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LED路燈如何檢測及基本知識概述-LED路燈電源設(shè)計方案解析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-04-22 

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LED路燈,電源

LED路燈概述

LED路燈是指用LED光源制作的路燈,具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨特優(yōu)點,對城市照明節(jié)能具有十分重要的意義。


LED路燈,電源


LED路燈應(yīng)用場所

LED路燈主要應(yīng)用、主干路、次干路、支路、工廠、學(xué)校、園林、城市廣場、庭院等道路照明。


輸出功率及光通量的提高還需要從大功率白光LED的外延技術(shù)、芯片工藝等基礎(chǔ)層次進(jìn)一步提升。在二次光學(xué)設(shè)計方面,LED的輻射形式有朗伯型、側(cè)射型、蝙蝠翼型和聚光型幾種。在道路照明領(lǐng)域,根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗朗伯型和蝙蝠翼型比較適用,通過二次光學(xué)設(shè)計,使得LED的光照范圍、光度曲線符合道路照明的需求。


LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要是在燈具內(nèi),在一個幾乎是平板的安裝面(也是反光面)上,裝上了矩陣式的LED,這種設(shè)計方式是不可能得到良好的燈具配光的。


LED路燈電源設(shè)計方案解析

LED路燈是LED照明中一個很重要應(yīng)用。在節(jié)能省電的前提下,LED路燈取代傳統(tǒng)路燈的趨勢越來越明顯。市面上,LED路燈電源的設(shè)計有很多種。早期的設(shè)計比較重視低成本的追求;到近期,共識漸漸形成,高效率及高可靠性才是最重要的。

下面針對幾種不同LED路燈的應(yīng)用,提出了適合的架構(gòu),并對其優(yōu)缺點進(jìn)行分析,以便讓大家能根據(jù)具體狀況和設(shè)計的路燈種類,找到最合適的方案。


(一)直接AC輸入,對6串LED分別做恒流控制

在下面介紹的幾種方案之中,這一種方案應(yīng)該是目前效率最高、電路成本最低的方案(圖1)。直接用光電耦合器對初級側(cè)電路進(jìn)行回溯控制,調(diào)節(jié)輸出電壓。相對于其它傳統(tǒng)方案,該方案的開關(guān)損耗少。


將CS的電壓固定在0.25V,對6串LED分別做恒流控制。IC會偵測FB的位置,將電壓最低那串LED固定在0.5V。此時由于各串LED的Vf值的總和不同,產(chǎn)生的壓降會落在MOS管上,導(dǎo)致一些損耗。如果是一般對Vf分BIN篩選過后的LED,損耗應(yīng)該可以控制在2%以內(nèi),少于一般的開關(guān)損耗。


LED路燈,電源



該方案的優(yōu)點是效率高、成本低,缺點是AC輸入、需要較多研發(fā)成本,適用于可以用AC直接輸入的路燈。


(二)DC或電池輸入,對6串LED分別做恒流控制

它采用多串的升壓結(jié)構(gòu)設(shè)計,LED驅(qū)動的方式與前一種類似,差別在于由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖2)。低壓側(cè)傳感的設(shè)計只要選擇適當(dāng)?shù)腗OS管,LED可以串相當(dāng)多的顆數(shù)。相對于AC輸入的方案,其設(shè)計較為簡單。但由于多了一次升壓的開關(guān),效率相對較低。


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該方案的優(yōu)點是設(shè)計簡單、電路成本低,缺點是效率較低。它適合太陽能電池或通過適配器輸入的路燈。


(三)單串降壓結(jié)構(gòu)

有些廠商仍喜歡用單串的設(shè)計,優(yōu)點是維修容易,而且可以做模塊化設(shè)計。不同功率路燈可以使用相同的燈條,只要更換面板,插上不同數(shù)目的燈條,就可以組合出各種不同功率的路燈。但它的缺點是每一串都需要獨立的電源模塊,成本較高,而降壓的結(jié)構(gòu)會讓LED的數(shù)目受限于IC的耐壓。


