LED路燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)技術(shù)分析

1、南科公司恒流恒壓LED路燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)技術(shù)分析1、前言白光LED的光通量，目前已可輕易達(dá)到每瓦80流明以上，這使得LED照明行業(yè)特別是LED路燈的應(yīng)用變得更加可行了。但是在LED路燈的應(yīng)用中，目前各生產(chǎn)廠家的驅(qū)動(dòng)電路大多采用開關(guān)電源方案，電壓一般在2448伏之間，由于路燈的功率較大，一般在120W以上，故要同時(shí)使用多組開關(guān)電源，非但成本高昂，同時(shí)開關(guān)電源本身的平均功耗損失均在1520%之間，這使得原本是節(jié)能省耗的LED路燈平白浪費(fèi)了1520%的能耗，殊為不值。同時(shí)由于各家使用的開關(guān)電源，電壓均不盡相同，這使得使用單位將來在維修電源方面面臨標(biāo)準(zhǔn)不一，成本過高的問題，另外開關(guān)電源一般僅提供恒壓，但

2、是LED在高溫下長期工作后，面臨導(dǎo)通電壓下降，電流上升的問題，這使得LED路燈的穩(wěn)定性與可靠性存在問題。有鑒于此，如何開發(fā)出一種功耗損失較小應(yīng)在510%以內(nèi)，成本低廉，使用壽命較長，同時(shí)具有恒壓與恒流功能的LED驅(qū)動(dòng)電路早已是LED應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一大課題。2008年11月29日中國照明協(xié)會(huì)室外照明專業(yè)委員會(huì)與交通運(yùn)輸照明和光信號(hào)委員會(huì)與中國照明網(wǎng)在#市舉行了一場大功率LED路燈應(yīng)用現(xiàn)狀辯論會(huì)，會(huì)中#市與#市路燈處建議LED路燈的電源驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以利使用者維修，促成筆者將我司研發(fā)具有中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LED路燈方案提供大家參考。2、LED路燈電路的設(shè)計(jì)要領(lǐng)由于目前常用金屬鈉燈的功率均在每個(gè)25

3、0W左右。LED路燈如果要成為一個(gè)具有竟?fàn)幮缘穆窡籼娲桨?，基本上?yīng)在省電功能上發(fā)揮優(yōu)勢，由于LED為單向發(fā)光，在相同光效的情形下，燈具光效四面發(fā)光的比金屬鈉燈光效要強(qiáng)出許多，所以作為250W金屬鈉燈的替代方案LED路燈的功率應(yīng)可在120160W之間。目前市場上常用的光源一般均為每顆1W的芯片，亦即是一般路燈均有120160個(gè)芯片，每個(gè)芯片的導(dǎo)通電壓均在3.33.6V之間，如果將所有芯片相串連，則全部芯片兩端的電壓將接近400V以上。因?yàn)槊總€(gè)路燈的功率均在120W以上，所以在電源設(shè)計(jì)上必需考慮功率因數(shù)的校正問題。目前市面上常用的具有功率因數(shù)校正功能的IC,有ST公司的L6561，日本瑞薩公司的

4、R2A20116與LINEAR公司的ML4812。其典型電路如附圖一所示，交流電源經(jīng)橋式整流后經(jīng)過功率因素校正IC的調(diào)頻或脈寬調(diào)整后成為穩(wěn)定的約400V電壓輸出附圖一。電路簡單，成本低廉，功率因數(shù)在常壓220V時(shí)可達(dá)98%以上，但是這個(gè)電路只能保證恒壓的輸出對于LED路燈要求恒流輸出的目標(biāo)，仍嫌不足。3、南科公司的LED路燈驅(qū)動(dòng)電路目前市面上LED路燈電路均采用低電壓2448V，高電流1A3A多路電源的驅(qū)動(dòng)方案。南科公司經(jīng)過近3年的研發(fā)，已成功的開發(fā)出高電壓400V，低電流0.30.5A，同時(shí)具有恒壓與恒流功能的LED路燈光源與電源方案，在常壓220V時(shí)其電源效率大于94%,并已獲得多項(xiàng)專利授

