led路灯照明驱动电源的选择与应用

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1、LED路灯照明驱动电源的选择与应用广州良业照明工程有限公司广东广州510000【摘要】当前，LED路灯在城市道路照明系统中得到了广泛的应用，但是其驱动电源仍存在着效率低、寿命短等问题，严重制约了LED路灯照明的发展。木文对LED路灯照明驱动电源的选择与应用展开了研究，介绍了LED路灯照明驱动电源的技术要求，并对其驱动电源拓扑选择进行了分析，为有关需要提供参考借鉴。【关键词】LED路灯；驱动电源；选择；应用0引言当前，LED作为一种新型的半导体照明器件，以其节能、环保、寿命长、高效、可靠性高等优点，逐渐取代以传统高压钠灯为主的路灯，在城市道路照明系统中得到广泛的应用。但是

2、，由于LED路灯对驱动电源的性能及可靠性要求较高，LED路灯照明驱动电源已成为了制约LED路灯照明装置进一步推广应用的瓶颈。因此，选择高效率、寿命长、可靠性高的LED路灯照明驱动电源具有十分重要的意义。1LED工作原理概述LED即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。其发光原理是在PN结处有发光层，当有电流流入时，电子和空穴结合释放出光辐射。(1)伏安特性。由图1可知，LED伏安特性曲线类似指数形式，当正向电压Vf超过阈值后，其微小波动就会引起正向电流If的急剧波动。(2)光特性。由图2可知，LED的光特性曲线被描述为电流I

3、F的函数。正向电流越大，LED的光通量越大，但却不完全成正比。正向电流过弱会影响LED的发光强度，电流过强会影响LED的可靠性和寿命。(3)温度特性。由图3可知，随着温度的变化，LED正向压降改变，正向电流的大小也跟着变化，环境温度一旦超过阈值，LED的容许正向电流降幅就比较大，在此情况下如果还施加大电流，将造成LED老化。所以，在LED工作中，为确保其工作状态的安全、稳定，要在各种不同状态下均输入一个稳定的工作电流，同吋应保证LED的驱动电流必须低于LED容许额定值，但当环境温度升高吋，所允许的额定电流会降低。为保证大功率LED达到理想的发光强度和安全性，大功率LED

4、照明采用恒流驱动最合理。2LED路灯照明驱动电源技术要求LED路灯工作电压一般较小，为(3.4±0.2)V，单颗LED芯片功率工作电流为200〜1400mA，并且具有单向性的特点，因而在实际使用中需要通过驱动电源将220V市电转化为LED正常工作的特定电压和电流。在选择LED路灯驱动电源吋，主要考虑以下几点：(1)输出恒流性好。根据LED的电学特性，其驱动电源必须保证通过LED的电流在任何状态下保持恒流，即控制LED纹波电流在任何条件下保持在平均电流的20%之内。(2)驱动电源需要具奋较高的功率因数(PF)。0前驱动电源都奋功率因数指标要求，可以通过采取功

5、率因数校正(PFC)技术来提高驱动电源的功率因数。(3)驱动电源需要高效率。提高LED驱动电源的效率，一方面能提高整灯的光效，达到节能的0的，另一方面能通过减少能耗，降低温度，有效延长驱动电源的寿命。(4)驱动电源需要具奋抑制电磁干扰(EMI)的能力。在驱动电源的输入端需要加入EMI滤波器，滤除电网的干扰，同吋防止驱动电源干扰电网。(5)驱动电源需要提供保护。驱动电源保护包括电压、过流、短路和过温保护。LED的理论寿命高达5万h,但LED驱动电源的实际寿命往往少于1万h,所以驱动电源需选择合适的拓扑结构和电子元器件，冋吋提供合适的保护电路。(6)驱动电源需要提供调光功能

6、。LED可在0〜100%范围之间进行调光，0前可以直接通过驱动电源进行调光，以保证LED的寿命，同吋进一步实现节能环保。综上所述，在设计LED路灯驱动电源吋，不仅应考虑可靠性和安全性,同吋要满足功率因数、效率、EMI、寿命等各方面的要求，除此之外，研究设计出低成本、标准化的LED驱动电源，也是LED推广必须解决的关键问题。3大功率LED驱动电源拓扑驱动电源电路应具有结构简单、效率高、经济、体积小的特点，其输出参数(电流、电压等)应与被驱动的LED的技术参数相适应，并具冇恒流控制和限制电压功能。在短路、断路等故障状态吋，可以对驱动电源电路、LED有保护作用；冋吋，驱动电路

7、工作时不会干扰其他元件的正常工作。下面简要介绍市场上常用的LED驱动电路。(1)电阻限流驱动。如图4所示，电阻限流驱动是最简单的一种驱动方法，这个应用方案通过限流电阻就可以控制LED的光强，但由于限流电阻需要消耗大量的能量，因而效率很低，另外调节精度有限，很小的电压变化就会导致LED亮度的变化。所以这种方案只适用于低成本、对发光效率要求不高的情况,一般用于小功率LED指示灯，而对大功率LED来说，使用效果较差，不节能。(2)线性控制驱动。如图5所示，线性控制驱动就是采用线性调节器来控制LED，线性调节器是利用线性区的功率三极管或金氧半场效