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          低功率(≤20W)LED照明解決方案

          作者: 時間:2018-08-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          趨勢

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/387847.htm

          應(yīng)用可分為三種基本輸入功率范圍: 為小于或等于20瓦;中功率為20瓦至50瓦之間;高功率為高于50瓦。在現(xiàn)實世界中,應(yīng)用場景不會總是很好地符合這三種規(guī)格。但在考慮 LED解決方案時,應(yīng)以這些功率大小為基礎(chǔ)。

          本文討論了≤20W的應(yīng)用,特別是球形燈泡的替換或改型、現(xiàn)有燈具的替代,以及新制造燈具。

          根據(jù)Strategies Unlimited的最新LED年度報告,2013年照明領(lǐng)域LED的全球銷售額為44億美元,(LED全球市場: 2014年市場回顧和預(yù)測)。 按2013年到2018年27.5 %的年增長率預(yù)測,到2018年銷售額有望達到149億美元。巨大且不斷增長的市場潛力要求LED提高效能(效能是每瓦流明數(shù)的比率)、降低成本和 延長工作壽命。

          美國 能源部(DOE)預(yù)測高亮度LED的潛力會超越迄今的傳統(tǒng)技術(shù)。圖 1和圖 2所示為能效提高的趨勢。能效的分母為輸入功率,而輸入功率和將能量傳遞給LED燈串的效率與LED解決方案相關(guān)。單一驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)在整個 LED 功率范圍內(nèi)不是最佳結(jié)構(gòu),但可以考慮以最少的拓撲來滿足全部 LED 驅(qū)動器開發(fā)的需求。

          LED驅(qū)動器的另一常見設(shè)計約束是成本。DOE的目前近似成本如圖 3所示;驅(qū)動器占總制造成本的10%到20%。無論性能如何提高,總成本目標是最終用戶接受解決方案的最大障礙。DOE的2011固態(tài)照明市場 講座中建議的成本目標如圖4所示,幾乎是每四年減少50%。

          工作壽命與LED驅(qū)動器本身的可靠性有關(guān)。影響可靠性的因素有元件數(shù)量、所用元件類型,以及LED驅(qū)動器中的溫度或者散熱情況??煽啃钥墒褂貌考? 數(shù)方法來計算,目標是減少驅(qū)動器中使用的元件??煽啃赃€受工作溫度的影響;因此,減少與LED驅(qū)動器元件相關(guān)的功率損失以及拓撲控制方法與散熱設(shè)計一樣重 要。發(fā)展趨勢是省去電解電容和光隔離器等元件,并將功能集成到半導(dǎo)體控制芯片中。

          下面,我們將討論LED驅(qū)動器標準和機構(gòu)要求。

          LED驅(qū)動器標準和機構(gòu)要求

          用于規(guī)范LED驅(qū)動器產(chǎn)品的標準和機構(gòu)有許多,自愿和強制性方案都有。

          表1為關(guān)于照明的幾個機構(gòu)的示例。

          表1:全球機構(gòu)規(guī)范范例

          該列表應(yīng)包括 FCC 要求 47 CFR的 第 15 部分,A 類和 B 類,諧波發(fā)射限值 ANSI C82.77-2002 或 IEC 61000-3-2,UL 8750 安全標準或 IEC 60650 第 1 部分,線路瞬態(tài)保護 IEEE C62.41.1991,A 類或 A 類可聞噪聲。 LM-80: 用于確定 LED 及 LED 模塊(而非光源)的流明維持率的指定程序。 LM79:用于測量發(fā)光效能的指定程序。 TM-21:用于確定期望使用壽命的指定方法。 最后,但并非最不重要的一點是,用于 LED 器件陣列或系統(tǒng)的NEMA SSL 1電子驅(qū)動器。

          適用標準的清單較長,同時”能源之星”方案要求的審查突出了許多 LED 驅(qū)動器設(shè)計要求,如 表 2 所示。 所列項目都集中于 LED 驅(qū)動器,而不一定是燈泡或燈具。

          表2:LED驅(qū)動器的具體標準和機構(gòu)要求

          闡明了標準和要求后,現(xiàn)在我們可以開始考慮驅(qū)動器設(shè)計事宜了。 下面我們將談?wù)勛畛S肔ED燈具型號中的兩種(MR11和MR16)的驅(qū)動器設(shè)計。

          MR11/16 LED驅(qū)動設(shè)計

          在當今低功率LED照明趨勢的解決方案系列的第二部分中,我們列舉了設(shè)計師需要參考的各種規(guī)范和行業(yè)標準,以便了解任何既定項目中關(guān)于LED驅(qū)動減少功耗、功率因數(shù)校正和低THD的設(shè)計限制。除了相關(guān)規(guī)范和標準,還需考慮很多其它可能影響設(shè)計的因素。包括:

          ●開發(fā)周期和設(shè)計復(fù)雜性

          ●效率和效能

          ●工作溫度

          ●無閃爍和無閃光

          ●恒流輸出容差

          ●供應(yīng)商選擇與整合

          ●驅(qū)動器的成本、可靠性和使用壽命

          ●保護功能—— 過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)、過溫保護(OTP)、短路LED、開路LED

          ●有限的印刷電路板 (PCB) 空間或體積(高度)限制

          ●找到滿足輸入和輸出電壓-電流參數(shù)、散熱設(shè)計、安全法規(guī)和保護需求的電源拓撲


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