5、權(quán)，特將其特點(diǎn)說明如以下：a南科公司獨(dú)創(chuàng)的CCS-L高壓恒流源器件南科公司經(jīng)過多年的研發(fā)，已成功開發(fā)出能耐高壓大于50V的半導(dǎo)體恒流源器件。此恒流源器件在電壓440伏左右均能保持恒流源狀態(tài)電流波動(dòng)在10%左右。雖然在低壓時(shí)4V不能保持恒流，但因?yàn)殡娏餍?，并不?huì)造成芯片的損傷，僅會(huì)造成光源亮度減弱。目前南科公司CCS-L系列產(chǎn)品隨電流的要求不一可分多款附表一，并可隨市場對電流要求的變化而增加產(chǎn)品規(guī)格。南科CCS-L恒流源器件附表一恒流范圍典型恒流值（mA）封裝形式CCS-L-0202-4020TO-252CCS-L-0252-4025TO-252CCS-L-0403-4040TO-263CCS-

6、L-0503-4050TO-263CCS-L-0603.5-4060TO-263CCS-L-0804-4080TO-263CCS-L-1005-40100TO-263CCS-L-1205-40120TO-263CCS-L-1506-40150TO-263CCS-L-2006-40200TO-263b全串聯(lián)式大功率LED光源或先串后并式中小功率LED光源南科公司所使用的LED路燈光源均為一組或多組全串聯(lián)的LED芯片所組成，每組相串聯(lián)芯片的電流隨芯片的大小不同而不同，一般在在20mA至150mA之間，但是每組相串聯(lián)芯片兩端的電壓在額定電流時(shí)均設(shè)定在390395V之間。c同時(shí)具有恒流與恒壓功能，低功

7、耗損失的LED驅(qū)動(dòng)方案南科公司的LED驅(qū)動(dòng)方案是在如附圖一功率因數(shù)校正IC的基礎(chǔ)上，在輸出電壓端串聯(lián)一組或多組如b說明的LED光源后再于每組末端串接一個(gè)南科公司的CCS-L恒流源器件所組成。附圖二AC220VjioriUlal，-I、IfITT*dl由于功率因素校正IC的功率因素值在220V可高達(dá)98%以上，而輸出電壓基本是恒壓400V左右可微調(diào)，而LED光源兩端的電壓約在390395V之間，因而剩下的510V的電壓加在了CCS-L上面，而確保了恒流同時(shí)由于每組光源均有一個(gè)CCS-L的恒流源器件，故每組的電流均能長期保持穩(wěn)定，同時(shí)并具有省電的功能。d南科公司的LED路燈方案是目前市面上路燈電源

8、中有效功率最高，電源損耗最小，功率因素最高的方案。南科公司的電源方案，目前功率因素可達(dá)98%以上，由于穩(wěn)壓電路輸出端為400V而電壓CCS-L上僅有5-10V的壓降，故損耗約在1.252.5%之間，另外由功率因素校正IC構(gòu)成的穩(wěn)壓電路的損耗約在36%之間，故整體損耗僅68%之間，比之傳統(tǒng)的開關(guān)電源有1520%的損耗要小的多了。4、結(jié)論LED路燈電路必需要有恒流功能，以保證LED路燈長久使用。眾所周知LED路燈的芯片在高溫下LED的導(dǎo)通電壓會(huì)下降，如果僅用有恒壓功能的電源電路，將使LED路燈的電流隨時(shí)間而增大，因而減少了LED路燈的使用壽命。如果LED路燈電路采用恒流電路，由于目前市面上的恒流開

