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led灯驱动电路怎么检修,如何驱动LED灯串小绝招

2023-12-17 13:10:02科技漂亮的斑马

很多朋友对led灯驱动电路怎么检修,如何驱动LED灯串小绝招不是很了解,六月小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。也许有些

led灯驱动电路怎么检修,如何驱动LED灯串小绝招

很多朋友对led灯驱动电路怎么检修,如何驱动LED灯串小绝招不是很了解,六月小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

也许有些人知道如何驱动LED串,这可能是一种大多数人都认同的流行方法,但其实这种流行方法背后有很多很多人不知道的猫腻。今天,边肖将带你从其他地方更好地驱动led灯串。

在机械和电气系统中,当工作在共振或接近共振时,功率和频率之间存在着至关重要的关系(图1)。有时候共鸣是件坏事。如果过多的能量进入单模状态,可能会破坏系统。但是共鸣也可以是好的。谐振通常用于调节频率,并通过保持足够的功率来保持系统在谐振频率下振荡(例如,机械和电子时钟)。

很多人可能不知道,谐振可以用来调节功率,功率可以调节到可变负载的可变大小阵列。例如,这可以应用于照明阵列,以实现固态照明(SSL)系统的成本效益和可靠性。

图一。该图描述了典型谐振的归一化功率(中心频率30 kHz,带宽20 kHz)。请注意,线路频率不重叠。

LED的应用尤其令人感兴趣,因为LED在照明应用中的经济意义正在增加,并且还因为传统DC驱动器的成本和可靠性问题。LED是一种固有的低压DC器件。在某些工作点,电流-电压(I-V)曲线非常陡峭。虽然可以用恒压源驱动LED,但实际上大多数设计者都采用恒流DC驱动设计。为了更接近典型的配电水平(例如,120/240 VAC),灯通常配备有许多LED串。

这些LED必须紧密匹配,因为每个LED的光输出与流过该串的电流成比例。单个LED的故障(如短路或接线故障)可能导致整个灯串的故障。

分布电抗元件利用谐振来控制LED阵列的功率,克服了交流LED驱动器的这些缺点。在最简单的情况下,谐振可以用来控制单个负载的功率。威尔第半导体公司有效地利用了谐振,制作了一款适用于LED灯串的电流驱动器,零件少,效率高。

然而,更有效的方法是在阵列之间分布反应器设备。这样,不仅可以控制照明元件的整体功率,而且在大型网络中,不必添加半导体器件来单独调节子网络。分布电抗元件以高效率和低成本实现强大的新控制能力。通常,电抗元件可以是电容器或电感器。

在千赫和兆赫频率之间(如果需要,甚至是千兆赫频率),合适的元件非常小且便宜,并且可以作为分立器件或片上器件来实现。具体来说,我们假设电容分布在整个网络中,并使用少量分立电感,但也可以制造低成本电感设计。

添加串联和并联电抗元件(电容器和/或电感器)可以开辟新的功率控制方法。电抗元件可以形成谐振电路,其中主要的耗散机制是LED的阻性负载。同时,近无损电抗可以取代耗能电阻,后者通常在最简单的DC电路中用作电流调节器。单元和阵列

假设一个照明网络由一组照明单元组成,每个单元包含一个或多个照明元件,如一对阳极连接阴极的发光二极管,以及串联和并联的电容器。拓扑结构有许多变化,但图2显示了一个基本的照明单元设计。任何数量的这种单元和具有实际混合拓扑的单元可以串联和/或并联,以形成由电抗串组成的谐振网络。

更一般的,我们把电抗串组成的网络叫做“固态照明电抗串”(RSSL)。

图二。该电路显示了两个电抗串单元。例如,在图3中,一个储能电路由10个电抗串组成。假设所有的led都是同一类型,所有的电容都具有相同的c值,每个电池的总电容为2C。灯串的总电容为C/5。谐振频率为(5LC)。一个单位的电抗是1/2 c .就x?R,其中R是LED的实际电阻,电抗串显示的是纯电抗,相当于要求使用阻尼不足的谐振电路,Q?1。