在圖3所示的例子中,LED最多串到14顆,如果要設(shè)計20W的燈條,就需要使用700mA的LED。為了使效率達(dá)到最高,必需針對LED的數(shù)目來調(diào)節(jié)輸入電壓,也就是適配器的輸出電壓。以10顆LED為例,如果要達(dá)到最高效率,就必須把輸入電壓調(diào)到約42V左右。


LED路燈,電源


該方案的優(yōu)點是降壓結(jié)構(gòu)效率較高、單串設(shè)計、配置較為靈活,缺點是電路成本較高、LED串聯(lián)數(shù)目受限于IC耐壓。它適合通過適配器輸入的路燈。


(四)單串升壓結(jié)構(gòu)

同樣的單串設(shè)計,升壓結(jié)構(gòu)(圖4)會較降壓結(jié)構(gòu)的效率低,但是LED串聯(lián)的數(shù)目不再受限于IC的耐壓,而是由MOS來決定,因而可以串聯(lián)較多的LED。由于大多數(shù)的太陽能電池的輸出電壓都不高,因此太陽能路燈較適合使用升壓結(jié)構(gòu)。而選用電流模式的恒流設(shè)計,可以讓輸出電流較不受輸入電壓變化的影響,在電池滿載以及快沒電時,都能讓路燈維持相同的亮度。


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該方案的優(yōu)點是串聯(lián)LED數(shù)目不受IC耐壓限制,缺點是電路成本較高,效率較降壓結(jié)構(gòu)稍低,適合太陽能路燈。


LED路燈檢測方法

1、外觀要求:目測檢查。


2、安全:按GB7000.1、GB7000.5、GB19510.1和相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或國外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。


3、按GB17743和GB17625.1的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

4、燈具電性能:在25℃±2℃的環(huán)境溫度下,在穩(wěn)壓電源(與燈具標(biāo)稱頻率相同)及LED路燈之間接入精度不小于0.5級的交直流電參數(shù)測試儀,使LED路燈處于正常工作位置,接通并調(diào)節(jié)電源電壓至額定值(如燈具標(biāo)稱電源電壓范圍,則分別調(diào)節(jié)至電源電壓范圍的最大值和最小值)使LED燈具工作2h,記錄功率和功率因素值。


5、防護(hù)等級:按GB7000.1的規(guī)定進(jìn)行。


6、光衰和壽命試驗:


A、燈具老化方法

燈具老化在沒有強制通風(fēng)、溫度控制在20℃-30℃的環(huán)境中進(jìn)行,燈具按正常安裝姿態(tài)架設(shè),按燈具標(biāo)稱額定電壓或標(biāo)稱的適用電壓范圍的最大電壓接通電源,燈具以滿功率工作。燈具在老化過程中,每24h中關(guān)閉不少于2次,每次關(guān)閉時間應(yīng)為25-35min,間隔時間至少應(yīng)為30min。樣品數(shù)量不少于3臺。試驗中,燈具不得出現(xiàn)任何故障、燒毀,否則不合格。


B、光衰和壽命測量推算方法

以照度法替代光通量法,在距離燈具高度2米處下方測量中心點和沿道路方向的軸線上每距1米一個點的水平照度值,共測5個點,與各點初始值對比并得出5個點的平均維持率值。在2000-5000h之間,每336h間隔測一次平均維持率值;如5000h時燈具仍然符合要求,則以2000h時的各點照度值為初始照度值,已測得的每336h間隔的照度值與2000h時對應(yīng)的初始照度值比較并得出平均維持率,由上述10個點的平均維持率擬合推算出平均維持率為75%時的壽命時間加上5000h即為該燈具的壽命。選取其中1只路燈,同時用光度分布測試法測0-2000h時的光通量,計算出2000h光通維持率作為校準(zhǔn)值。測量照度時,環(huán)境溫度應(yīng)控制在25℃±1℃穩(wěn)定3h以上的情況下進(jìn)行。


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