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OG娱乐官网另外就是效率比恒功率方案要低

日期:2018-09-21 21:36

  作为一种新的、最有潜力的光源,LED照明以其节能、环保的优势越来越受到人们重视。加上国家和地方政府的政策鼓励,我国的LED照明产业进入了加速发展阶段,运用市场迅速增长。在室内照明方面,用LED灯替代传统的可调光白炽灯或者卤素灯也将是大势所趋。由于传统的白炽灯调光器采用可控硅调光器,用 LED灯替代白炽灯时,要求不能改变原有线路,还要能适应现有的可控硅调光器。针对这一目标市场,目前很多大的半导体厂商(包括国际知名半导体厂商)都已经推出了自己的LED调光ASIC,但由于LED固有的发光原理,目前市面上的LED ASIC调光案都还不是很成熟,都有其固有的问题,本文就将针对目前的调光方案做一个详细的分析,并介绍我们基于MCU的调光方案。

  目前的新技术使LED能够达到很高的功率水平,LED的功率能够达到1W,甚至有些达到5W,光效达到60-85LM/W,这种LED设备称为高亮 LED(HB-LED)。目前我们用在照明上LED都是HB-LED,一般都是选择1W的LED通过串并联的方式组成大功率LED灯,尤其以串联为主。这种LED的 为3.4V2%,正向电流 为350mA左右。其 - 曲线 LED 曲线中可以看出,当加在LED两端的电压没有达到3.4V之前, 随着 的增加而增加。当加在LED两端的电压达到3.4V时,的变化很小,增加LED两端的电压只会增加流过LED的电流,从而改变LED的亮度,直到增加到LED的最大 (350MA),LED达到最大亮度。而 一直被箝位在 (3.4V)左右。并且 会随着温度和LED工作时间的变化而变化,变化曲线 相对变化对温度的变化曲线可以看出,随着温度的上升, 会逐渐变小,相反,当温度降低时, 会增加。当LED的温度上升到85度时, 已经有变成3.25V(3.4V-0.15V),相反当LED温度降到-40度时, 变成3.6V(3.4V+0.2V)。

  所以在LED调光时,要想让LED调到一个固定的亮度,就必须要保证一个固定的 ,也就说要采用恒流控制。 还有另一种方式:恒功率控制。这也是目前市面上调光ASIC普遍采用的方式。但恒功率控制有其固有的缺陷。

  从表格2.1可以看出,虽然每个LED的偏差都不会太大,但当LED串联起来时,总的偏差就不能忽略了。PAR灯的实际功率可能不止9W或者不到9W,直接反应在灯上就是最大亮度没有到额定值或者比额定值要亮。当PAR灯的实际功率不到9W时,而驱动的输出功率依然是9W,那么流经LED的电流 就已经超过了额定的,长期工作对LED的寿命和显色性都会造成一定的影响。

  最后,调光器的兼容性问题。由于LED是用来替代以前的白炽灯,所以LED调光也必须用可控硅调光。白炽灯是纯阻性负载,对可控硅的导通不会造成什么影响,但LED的驱动电路由开关电源组成,就不是一个纯负载了,因此会对可控硅造成一定的影响。可控硅的斩波波形很容易产生畸变,尤其很难保持很好的导通状态。所以在驱动上一般都要加可控硅稳定电路。恒功率控制法由于其纯硬件实现,就算加了可控硅稳定电路,对调光器的适应性也有限。

  世强电讯提出的基于MCU控制恒流的方案整体框图如图3.1所示。方案由两级组成,第一级为FLYBACK,采用闭环控制以输出一个稳定的电压给第二级供电,第二级采用MCU控制,组成一个BUCK恒流控制电路。其中MCU要完成的功能包括;1:根据可控硅导通角的大小,给出相应的调光信号。2:根据可控硅斩波后波形的畸变情况决定是否需要改变调光信号。3:通过检测LED的电流反馈,给出相应的占空比,稳定流经LED的电流,达到恒流控制。

  由于MCU控制恒流方案由于采用恒流控制,针对恒功率控制方案中出现的问题都能很好的解决;

  首先,针对由于 的偏差对LED的使用寿命和显色性的影响问题。采用恒流控制方案,当有偏差或者随着温度和工作时间的变化而变化时,只要D不变,输出给LED的电流并不会发生太大的变化。虽然LED的正向电流也会随着温度和工作时间的变化而变化,但每个LED的偏差都都不会太大,对于用多个LED串连起来组成的大功率LED灯,并不会对LED的使用寿命和显色性造成任何的影响。

  其次,由于采用闭环控制,可以达到很高的输出电流的精度。能保证灯的一致性。

  再次,功率兼容性问题。MCU恒流控制方案能兼容额定功率以下的LED灯。对于串联的LED灯,改变输出功率的大小,只是改变了LED灯的数目n和输出给 LED灯的电压 ,并不会改变输出电流的大小。当输出功率比额定功率小时,加在LED灯上的箝位电压 变小,而输出给LED的电压此时依然为额定值,所以流经LED的电流会变大,使得电流反馈信号 大于基准电压 ,那么占空比会变小,输出电压变小,流经LED的电流也变小,直到额定电流值。所以可以兼容额定功率以下的LED灯。

  而针对空载损耗问题,可以用MCU检测是否有负载接入,当检测到没有LED接入时,可以关闭后级的BUCK电路,减小空载损耗。

  最后,可控硅的兼容性问题。恒功率控制方案中,采用纯硬件模式来稳定可控硅的导通,对调光器的适应性还是有限。在MCU控制恒流方案中,除了有硬件稳定电路,还有软件对可控硅斩波后的波形进行辨别处理。可以通过软件设置,判断斩波后的波形是畸变还是真的在调光,从而决定要不要改变相应的调光信号。所以 MCU控制恒流方案提高了对调光器的适应性。

  当然,由于MCU恒流控制采用两级闭环控制方案,相对于ASIC的恒功率单级控制方案,也存在一些不足之处,首先就是在结构上要比恒功率控制方案复杂,成本上略高1~2RMB,另外就是效率比恒功率方案要低,但完全能满足“能源之星”的要求。

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