图3。反应回路由10个A型单元组成。

一个电路模拟器可以用来详细分析一个具体的谐振网络,但也很容易做一个粗略的估计,粗略地选择元件的值。对于给定的工作频率,电感和电容之间的关系是确定的。应选择电容使电抗足够大,以确保足够高的Q谐振。流经每个电池的电流由并联的LED和并联电容器分配,并由串联电容器限制。后者的功能非常类似于在DC电路中使用电阻控制电流的情况。

所需的值只能用欧姆定律求电抗。注意,旁路电容的功能是当电流不流经LED时,在本地存储再循环电流。事实上,除了通过整个灯串的电流的谐振控制之外,实际上还有每个LED的电流的局部谐振控制。

多通道和线路频率抑制

虽然可以使用相同的电容值在单一频率下操作整个RSSL系统,但是没有必要这样做。实际上,我们可以把两线照明总线看作是支持频谱,它包含了许多可用的信道。由于任何电抗串只在频带内响应,只要它们在频带之间有足够的空间工作,多个单独的频带就可以在同一线路上工作。每个中心频率可以被进一步调制为传感器和控制器之间的数据通信信道。

只要将行频与电抗串中使用的谐振频率分开,就可以忽略对行频的响应,即使没有明确的行频滤波,也不会出现行频闪烁。因此,驱动器中不需要电解电容。

RSSL系统本身具有电磁静音性,可以抵抗噪声尖峰。任何超出窄通带的能量将很快消失。电池和电池灯串可以热插拔或交换,对网络的其他部分没有影响。利用这一特性,许多照明器可以共享同一个大功率驱动器。

例如,住宅或商业空间可以使用安装在配电盘中的同一个驱动器,通过双线总线向许多灯具供电,灯具有LED和电容器,但没有有源半导体元件,调光和切换可以分别进行(参见图4)。

图4. 一个完整的RSSL网络包括驱动器、各种灯具和调光组、以及可编程的和本地调光器。

阵列规模越大,RSSL 可靠性越高

对直流驱动器来说,使用更多的LED通常被认为会带来严重的可靠性及使用寿命问题,特别是考虑到对单个组件(或连接)和驱动器故障十分敏感。这是让RSSL系统闪耀的另外一点。RSSL的故障分析表明,系统的总体可靠性及寿命实际上也会随着阵列尺寸的扩大而得到提升,这是因为,其余组件的调节,即使出现50%的组件故障,仍然可以接受的。

此外,大多数大功率LED在其额定电流的上端位置显示出明显的流明输出下降,从而导致净电瓦特与辐射瓦转换效率时会损失一些。RSSL系统可以通过低成本的设计让这些设备在远低于其额定最大值的情况下,让流明输出下降不那么明显。

另外,成本节约和可靠性提升可以通过包括多结芯片在内的COB架构来实现。不是在一个芯片上构建几个大面积的器件,而是可以选择器件面积、功率级别和冷却策略,以实现最大的单器件效率,然后在一个芯片上放置尽可能多的这些器件,以实现所需的性能规格。以一个或多个谐振串来驱动照明阵列,我们就可以获得一个产品系列,可以任意裁剪到任何所需的流明输出。

图5. 上面的曲线是电流流过串行照明单元阵列时形成的波形曲线。下面的曲线是电流流过单元内的一对LED形成的电流波形。流明波形由下半部分曲线的绝对值来给定。注意,在每个半周的开始部分都有一个很短的不发光区间。

使用谐振来控制电抗串中LED 的功率,是一种强大的新型LED驱动方法,可以用于包括照明在内的任意阵列应用中。本文只触及RSSL系统的特性和优势。谐振式驱动提供了一系列丰富而强大的创新设计工具,可以进一步使用,创造先进的低成本、多功能照明系统。

以上知识分享希望能够帮助到大家!

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