LED电源的分类及特性
1、按驱动方式可分为两大类:
(1)恒流式:
a、 恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化,负载阻值小,输出电压就低,负载阻值越大,输出电压也就越高;
b、 恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路.
c、 恒流驱动电路驱动LED是较为理想的,但相对而言价格较高.
d、 应注意所使用最大承受电流及电压值,它限制了LED的使用数量;
(2)稳压式:
a、 当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;
b、 稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路.
c、 以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;
d、 亮度会受整流而来的电压变化影响.
2、按电路结构方式分类
(1)电阻、电容降压方式:通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片.易受电网电压波动的影响,电源效率低、可靠性低.
(2)电阻降压方式:通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,降压电阻要消耗很大部分的能量,所以这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠也较低.
(3)常规变压器降压方式:电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高.
(4)电子变压器降压方式:电源效率较低,电压范围也不宽,一般180~240V,波纹干扰大.
(5)RCC降压方式开关电源:稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可以做到70%~80%,应用也较广.由于这种控制方式的振荡频率是不连续,开关频率不容易控制,负载电压波纹系数也比较大,异常负载适应性差.
(6)PWM控制方式开关电源:主要由四部分组成,输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分.PWM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件导通的脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流稳定(即相应稳压电源或恒流电源).电源效率极高,一般可以做到80%~90%,输出电压、电流稳定.一般这种电路都有完善的保护措施,属高可靠性电源.
七、工程中的简易计算方法
1. 由已知电源功率计算LED的数量
(即取所得数据的整数) (7-1)
例:额定输出功率为10W电源,使用额定的正向电流20mA,耗散功率为70mW条件下可配置多少个LED?
依以上公式
(即取所得数据的整数)
2. 对于恒压驱动方式:由已知的输出电源电压计算每支路串联LED数量及并联支路数
(1)计算每条支路的LED个数 公式: (最大值)
(2)计算并联支路数 公式:
注:VLED值依不同发光颜色各有不同,用稳压电源驱动LED时,为了控制电流,通常需要串联电阻器.
例:一个额定输出电压为DC 24V,功率为10W电源,使用额定正向电流20mA,耗散功率为70mW额定的正向电压为1.8V.可配置多少个LED呢?
依以上公式可以得出
(即取所得数据的整数)
即可以带10组支路,每支路14个LED串联构成的电路,共140个LED.
3. 对于恒流驱动方式:由已知的电源输出电流及LED的电流值计算出并联支路数及每支路数量
(1)计算并联的支路数公式: (最小值)
(2)计算支路串接LED个数:
注:其中n按(7-1)计算
例:一个额定输出电流为DC 0.35A,额定功率为10W电源,驱动耗散功率为70mW,正向电流为0.02A的LED,可怎样配置?
依以上公式可以得出
并联支数路:
(即取所得数据的整数)
每支路串接数:个数
即可以带17组,每组8个LED串接,共136个LED.
4. 线路损耗及线路压降的计算
P电线=I R V电线=IR
R电线=σ (备注:L为电线长度;S为电线横截面积;σ为电线电导率)也可以查电工手册.
例:用长度为10米(正、负极电线各5米),24AWG的铜芯电线,通过电流为2A,其损耗的功率及线路压降为多少?
查电工手册可知:R电线 = 0.737W
V电线 = 2×0.737 =1.474V
P电线 = 2 ×0.737 = 2.948W
从以上计算可以看出,线路电流较大时,要注意选择合适的导线截面,否则线路损耗及线路压降是相当大的.
我们只有完全了解LED和LED电源的基本特性,才能正确设计和使用LED光源.
