如何選擇正確的LED和合適的驅(qū)動(dòng)電源

由于LED節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)、耐用及設(shè)計(jì)靈活，目前LED正在快速取代室內(nèi)和室外照明設(shè)備中的白熾燈和熒光燈。但選擇正確的LED只是設(shè)計(jì)方程的一部分。為了使您的固態(tài)照明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全面的效率、耐久性和使用壽命，您需要選擇合適的電源，把您的應(yīng)用要求和所使用的LED相匹配。本文將為您提供一些有用的建議，說(shuō)明一些在選擇電源過(guò)程中需要考慮的地方。

相關(guān)背景介紹

LED的電源電壓一旦等于或大于二極管的正向壓降（通常在2-3V的區(qū)域），LED就開(kāi)始產(chǎn)生光。完全亮度所需的電流因設(shè)備而異，但對(duì)于1W的LED（通常是照明應(yīng)用中最小的尺寸）通常為350mA。與白熾燈不同，LED是非線性設(shè)備。這意味著一旦電源電壓超過(guò)二極管的正向電壓，通過(guò)的電流隨著電源電壓而呈指數(shù)增長(zhǎng)。沒(méi)有某種形式的電流調(diào)節(jié)，LED芯片將成為昂貴的、單穩(wěn)態(tài)閃光燈泡。

為了防止這種情況，電源必須在合適的電流下提供合適的電壓。最簡(jiǎn)單的方法是選擇一個(gè)輸出電壓大于所選LED正向電壓的電源，并使用限流電阻將電流限制在LED制造商指定的最大值。這種方法的缺點(diǎn)是，LED照明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)高效率會(huì)受到限流裝置耗散的功率的影響。

燈和熒光燈。但選擇正確的LED只是設(shè)計(jì)方程的一部分。為了使您的固態(tài)照明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全面的效率、耐久性和使用壽命，您需要選擇合適的電源，把您的應(yīng)用要求和所使用的LED相匹配。本文將為您提供一些有用的建議，說(shuō)明一些在選擇電源過(guò)程中需要考慮的地方

選擇電源

為照明應(yīng)用選擇電源的類(lèi)型將基于幾個(gè)因素。首先，考慮應(yīng)用運(yùn)行的環(huán)境。應(yīng)用是在室內(nèi)還是室外？電源是否需要防水或需要特殊的IP等級(jí)？電源是否能夠使用傳導(dǎo)冷卻或只使用對(duì)流冷卻？

接下來(lái)，要定義整體功率要求。單個(gè)燈具可能只需要一個(gè)小的電源，但一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)可能需要提供數(shù)百瓦的電源。另外，還需要其他功能嗎？例如，電源是否需要在簡(jiǎn)單的恒壓模式還是恒流模式下工作，應(yīng)用是否需要調(diào)光？

法規(guī)和規(guī)定很重要

那么，現(xiàn)在是考慮法規(guī)的時(shí)候了。整個(gè)系統(tǒng)是否需要在一定的諧波電流范圍內(nèi)運(yùn)行？它是否需要符合照明的安全標(biāo)準(zhǔn)，還是ITE電源就足夠了？而在這個(gè)能源敏感的時(shí)代，電源如何有效地滿足當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域標(biāo)準(zhǔn)？同樣重要的是，在一些地方政府機(jī)構(gòu)會(huì)向符合特定效率和功率因數(shù)校正水平的產(chǎn)品提供折扣或其他補(bǔ)貼，產(chǎn)品有在這些地方出售嗎？同樣，了解您的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是否符合要求，這一點(diǎn)也很重要，包括關(guān)閉電源時(shí)電源耗電量的任何要求。安全標(biāo)準(zhǔn)

適用于照明系統(tǒng)的有各種標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上，IEC61347第1部分涵蓋了燈具控制裝置的一般安全要求，和第2部分第13（2）節(jié)適用于LED模塊電源。美國(guó)有UL8750，歐洲有EN61347，都是以章節(jié)命名的IEC格式。

串聯(lián)配置

圖2

LED串聯(lián)連接

在串聯(lián)配置中，各個(gè)LED串聯(lián)布置。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，相同的電流經(jīng)過(guò)它們中的每一個(gè)，導(dǎo)致發(fā)出的光亮度相同。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，如果一個(gè)LED在短路中出現(xiàn)故障，其他LED不受影響，仍然亮著。缺點(diǎn)是如果一個(gè)LED在開(kāi)路中出現(xiàn)故障，則電流將被中斷，其他所有LED都熄滅。另一個(gè)缺點(diǎn)是，如果需要許多LED來(lái)產(chǎn)生所需的光量，則正向電壓的總和可能需要使用相當(dāng)高的輸出電壓的電源。

并聯(lián)配置

圖3

LED并聯(lián)連接

當(dāng)并聯(lián)連接時(shí)，LED仍然可以串聯(lián)布置在兩個(gè)或更多個(gè)LED串中。優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于相同數(shù)量的LED即相同的亮度，電源可以有較低的輸出電壓，因?yàn)槊總€(gè)串中的LED的數(shù)量可以減少。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，如果在一個(gè)串中的一個(gè)LED變成開(kāi)路，則其他串不受影響，燈具仍然可以發(fā)光，但亮度降低。缺點(diǎn)是由于每個(gè)串中存在稍微不同的正向電壓，每個(gè)串中的電流不能由單個(gè)電源精確控制，因此每個(gè)串可能需要一個(gè)電流平衡裝置，這會(huì)降低整體效率。

圖4

以矩陣配置連接的LED

在矩陣配置中，LED可以以并行配置的方式進(jìn)行相似地配置，但是串與串之間每個(gè)LED都會(huì)連接。這種配置的最大優(yōu)點(diǎn)是，如果單個(gè)LED變成開(kāi)路，則仍然存在一條路徑讓電流流過(guò)該串中的所有其他LED，因此光輸出幾乎不減少。主要的缺點(diǎn)在于，由于不能使用電流平衡裝置，因此更難控制每個(gè)串中的電流。這意味著所使用的LED必須具有緊密匹配的正向電壓，這可能增加成本。