鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月30日
LED驅(qū)動電源是什么?LED電源介紹
LED電源是電源中的一種,是向電子設備提供功率的裝置,也是電源供應器。是通過變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置,這個裝置就叫做整流電源,也叫驅(qū)動電源。把能提供信號的電子設備叫做信號源。鋰電池、干電池、整流電源、信號源有時也叫做電源。電池分±級。
把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。
發(fā)電機能把機械能、化學能等轉(zhuǎn)換成電能,干電池能把化學能轉(zhuǎn)換成電能。
電池本身并不帶電,它的兩極分別有正負電荷,由正負電荷產(chǎn)生電壓(電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的),電荷是廣泛存在于導體中的導電的離子,要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可。
當電池兩極接上導體時為了產(chǎn)生電流而把電荷釋放出去,當電荷散盡時干電池等叫做電源;通過變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。
LED電源是恒流源,一般開關電源是恒壓源。
工作原理:LED對電源的供給有2個方面的要求,首先要求輸出電壓>LED的導通電壓,其次是要求工作電流穩(wěn)定,并且不能大于LED的額定電流。當LED的工作電流超過額定電流時,LED會很快出現(xiàn)衰老損壞。因此LED使用的電源必須具有恒流功能。
在設計LED用的開關電源,首先確定LED的電流,然后根據(jù)使用燈珠的串聯(lián)數(shù)量來確定電源電壓。設計時以電流作為主要工作參數(shù),電壓為輔助參數(shù)。其框圖如下圖所示:
電壓
LED電源一般的工作電壓為3.0~3.6V。有一些工作電壓更低,如2.0、2.5、2.7V等;也有一些是1.2V常用工作電壓為5V、12V、24V,還有少數(shù)15V或28V的特殊用途的電壓源。
電流
從幾毫安到幾安都有,但是由于大多數(shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA,所以30~300mA的電源在品種及數(shù)量上占較大的比例。
尺寸
發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件,主要有SO封裝、SOT-23封裝,μMAX封裝及封裝尺寸最小的SC-70及最新的SMD封裝等,使電源占的空間越來越小。
措施
新型電源有完善的保護措施,這包括:輸出過流限制、過熱保護、過壓保護、短路保護及電池極性接反保護。
耗電功能
新型電源的靜態(tài)電流都較小,一般為幾十μA到幾百μA。
個別微功耗的線性穩(wěn)壓器,其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外,不少電源IC有關閉電源控制端功能(用電瓶來控制),在關閉電源狀態(tài)時IC自身耗電在1μA左右。
由于它可使一部分電路不工作,可大大節(jié)省電能。
例如,在無線通信設備上,在發(fā)送狀態(tài)時可關閉接收電路;在未接收到信號時可關閉顯示電路等。
輸出
不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機,在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數(shù)時,電源有一個電源工作狀態(tài)信號輸給單片機,使單片機復位,利用這個信號也可以做成電源工作狀態(tài)指示(當電池低電壓時,有LED顯示)。[1]
電壓
一般的輸出電壓精度為±2~4%之間,有不少新型電源的精度可達±0.5~±1%;
并且輸出電壓溫度系數(shù)較小,一般為±0.3~±0.5mV/℃,而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。
線性調(diào)整率一般為0.05%~0.1%/V,有的可達0.01%/V;負載調(diào)整率一般為0.3~0.5%/mA,有的可達0.01%/mA。
電源
升壓式DC/DC變換器的效率高,但紋波及噪聲電壓較大,低壓差;線性穩(wěn)壓器效率低,‘但噪聲最小,這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC可較好地解決效率及噪聲的問題。例如,數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC變換器電源,而對噪聲敏感的電路采用LDO電源,這種電源有MAX710/711,MAX1705/1706等。
另一種例子是電荷泵+LDO組成,輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC,例如MAX868,它可輸出0~-2VIN可調(diào)的穩(wěn)定電壓,并可提供30mA電流;MAX1673穩(wěn)壓型電荷泵電源IC輸出與VIN相同的負壓,輸出電流可達120mA不等。
分類
1、按供電電壓分:高壓AC85-265、低壓1.5-36V
2、按供電方式分:恒壓源和恒流源之分.
3、按輸入輸出的隔離關系分:隔離電源和非隔離電源.
4、輸入電壓與輸出電壓的關系分:升壓型、降壓型、升降壓型.等等
LED不能像傳統(tǒng)光源那樣直接使用供電電源,需要驅(qū)動電路將供電電源變換為直流電流才能工作。LED驅(qū)動電路的類型、結(jié)構(gòu)與供電電源的類型有關,通常分為直流供電、交流供電兩大類。[2]
直流供電
指能直接提供直流電流的各種干電池、蓄電池和太陽能電池等,根據(jù)所提供的電源電壓又可分為以下幾種形式。
低電壓驅(qū)動低電壓驅(qū)動就是指用低于LED正向?qū)▔航档碾妷候?qū)動LED,如一節(jié)普通干電池或鎳鉻/鎳氫電池,其正常供電電壓為0.8~1.65V。低電壓驅(qū)動LED需要把電壓升高到足以使LED導通的電壓值。對于LED這樣的低功耗照明器件,這是一種常見的使用情況,如LED手電筒、LED應急燈、節(jié)能臺燈等。由于受單節(jié)電池容量的限制,一般不需要很大功率,但要求有最低的成本和比較高的變換效率。另外,考慮到有可能配合一節(jié)5號電池工作,還要有最小的體積,其最佳技術(shù)方案是電荷泵式升壓變換器。
過渡電壓驅(qū)動過渡電壓驅(qū)動是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動,這個電壓有時可能略高于LED管壓降,有時可能略低于LED管壓降。如一節(jié)鋰電池或者兩節(jié)串聯(lián)的鉛酸電池,滿電時電壓在4V以上,電快用完時電壓在3V以下。用這類電源供電的典型應用有LED礦燈等。過渡電壓驅(qū)動LED的電源變換電路既要解決升壓問題又要解決降壓問題,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,其最高性價比的電路結(jié)構(gòu)是反極性電荷泵式變換器。
高電壓驅(qū)動高電壓驅(qū)動是指給LED供電的電壓值始終高于LED管壓降,如6V、12V、24V蓄電池,典型應用有太陽能草坪燈、太陽能庭院燈、機動車的燈光系統(tǒng)等。高電壓驅(qū)動LED要解決降壓問題,由于高電壓驅(qū)動一般是由普通蓄電池供電,會用到比較大的功率(如機動車照明和信號燈光),應該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關降壓電路。交流供電(市電驅(qū)動),這是一種對LED照明應用最有價值的供電方式,是半導體照明普及應用必須要解決好的問題,交流供電(市電驅(qū)動)應用于LED驅(qū)動,一般要經(jīng)過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓(或穩(wěn)流)等環(huán)節(jié),使交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源,然后通過適當?shù)尿?qū)動電路為LED提供合適的工作電流,還要有比較高的變換效率、有較小的體積和較低的成本。另外,還應該解決安全隔離問題。考慮到對電網(wǎng)的影響,還要解決好電磁干擾和功率因數(shù)問題。對中小功率的LED,其最佳電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對于大功率的應用,應該使用橋式變換電路。
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