led防爆燈技術的最新突破使得人們能夠生產(chǎn)出可以輸出寬譜光的led,而不再僅僅是傳統(tǒng)的紅光和綠光的衍生物。因此用在產(chǎn)品中(照明和其他方面)的led的絕對數(shù)量正呈指數(shù)型增加。
led防爆燈技術的新突破使得人們能夠生產(chǎn)出可以輸出寬譜光的led,而不再僅僅是傳統(tǒng)的紅光和綠光的衍生物。因此用在產(chǎn)品中(照明和其他方面)的led的絕對數(shù)量正呈指數(shù)型增加。
從手電筒到汽車頭燈,再到LCD電視顯示器的背光照明,led的應用正在不斷拓展到新的領域。總之,led應用迅猛增長背后主要的驅(qū)動力是led技術帶來的效率提升(即每瓦耗能可以提供更高流明的照明輸出)。
電源要求
與以前的白熾燈相比,led有不同的電源要求。此外,根據(jù)功率等級和總體系統(tǒng)要求的不同,驅(qū)動led的好解決方案也不同。
在傳統(tǒng)的照明解決方案中(如白熾燈照明),負載呈阻性。功耗以及相應的燈的亮度是加到燈上的電壓以及燈的電阻的函數(shù)(根據(jù)歐姆定律)。
光強會隨著輸入電壓的變化增強或減弱。以汽車頭燈為例,當引擎啟動時,電池的電壓較低,因此頭燈會變暗;一旦引擎開始運轉(zhuǎn),電池的電壓會恢復,頭燈也隨之恢復標準亮度。
led的與傳統(tǒng)白熾燈有著根本的不同。led的亮度是通過調(diào)節(jié)led電流來控制的,而led負載的電阻則會隨著所加負載的不同而變化。led需要恒定的電流,而不是通過恒定電壓和電阻來保持恒定的亮度。根據(jù)led的功率等級的不同,實現(xiàn)上述效果的方法也不同。
對于功率非常低的led,圖1所示的一種非常簡單的電路基本就夠用了。與R相比,led的有效電阻非常小,因此流過led的電流由V/R確定。它的缺點如下:
● 亮度是電壓的函數(shù)。V的變化實質(zhì)上會改變電流,進而改變led的亮度?;氐匠醯钠囶^燈的例子——在引擎剛開始啟動時光依然會很弱。
● 這種解決方案無法利用led的效率優(yōu)勢。因為與led的電阻相比,R非常大,大部分功率都消耗在R上。
大功率led
對于大功率led,為了將led的效率優(yōu)勢大限度地發(fā)揮出來,需要一種電流受控的解決方案。圖2給出了這種解決方案的一個實例。
V·I芯片PRM整流器和VTM電壓變換器用來提供穩(wěn)定的電壓。為了使用PRM和VTM給led供電,需要修改PRM的工作方式以提供穩(wěn)定的電流。這是通過采用電流放大器和補償器來實現(xiàn)的。
與常規(guī)方法相比,使用PRM和VTM來提供恒定電流具有幾項優(yōu)勢。在系統(tǒng)中采用VTM可實現(xiàn)負載點的電流倍增。根據(jù)下面的公式,VTM的輸出電流正比于它的輸入電流,比值是固定的匝數(shù)比K,IOUT = IIN/K。
因此,在電流受控的應用中,可以通過檢測和控制VTM的輸入電流來控制它的輸出電流。檢測較低的電流需要較小的傳感器,后者會消耗較少的功率并改善整體效率。同樣,高效率和高功率密度使得整個led系統(tǒng)體積小、溫度低,并將每瓦耗能所輸出的流明數(shù)達到高。
一項重要的附加優(yōu)勢是,流過led的電流(IOUT)不是輸入電壓的函數(shù)。因此,在我們的汽車頭燈的例子中,只要流過led的電流保持恒定,不管電池電 壓是多少,led的亮度都將保持恒定。這是因為PRM是一個可以隨著V而改變的可變負電阻,從而提供了一種保持電流恒定的方法。
更為重要的是,PRM的電阻是有效電阻,而不是真實電阻,這意味著功率損耗非常小,而且不是有效電阻值的函數(shù)。因此,大部分功率都消耗在led上,使得這個解決方案同它所使用的led一樣有效且高效。
這個解決方案的一些缺點包括其復雜度明顯比圖1所示的解決方案要高,因此它的正確實施需要更多的關注和控制。