9、關(guān)電源均為低壓大電流，所以必需采用多路并連，亦即目前市面上有的電路采用8個(gè)、12個(gè)或14個(gè)LED串聯(lián)后再并連的方案所組成的驅(qū)動(dòng)電路，由于無論每組8個(gè)或12個(gè)或14個(gè)，每組的導(dǎo)通電壓不一，亦即并聯(lián)后每組的電流分配不均，長期使用后會(huì)造成電壓低的一組電流分配較多而提前燒毀，進(jìn)而造成各組被逐個(gè)燒毀。本文所述南科公司的LED路燈電路方案采用了高電壓400V，低電流（0.30.5A）的多組全串聯(lián)的LED芯片方案每組有110128LED芯片相串連組成，每組芯片一端接于由功率因素校正IC所組成的穩(wěn)壓電路的輸出端，另一端接于我司所開發(fā)出來的高壓恒流源器件CCS-L的正極端，而CCS-L的負(fù)極端再接于系統(tǒng)地線。由

10、于每組相串聯(lián)的芯片均串有一個(gè)CCS-L的恒流源，所以南科公司的LED路燈電路方案非但電路簡單成本較低，同時(shí)還有功率因素較高98%有效功率較高92%的優(yōu)良特性，目前本方案的高壓LED芯片的制作方法，高壓恒流源器件CCS-L的制作方法與同時(shí)具有恒壓與恒流功能，低損耗的LED驅(qū)動(dòng)電路均已獲得我國專利授權(quán)。目前正在申請美、日、歐等國的專利中，整個(gè)方案是具有完整多重中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的最優(yōu)方案。將可大幅降低我國LED路燈照明對國外技術(shù)包括芯片，并開電源等關(guān)鍵技術(shù)的依賴。雖然南科公司的LED路燈方案具有完整多重的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，但是南科公司并不會(huì)因此壟斷技術(shù)而謀取暴利，相反的南科公司為推動(dòng)我國的節(jié)能減耗事業(yè)的

11、發(fā)展，其路燈產(chǎn)品將比目前市面上的路燈價(jià)格便宜2030%,并期盼我國有關(guān)部門能予以認(rèn)證并考慮作為行業(yè)與國家標(biāo)準(zhǔn)。碳戰(zhàn)屜傭軍以您尊貴的品牌與名義精推鎖定樣能率，狙擊碳戰(zhàn)收益城市照叨蔬碳項(xiàng)目一站式成果外包wwwx(indng.coni支援呼叫展雇側(cè)軍以您尊貴的品牌與名義藉準(zhǔn)鎖定行能弊，狙擊碳戰(zhàn)收益收益是存在的，但您尚要鎖定收益機(jī)會(huì)是存在的，但您需要鎖定機(jī)會(huì)值想大展季腳，怛-直就賽足不前或許悠有個(gè)宵能臺(tái)同正在整署中，位對項(xiàng)甘的財(cái)HUft、技術(shù)機(jī)合、投資峻木、-投資收率毛成許壕姓司有一個(gè)節(jié)能項(xiàng)II正在很狀中*機(jī)乏f系統(tǒng)，伊即徂巖美的方案，龍法向甲方展現(xiàn)您與眾木同的卓專業(yè)能力或評(píng)爆有個(gè)合同悍源代理琪日正在實(shí)施節(jié)能草總是無株精確保保，能耗世漏的意夕就、員出鋼碳戰(zhàn)雇傭軍為您提供全國領(lǐng)先的盈利機(jī)制M排模式零碳合同管理低碘含同管理項(xiàng)目機(jī)制：低碳機(jī)制排放權(quán)交城機(jī)制城果：誠排星及排放鼠獲得DOE核證茯得發(fā)改委認(rèn)m的零碳頊日證節(jié)合同能源花理】低頊II機(jī)制：排放權(quán)核死機(jī)制及頊目方法學(xué)碳成果：誠排指標(biāo)獲得DQE機(jī)構(gòu)核證，,也狀得發(fā)改委認(rèn)可的低碳指標(biāo)