荧光灯)存正在着不少节制,如高压钠灯的显色性差(CRI约为22),金属卤素灯的样板灯具损耗较高(40%),且其从启动到发光至完美亮度,阅历的工夫大概长达10分钟,线性荧光灯的冷温度本能差,紧凑型荧光灯的启动速率较慢。

  另一方面,跟着高亮度白光LED正在本能和本钱等方面络续改良,越来越众地用于大功率区域照明,并供给古代光源不具备的上风。比如,发出每流明光所泯灭的电能更少,目标统制性更好,颜色质地更佳、环保,而且其开启和紧闭可能更利便地统制,便于主动检测处境光从而调度亮度。其余,led也更牢靠,利于下降维持本钱及总体具有本钱。

  LED驱动器的闭键功用是正在众种条款下限流,守卫LED免受浪涌及其它打击条款影响,并供给某种等第的安适性,避免电气或刻板流动及着火。看待区域照明运用,室外处境会给LED驱动器带来温度离间,且大概须要承袭277 Vac、347 Vac,以至480 Vac等比圭臬电压更高的交换输入电压。

  区域照明运用的LED驱动器大概还须要切合某些相闭功率因数(PF)或谐波含量的楷模圭臬。如欧友邦际电工定约(IEC)的IEC61000-3-2圭臬对功率赶过25 W的照明摆设(C类)的谐波含量提出了恳求,相当于总谐波失线 C类谐波含量恳求并不势必透露PF高于0.9。而美邦等商场通俗恳求PF高于0.9,THD低于20%。

  许众区域照明运用都正在室外,会经受种种厉厉温度处境,总体操纵寿命会受到影响。而总体体例安排对操纵寿命有紧急影响,故操纵内部发烧较少、损耗更低的高能效LED驱动器特别紧急,况且正在安排中要对驱动器与LED热源举行热隔断,从而巩固体例牢靠性。

  LED照明可能举行智能化统制。古代街灯以按时器或处境光传感器来自助统制。而使用电力线通讯(PLC)或无线统制时间,可能供给高度灵巧的LED区域照明统制,如基于工夫的光输出等第聚合统制;基于车流量传感器的发光等第统制;以及遵循检测人、车勾当,调控市核心照明,两全人、车及街道照明。LED智能统制时间即能节电,也不会影响安适性。样板运用有智能双亮度等第照明(睹图1),如公园、加油站顶棚、泊车场、楼梯及电冰箱箱体照明,都援手遵循须要调节亮度等第的照明。LED可能即时导通及紧闭,利便地遵循手脚或勾当调动照明等第,如正在未检测到勾当时,供给20%-40%的亮度等第;而正在检测到勾当时,供给100%亮度的照明。

  大功率LED区域照明运用中,一种常睹的电源架构是“功率因数校正(PFC)+恒压(CV)+恒流(CC)”的三段式架构。此中,交换输入电源经由PFC和隔断型DC-DC转换后,输出24至80 Vdc的固定电压,供给给后面内置DC-DC降压转换电道的恒流LED模块(睹图2)。这种架构的安排供给了可能现场升级的模块化途径,可遵循现实需求,灵巧调度LED光条数目,从而添补或减小光输出,知足全体区域照明运用恳求。该架构下,AC-DC转换与LED驱动电道并未集成正在一同,而是采用漫衍式装备,既简化安适探求又巩固体例灵巧性,也称作漫衍式计划,样板运用征求线性灯及线槽灯等。

  正在这种模块化途径下,一项安排可能扩展用于众种光输出等第。况且跟着LED光输出本能巩固,LED模块要供给一样光输出等第,所需采用的灯条就更好。而每个灯条都设有一个专用的DC-DC LED驱动器,比如,可能采用安森美半导体的CAT4201高能效降压LED驱动器。CAT4201特意优化用于驱动大电流LED,采用专利开闭统制算法,供给高能效及切确的LED稳流(可达350 mA)。CAT4201可采用最高36 V的电源电压供电,并兼容12 V和24 V圭臬照明体例。图3是CAT4201的高压LED驱动器装备,外围的N沟道MOSFET援手高压输入:100 V输入电压时,LED功率达30 W;50 V输入时,LED功率达13 W。

