大功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源的技術(shù)方案和功能模組

大功率發(fā)光二極體用於一般照明是本世紀(jì)的新課題，其節(jié)能、安全、長壽命的綜合優(yōu)勢(shì)將引發(fā)下一輪照明產(chǎn)業(yè)的革命。但是，大功率發(fā)光二極體是低電壓單向?qū)щ娖骷９ぷ鲿r(shí)的正向壓降3-4伏。要用於一般照明必須解決電源變換的問題。

用原始電源給發(fā)光二極體供電有4種情況：低電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體、過渡電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體、高電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體、市電驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體。不同的情況在電源變換器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有不同的方案。下面我們簡要的介紹一下這幾種情況下的電源驅(qū)動(dòng)方法及其應(yīng)用產(chǎn)品。

一、低電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體

低電壓驅(qū)動(dòng)就是指用低於發(fā)光二極體正向?qū)▔航档碾妷候?qū)動(dòng)發(fā)光二極體，如一節(jié)普通乾電池或者一節(jié)鎳鉻/鎳氫電池，其供電電壓在0.8-1.65V之間。

低電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體需要把電壓升高到足以使發(fā)光二極體導(dǎo)通的電壓值。對(duì)於發(fā)光二極體這樣的低功耗照明器件這是一種常見的使用情況，如發(fā)光二極體手電筒，發(fā)光二極體應(yīng)急燈，節(jié)能臺(tái)燈等。

低電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體主要是解決升壓的問題，由於受電池容量的限制，一般功率不大，但要求有最低的成本和比較高的變換效率，考慮有可能配合一節(jié)5號(hào)電池工作，還要求有最小的體積。其最佳技術(shù)方案是泵式升壓變換器。

LED-1W1P是一種采用泵式升壓方案的脈沖輸出LED驅(qū)動(dòng)模組，具有最簡潔的電路結(jié)構(gòu)，最低的生產(chǎn)成本，最小的體積，最高的變換效率，外加一個(gè)10K的電位器就可以方便的0—100％連續(xù)脈寬調(diào)光。正常工作電壓0.8-1.8V，起動(dòng)電壓0.6伏，完全熄滅電壓低於0.35伏。最大輸出功率1瓦?？梢杂脕眚?qū)動(dòng)一個(gè)350mA的1瓦大功率發(fā)光管或者并聯(lián)驅(qū)動(dòng)18個(gè)20mA的小功率發(fā)光管。本模組非精密控制器件，電池電壓降低輸出功率會(huì)減小。

模組有5個(gè)引出腳，電源正極，電源負(fù)極，輸出腳，還有兩個(gè)調(diào)光控制腳，發(fā)光二極體正極接輸出腳，負(fù)極接電源負(fù)極，控制極之間接一個(gè)10K電位器用於調(diào)光。如果不需要調(diào)光，把兩個(gè)控制腳直接相連即可。模組為圓形結(jié)構(gòu)。體積為：Φ14.5×13mm。

本類型模組不得空載通電，否則可能損壞。

LED-3W6D是一種泵式升壓直流輸出的LED驅(qū)動(dòng)模組，輸入電壓6V，最大輸出電壓12V，輸出功率4瓦，輸出電流350mA，可以驅(qū)動(dòng)1至3個(gè)1瓦的大功率發(fā)光二極體。模組有5個(gè)引腳，電源正，電源負(fù)，輸出正，輸出負(fù)，控制腳。模組體積30×18×16mm。

該模組功能較強(qiáng)，輸出帶限流限壓功能，輸入有低電壓截止功能，以保護(hù)蓄電池不會(huì)過放電?？刂贫丝梢越邮芡獠康墓饪?、遙控信號(hào)實(shí)現(xiàn)受控開關(guān)機(jī)。

二、過渡電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體

過渡電壓驅(qū)動(dòng)是指給發(fā)光二極體供電的電源電壓值在發(fā)光二極體管壓降附近變動(dòng)，這個(gè)電壓有時(shí)可能略高於發(fā)光二極體管壓降，有時(shí)可能略低於發(fā)光二極體管壓降。如一節(jié)鋰電池或者兩節(jié)串聯(lián)的鉛酸電池，滿電時(shí)電壓在4伏以上，電快用完時(shí)電壓在3伏以下。典型應(yīng)用如發(fā)光二極體礦燈，發(fā)光二極體應(yīng)急燈。

過渡電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體的電源變換電路既要解決升壓問題，還要解決降壓問題，為了配合一節(jié)鋰電池工作，也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本。一般情況下功率也不大，其最高性價(jià)比的電路結(jié)構(gòu)是反極性泵式變換器。

LED-1W3P是一種脈沖輸出型泵式反極型變換模組。電路結(jié)構(gòu)簡潔，生產(chǎn)成本低，體積小，輸出效率低於上述升壓型變換器，外加一個(gè)10 K的電位器可以方便的0—100％連續(xù)脈寬調(diào)光。正常工作電壓2.5-4.6V，最大輸出功率1瓦。起動(dòng)電壓0.7伏，完全熄滅電壓低於0.35伏?？梢杂脕眚?qū)動(dòng)一個(gè)350mA的1瓦大功率發(fā)光管或者并聯(lián)驅(qū)動(dòng)18個(gè)20mA的小功率發(fā)光管。電源電壓降低輸出功率減小。

