大功率LED照明驅動匹配方式研究

2.2 LED 采用全部并聯(lián)方式

如圖6 所示，LED 采用全部并聯(lián)方式。這要求LED 驅動電源輸出較大的電流，負載電壓較低。每顆LED 的電壓一樣，而總電流是流經(jīng)每顆LED 的電流之和。當LED 的一致性差別較大時，通過每顆LED的電流不一致，LED 的亮度也不同。

當有一顆LED 因品質(zhì)不良斷開時，如果采用恒壓式驅動電源，電源輸出電流將減少，而不影響余下所有LED 的正常工作。如果是采用恒流式驅動電源，由于總輸出電流不變，這樣分配到每顆LED 的電流都增加，容易導致?lián)p壞所有的LED。因此，這種全部并聯(lián)的方式不適用于LED 數(shù)量較少的場合，因為只要一顆斷路，余下的每一顆都要額外增加較大的電流。當并聯(lián)的LED 數(shù)量較多時，斷開某一顆時，分配到余下每一顆的電流并不大，對余下的LED 影響不大。所以，當選擇全部并聯(lián)時，不應當選用恒流式驅動器。當某一顆LED 因不良而短路時，那么所有的LED將不亮。

2.3 LED 采用混聯(lián)方式

這種方式，就是眾多LED 既有串聯(lián)，又有并聯(lián)。這種混聯(lián)方式有兩種解法，分別如圖7 和圖8所示，其分析方法基本和上述兩種連接方式一樣。

2.4 LED 采用交叉陣列形式

為了提高可靠性，降低熄燈幾率，出現(xiàn)了如圖9所示的交叉陣列形式的連接設計。圖9 是以15 顆LED 為例的設計圖，更多的LED 數(shù)量也可以參照此形式。這種交叉連接方式，即使個別LED 開路或短路，也不會影響發(fā)光組件的整體實效。

3 分布式恒流架構

由于目前大功率LED 照明用的LED 數(shù)量較多，通常都有幾十個甚至上百個，選擇合適的驅動匹配方式顯得尤為重要。上述各種驅動方式各有優(yōu)缺點，但是，對于大功率LED 驅動電源來說，先恒壓再恒流，是未來LED 照明的主流設計方式，此方式被命名為分布式恒流，其主要架構如圖10 所示。

該方式先通過一個開關穩(wěn)壓電源，輸出穩(wěn)定的直流電壓，然后在直流輸出端接上LED 模塊，LED 模塊上已經(jīng)有了恒流裝置。這樣將恒流技術分布到光源內(nèi)部，和LED 構成一個相對獨立的模塊，這樣設計隨意性強，電源規(guī)格簡單，可以根據(jù)不同光通量要求而選擇不同數(shù)量的LED 模塊。這種LED 模塊的劃分，使得大功率LED 照明特別適用于路燈、隧道燈、公共場所照明、廣告燈箱等領域。分布式恒流設計LED 產(chǎn)品有著非常高的產(chǎn)品穩(wěn)定性。

分布式恒流技術，其穩(wěn)壓電源部分可以繼續(xù)采用傳統(tǒng)的開關電源進行恒壓的供電模式，因開關電源技術積累給LED 驅動電源設計創(chuàng)造了品質(zhì)條件。分布式恒流技術還需要在恒流節(jié)點上串接低壓差線性恒流驅動器，低壓差的驅動器關系到驅動效率。LED 恒流模塊設置靈活，不會因為支路電流變化而影響其它支路工作。分布式恒流可以根據(jù)應用情況而靈活布置并聯(lián)支路和LED 模塊，從而保持各支路和整體線路的電流穩(wěn)定。驅動線路穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品整體穩(wěn)定性，分布式恒流在穩(wěn)定性方面有著獨有的優(yōu)勢。

4 結論

大功率LED 照明正處在快速發(fā)展階段，由于價格成本高，目前還主要應用在路燈、隧道燈等領域，距離大規(guī)模的商用和民用還有很長的路要走。大功率LED 照明大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化及應用，離不開驅動電源技術的發(fā)展，選擇合適的驅動匹配方式，不僅可以保證LED 正常的照明效果，還能保證LED 的使用壽命，使LED 照明的優(yōu)勢真正得到體現(xiàn)。先恒壓，再線性恒流，是未來大功率LED 照明的驅動方式。在分布式LED 驅動設計中，色溫可調(diào)、灰度控制都變得方便。分布式恒流技術充分預留智能化接口，這是LED照明智能化發(fā)展的關鍵。在節(jié)能技術要求越來越高的今天，大功率LED 照明將成為照明技術發(fā)展的主流已成為共識，LED 照明時代也正在來臨。

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