  并不是全盘的区域照明运用都恳求采用漫衍式/模块化计划。跟着白光LED本能的速捷晋升,新型LED一经可能配合新的LED驱动器安排本领。领先的LED创制商一经推出了援手更大电流及具备更高发光本能的新型LED,如科锐(Cree)的XP-G系列LED(正向压降为3.3 V)正在1 A电流时可供给330流明光输出,首尔半导体(Seoul Semiconductor)的P7系列LED(正向压降为3.3 V)正在1.4 A时可供给400 流明光输出。正在这种条款下,可能装备新的LED驱动器直接驱动1 A到3 A的大电流。比如,可能采用安森美半导体的NCL30001功率因数校正TRIAC可调光LED驱动器。

  NCL30001是一种具体式/单段式的LED驱动计划,集成了PFC和隔断型DC-DC转换电道,并供给恒定电流直接驱动LED。这相当于将AC-DC转换与LED驱动两部门电道整合正在一同,均位于照明灯具内,省下了LED光条中集成的线性或DC-DC转换器。这种具体式计划的电源转换段更少,削减元器件操纵数目(如光学元件、LED、电子元件印制电道板等)、下降体例本钱,并援手更高的LED电源总体能效。当然,这种计划的功率密度更高,大概并不适合全盘区域照明运用,其光学图案大概更适合较低功率的LED,样板运用征求LED街灯、外墙灯、洗墙灯及电冰箱箱体照明等。

  安森美半导体开垦了一款功率达90 W、电流0.7 A至1.5 A、电压低于60 V的单段式高功率因数LED驱动器演示板。该演示板采用了NCL30001 LED驱动器及带脉宽调制(PWM)调光功用的NCS1002次级端恒压恒流(CVCC)统制器(睹图4),适合LED街灯等区域照明运用。

  90 W恒压恒流演示板领受90至265 Vac的扩展通用输入电压(退换元件条款下,可援手305 Vac),供给0.7 A至1.5 A的恒定电流输出界限(可通过微幅调动电阻拣选),及30 V至55 V的恒定输出电压界限(可通过电阻分压器拣选),援手50至1000 Hz调光统制,并包括可贯串至可选调光卡的6引脚接口,用于模仿电流调动/双亮度等第数字调光等智能调光运用。其余,演示板还供给短道、开道、过温、过流及过压守卫功用。测试显示,演示板正在50 W输出功率、1000 mA输出电流/48 V正向压降条款的能效高于87%(睹图5),正在50%至100%负载条款下,功率因数高于0.9,同时切合IEC61000-3-2 C类摆设谐波含量圭臬。

  近年来,业界对超高能效的LED照明拓扑组织兴会渐浓,指望正在更大功率的50 W至250 W LED区域照明运用中供给高能效(如高于90%)。要供给如此高的能效,须要采用高能效的电源拓扑组织,如谐振半桥双电感加单电容(LLC)拓扑组织,从而充溢阐扬零电压开闭(ZVS)的上风。

  正在这类运用中,可能采用安森美半导体的NCP1607 PFC统制器和NCP1397双电感加单电容(LLC)半桥谐振统制器(睹图6),用于功率50到300 W界限的高能效LED街道照明。NCP1397是最新高本能谐振形式LLC统制器,集成了600 V高压浮动驱动器,援手50到500 kHz的高频事情,内置高端和低端驱动器,援手可调动及切确的最低频率,供给极高能效,并具备众种打击守卫特征。

  区域照明运用中,通俗会采用众串LED。固然LED牢靠性高,但若LED串中的某个LED开道,那么整串LED就大概紧闭,而街道照明等运用要避免这种境况,从而下降后期维持本钱。安森美半导体的NUD4700 LED电流旁道守卫器是一款分流器件,万一LED串中某个LED开道,则会供给电流旁道,确保正在某个LED打击的条款下整串LED不会紧闭;况且安妥措置散热的线 A以上的大电流。

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