毋庸置疑:未来是LED的世界!经历了近40年的发展,它已快速演变为主导的照明光源。高效率驱动模块是这些照明系统的发动机,它确保“电子灯”安全可靠地长时间运作。
谁还记得近40年前用电池供电的用LED作为指示的万用表?当时它的显示亮度只能在正常日光下可见。谁又能想到,后来有一天,LED会照亮工厂,街道和客厅?但它仅仅是个半导体器件,还不能直接与我们的“交流电源”兼容。这个问题我们可以通过驱动器来解决。经过驱动器的转换,我们得到了恒定直流电流,再经LED阵列转换为适合的光。就像汽车发动机,通过汽油,柴油,天然气或电力,转换成动力,使发动机运转起来。
降压/升压技术的混合解决方案
单个LED的光亮度可以满足一个手电筒的需求,但这远不足以照亮一个工作场所或工作室,那需要大量的LED。如果像对白炽灯那样的使用方法,把LED简单并联,这是行不通的。LED是具有非线性特征的半导体,即使在同一生产批次下的产品,阀值电压也可能相差很大。LED并联使用时的阀值电压会导致不同亮度水平,也会大幅降低LED的预期寿命。LED串联工作时,可确保相等电流和相同亮度,不过越多的LED串联就需要越高的电压,这就给LED的使用带来了一些不便。
想想照亮公园或花园小径,理想的情况是在“电网关闭”时的供电电压由电池来提供,这个电池由一个小型风力发电机或太阳能来充电。我们假设它是一个标准12V可充电电池,充满电后,在晚上开始工作时提供14V电压,再扣除恒流驱动器的压降1V,这时可供4个LED工作。经过几小时后,随着电池能量的不断消耗电池电压不断下降,当电池电压低于10V时,这4个串联的LED已经无法点亮了。
一个更好的解决方案是使用一个降压/升压驱动器,如RECOM新开发的RBD-12。这个驱动器把额定12V电池电压转换为大于24V。所以即使在漫漫长夜中,电池电压降到了8V,但仍然可为8个串联的LED提供恒定电流 。
RBD-12系列产品可工作于升压状态或者降压状态。因此它们可称为“混合LED发动机”。目前有20W,350mA或500mA恒定电流两个型号可供选择。效率接近92%——具有如此高价值的多功能转换器,即将在2012年初上市。
较高电压的趋势
有两个方法提高照明功率:使用更高功率的LED,把电流从350mA(1W LED)增加到700mA(2W LED),或者连接更多LED,用更高电压来控制。到目前为止,市面上多数的驱动器被限制在36~40V,支持每串有10~12个LED。目前多芯片阵列LED的工作电压为40V或者更高,而LED生产商也计划生产更高电压的LED阵列。
SELV指令(特别安全电压)60VDC,为LED驱动器定义了一个“经济的”限制。更高的电压值就会要求在安全和保护方面做额外的努力,因此会导致成本增加。新型RCD-48系列(图二),RECOM充分利用这一限制。这款“高压”驱动器可驱动高达17个串联的LED,有350mA、500mA、700mA或1200mA输出可供选择,输入电压范围是9~60V。高功率模块的特点是有金属外壳,并提供高达70W的输出功率。该系列中的驱动器有插针式和软引线两个封装,可以进行模拟或数字调光。并可通过外部传感器或控制器,扩展更多的应用。
从零起调无闪烁的可控硅调光驱动器
我们习惯于调暗灯光,以此营造宜人气氛。这用白炽灯很容易做到,但用LED就不是那么简单了。原因是:用预装的可控硅调光器对带有主动PFC电路的交流LED驱动器进行输出电流调节是很困难的。这是因为与白炽灯相比,LED负荷低。驱动器的PFC电路结合低负荷 LED时,PFC电路试图拉近与正确电流波形之间的相位,导致可控硅调光器反作用于电流脉冲。尤其当需要较大范围的调光时——50%的调光用肉眼几乎是根本看不见的。“廉价的”PFC电路很难保持正确时序。而且,LED的低负荷不能保证通电流持续通过可控硅。结果:一旦亮度减弱,廉价产品就会闪烁。
还有另一个和系统有关的问题。为了让电流不会在一个半波被中断,可控硅调光器只能调暗到10%。这时白炽灯的表现像加热器多于像一个光源。其在10%时不会产生光亮,这就足够满足调光的目的了。但在LED的案例中就是不这样了:10%的电流就产生10%的光。这10%的光用人的肉眼看来已经是比较亮的了。
如果我们不想在改用LED光源时更换大批已经安装了的可控硅调光器,那驱动器必须弥补以上所说的这两点。RECOM的新型RACT20就完美地实现了这两点:无闪烁地从“0”起调!就像我们对白炽灯所期望的一样。要实现这一点,就要开发新的附加电路。其中一个,叫做“动态PFC”,它可以确保开关脉冲宽度与频率和控制电路相位一致。为此相位角要完全正确,这又需要另一个电路。在常见的大部分驱动器中,用大容量铝电解电容做输入电源滤波,这会大大减短使用寿命,因为LED散热器附近的高温会让铝电解电容的电浆变干。而RACT20系列驱动器是不带铝电解电容。
附加的技术特点——一个有效的内部电源可减少功率损失,促进更高的工作温度。这一新发展,确保了LED无闪烁工作以及可以从“0”起调。
技术概述
三个新驱动器系列已通过,五年保修。样品在各大分销商均有提供,价格从优。
结论
LED驱动器特别为现代照明系统的效率和可靠性而设计。和车型一样,不同的发动机概念就把汽车定位在不同的市场层面。LED驱动器是现代照明系统的功率发动机,针对多元化的应用。RECOM为照顾这一趋势,同时引进了三个完全不同的概念。
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