模組有5個(gè)引出腳，電源正極，電源負(fù)極，輸出，兩個(gè)調(diào)光控制腳，發(fā)光二極體正極接輸出腳，負(fù)極接電源正極，控制腳之間接10 K電位器調(diào)光。如果不需要調(diào)光，把兩個(gè)控制腳直接相連即可。模組為圓形結(jié)構(gòu)。體積為：Φ14.5×13mm。

如果外加一個(gè)電解電容，電容正極接輸出端，負(fù)極接電源正極，發(fā)光二極體正極接輸出端，負(fù)極接電源負(fù)極，兩個(gè)控制腳需直接相連，即成為一個(gè)直流升壓電路，模組的最大輸出功率將增加到3瓦,能驅(qū)動(dòng)一個(gè)3瓦的大功率發(fā)光管或者并聯(lián)驅(qū)動(dòng)三個(gè)1瓦的大功率發(fā)光管，但不能調(diào)光。

本類型模組也不得空載通電，否則可能損壞。

三、高電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體

高電壓驅(qū)動(dòng)是指給發(fā)光二極體供電的電源電壓值始終高於發(fā)光二極體管壓降。如6伏、12伏、24伏蓄電池。典型應(yīng)用如太陽能草坪燈，太陽能庭院燈，機(jī)動(dòng)車的燈光系統(tǒng)等。

高電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體要解決降壓問題，由於高電壓驅(qū)動(dòng)一般是由普通蓄電池供電，不一定要求體積很小，可能會(huì)用到比較大的功率，也應(yīng)該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關(guān)降壓電路。

LED-3W12是一種串聯(lián)開關(guān)降壓直流穩(wěn)壓輸出LED驅(qū)動(dòng)模組，配合12伏蓄電池工作，電路比較簡潔，，生產(chǎn)成本低，變換效率高，正常工作電壓10-15V，最大輸出功率3瓦，可以用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)750mA的3瓦大功率發(fā)光管或者并聯(lián)驅(qū)動(dòng)3個(gè)1瓦大功率發(fā)光管。

模組有3個(gè)引出腳，電源正極，電源負(fù)極，輸出，發(fā)光二極體正極接電源正極，負(fù)極接輸出端。體積為：26×18×16mm。

四、市電驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體

這是一種對(duì)發(fā)光二極體照明應(yīng)用最有影響的供電方式，是半導(dǎo)體照明普及應(yīng)用必須要解決好的問題。

用市電驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體要解決降壓和整流問題，還要有比較高的變換效率，有較小的體積和較低的成本，還應(yīng)該解決安全隔離問題，考慮對(duì)電網(wǎng)的影響，還要解決好電磁干擾和功率因素問題。對(duì)中小功率的發(fā)光二極體燈，其最佳電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對(duì)於大功率的應(yīng)用，應(yīng)該使用橋式變換電路。下面介紹3種用於市電的小功率LED燈驅(qū)動(dòng)模組。

1、LED-H2W4V系列電源變換模組

該模組是專門為了解決LED燈的市電驅(qū)動(dòng)問題設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，模組使用單端反激式變換電路，寬程輸入，可以在世界各地的交流市電電網(wǎng)上使用。輸入電壓220伏時(shí)最大輸出功率2瓦，輸入電壓降低，最大輸出功率也按比例降低，輸入電壓為110伏時(shí)最大輸出功率只有1瓦。輸入端和輸出端全隔離，觸摸輸出端不會(huì)有觸電危險(xiǎn)。模組封灌制做，能夠在大濕度，高粉塵，強(qiáng)震動(dòng)等惡劣環(huán)境下使用。模組內(nèi)部有電磁輻射抑制電路，高頻干擾小。內(nèi)部有短路保護(hù)功能，輸出端短路模組不會(huì)損壞。

為了使電路結(jié)構(gòu)簡潔，體積小，成本低，模組沒有使用精度高的隔離反饋式穩(wěn)壓控制電路，而是使用的間接檢測(cè)式穩(wěn)壓控制電路，因此，負(fù)載加重時(shí)輸出電壓會(huì)下降，但輸入電壓的大幅度變化對(duì)輸出電壓沒有影響。

技術(shù)指標(biāo)：

l 交流輸入電壓 AC 90-253V

l 空載輸出電壓 DC 空載 4.8V；空載 3.3V

l 輸出功率 2W（220V）；1W（110V）

l 短路電流 〈1A

l 變換效率 70％

l 功率因數(shù) 90％

l 使用環(huán)境溫度 –20-50

l 使用環(huán)境濕度 〉95％

l 外形尺寸 E27燈頭封裝

l 使用方法： 模組有2輸出引腳接負(fù)載?？梢则?qū)動(dòng)一個(gè)1瓦的發(fā)光管或者驅(qū)動(dòng)18個(gè)小功率發(fā)光管。

2、LED-H4W系列電源變換模組

該模組使用單端反激式變換電路，寬程輸入，可以在世界各地的交流市電電網(wǎng)上使用。輸入電壓220伏時(shí)最大輸出功率4瓦，輸入電壓降低，最大輸出功率也按比例降低，輸入電壓為110伏時(shí)最大輸出功率只有2瓦。輸入端和輸出端全隔離，觸摸輸出端不會(huì)有觸電危險(xiǎn)。模組封灌制做，能夠在大濕度，高粉塵，強(qiáng)震動(dòng)等惡劣環(huán)境下使用。模組內(nèi)部有電磁輻射抑制電路，高頻干擾小。內(nèi)部有短路保護(hù)功能，輸出端短路模組不會(huì)損壞。

為了使電路結(jié)構(gòu)簡潔，體積小，成本低，模組沒有