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電源模塊LED驅(qū)動器的電壓選擇及其實際應(yīng)用
電源模塊LED電壓在燈具設(shè)計中的估算是一門看似簡單卻需要注意許多細(xì)節(jié)的學(xué)問。首先,每顆工廠產(chǎn)出的LED,即使在相同條件下測試,順向偏壓或多或少都會有些差異。此外,LED電壓還會隨著溫度的變化而變化。為了確保燈具使用的安全性和可靠性,我們需要了解幾個會影響LED電壓的因素,適當(dāng)評估誤差值,才能正確選擇驅(qū)動器的輸出電壓規(guī)格。本文將介紹三個主要影響LED電壓的因素及其考慮點和預(yù)估方法。此外,新型LED電源還具有環(huán)境適應(yīng)功能來應(yīng)對溫度變化,這對于燈具設(shè)計也具有一定的好處。最后,我們將提供一個完整的設(shè)計考慮例子供參考。
一般來說,設(shè)計燈具需要考慮光學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等因素。燈具的主要目的是滿足應(yīng)用環(huán)境對光的要求,例如照度和色溫等。在確定LED的型號、種類、數(shù)量和驅(qū)動電流之后,每個單獨的LED的驅(qū)動條件基本上已經(jīng)確定,整個燈具的功率也隨之確定。但是,設(shè)計者需要考慮LED如何排列組合,例如全部串聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)等,以滿足安規(guī)要求或LED模塊化設(shè)計的要求。燈具整體電壓和電流的確定通常與此有關(guān)??梢酝ㄟ^以下公式計算燈具整體概略電壓。
LED的V-I特性
理想的LED V-I曲線如圖一所示,LED電壓不受流過電流影響。然而實際上,電源模塊LED的驅(qū)動電流是會影響LED上的電壓。以圖二為例,當(dāng)LED操作在350mA時,電壓約3.2V,當(dāng)操作在1A時, 電壓會升到3.8V。單顆的小壓差在多顆LED串聯(lián)時會變得更明顯。設(shè)計者需注意LED規(guī)格書上標(biāo)稱電壓測試的電流條件是否與燈具設(shè)計一致。如果燈具采用的是另一個電流,或是電源的紋波電流峰值變化較大,則應(yīng)根據(jù)V-I特性曲線重新估算電壓值。
LED 生產(chǎn)差異
電源模塊LED的正向偏壓值存在一定的生產(chǎn)差異。成熟的LED生產(chǎn)線通常出現(xiàn)較小的差異并且符合常態(tài)分布,如圖三所示。生產(chǎn)差異對LED電壓值產(chǎn)生的影響往往小于10%,這可以從LED規(guī)格書中參考最大值與標(biāo)準(zhǔn)值的差異比例得出。確切的數(shù)值或分布曲線需要向LED制造商進(jìn)行查詢。
雖然在情況下的差異可能達(dá)到+/- 10%,但在實際使用中,當(dāng)有更多LED串聯(lián)時,它們可能更接近中間值。因此,如果條件允許,通常建議電源保留10%的余量,以確保驅(qū)動電流不會受到LED生產(chǎn)差異的影響,同時即使未使用此空間,稍稍降低電源負(fù)載也有助于延長電源壽命。
LED 電源選用
建議機(jī)種 HLG-480H-C2100,原因如下述。
在穩(wěn)態(tài)下,燈具的操作電壓通常為190V / 2.1A(399W),最差情況下為207V(435W)。HLG-480H-C2100可以滿足這種條件,而且它的紋波電流很低,可忽略不計。即使在冷啟動時,最高電壓達(dá)到249V,雖然超出了其固定輸出范圍,但由于其環(huán)境自適應(yīng)功能,能夠提供瞬時電壓高達(dá)275V,以確保開機(jī)穩(wěn)定。因此,HLG-480H-C2100是最合適的型號。