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LED调光控制的热门方案比较分析
2022-09-19 23:17
本文摘要:LED灯光以其闪烁效率高,使用寿命宽,亮度掌控非常简单和环保的优势,很快受到广大用户的青睐。作为新型的节约能源光源,LED灯具不会逐步地代替传统的白炽灯冷水。LED灯光的大大普及对调光和控制技术明确提出了更加低的拒绝。 当前用户主要关心的是,LED灯具必需要用于安全性、轻巧、寿命长、不影响用户身体健康,并可限于于现有的调光设备以及可以忍受的价格。

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LED灯光以其闪烁效率高,使用寿命宽,亮度掌控非常简单和环保的优势,很快受到广大用户的青睐。作为新型的节约能源光源,LED灯具不会逐步地代替传统的白炽灯冷水。LED灯光的大大普及对调光和控制技术明确提出了更加低的拒绝。

当前用户主要关心的是,LED灯具必需要用于安全性、轻巧、寿命长、不影响用户身体健康,并可限于于现有的调光设备以及可以忍受的价格。  要满足用户的心愿,就拒绝驱动电源切换效率高、输入电流纹波较低、无光耦设计,并且在终端任何调光器,无论是反对或者不反对的型号,都要确保灯具的安全性性能。

这对LED的驱动电源明确提出了很大的挑战。更加多的LED灯具厂商意识到,传统的驱动方式很难同时顾及到所有的拒绝,无法大量推展LED灯。数字电源技术突破了传统方案的局限性,可以对用户的拒绝展开统合和优化,为LED驱动和调光掌控获取一个原始的解决方案。

本文针对LED灯的明确设计问题来辩论数字技术的优势和解决问题的方法。  1LED驱动技术  高效率无光耦切换LED的驱动电路把能量从交流电网切换为本身闪烁所需的直流形式。能量在切换的过程中会有损耗。

切换效率越高,损耗就越小,对驱动部分风扇的拒绝也就越较低。绝大多数LED灯使用灌胶和铝散热器来解决问题风扇问题。

对用户而言,高效率的驱动方案可以减少驱动电路的风扇成本,减低LED灯的重量。减少电路温升还不利于提升LED灯的使用寿命。传统的隔绝驱动方案利用光耦传送二次外侧的电流信号给一次外侧控制器来保持平稳的输入电流。二次外侧检测电路减少了驱动电路的复杂性、成本和损耗。

光耦的用于还减少了可靠性。因此,主流的LED灯生产厂家都开始使用无光耦的原边对系统技术。

当前,数字原边对系统技术早已成熟期并且获得了广泛应用。数字控制可以构建无光耦对系统的输入电流的准确掌控。利用变压器对系统波形,数字技术还可以构建波谷通车来提升切换效率。  a无光耦准确电流掌控  图1(a)表明一个原边对系统的反激变换器。

一次外侧和二次外侧的电流波形表明在图1(b)中。平均值输入电流Iout=1/2XXXX,这里Isp是变压器副边绕组的峰值输入电流;Trst是变压器磁完全恢复时间;Tprd是电源周期。在理想情况下,原边峰值电流Ipp=XXXX,其中Np和Ns是原边和副边绕组匝数。因此,输入电流Iout=XXXXXX。

现在假设Iset是设计输入电流,数字控制器可以通过掌控原边峰值电流Ipp=XXXXX来取得所需的输入电流。  b波谷通车掌控  波谷通车的主要目的是取得高效率。图2是MOSFET变频器以后耦合到变压器辅助绕组上的电压波形。如图2右图,变压器在T1时间点已完成磁完全恢复。

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然后磁化电感和MOSFET漏级杂散电容开始谐振。如果MOSFET的通车正好处在漏源电压谐振的谷底T3,就可以超过低于开关损耗。同时电磁干扰的增大不利于提升输出滤波器的效率。

利用数字技术对辅助绕组上的电压波形不作分析,可以非常简单的构建波谷通车的功能。    较低电流纹波设计LED灯光不仅必须准确和平稳的电流,还拒绝电流的纹波非常低。

科学家研究指出,高于165Hz的闪光,不管来自红外线还是不可见光,都有可能引发偏头痛或者视觉呼吸困难。高于70Hz的闪光甚至不会对少部分人引起癫痫。

因此,美国电气和电子工程师协会(IEEE)正在制订涉及标准来引领对人体身体健康无危害的LED灯光驱动的设计。  一个输出呈圆形阻性的电源系统内部一定要不存在储能元件,当输出电压较低的时候可以获取能量给阻抗。如果能量展开单次切换又拒绝输出呈圆形阻性,其必须十分大的输入电容来减少阻抗的电流纹波。

如果能量展开二次切换可以解决问题这个问题。一般来说的二次切换形式是融合Boost输出级和反激式输入级。输出级主要掌控驱动电源的输入阻抗。反激式电源获取较低纹波输入电流。

二次切换掌控的复杂性很高。尤其是当终端调关器的时候还必须协商输出级和输入级的能量均衡。图3是常用的二次切换系统结构。传统的二次切换掌控方案必须同时获得输出电压Vin、Boost电流IL、中间电容上的电压Vbulk、反激式原边电流Ip以及电压的对系统Vout,掌控成本很高,因此很难获得广泛应用。

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数字控制技术获取了非常简单的一次外侧对系统方法,还可以预测中间电容电压,因此只必须检测输出电压Vin并解析变压器对系统信号就能构建原始的二次切换掌控。大大简化了系统的掌控成本。    全面的驱动维护在LED灯具的设计,生产和用于的过程中,驱动电源有可能面临LED阻抗的短路、开路,驱动电源板的短路、元神焊接,接插件的错相接、反接等等问题。

全面的驱动维护可以修改LED灯具的设计和生产,缩短使用寿命,降低生产成本。对系统状态展开动态监测并作出准确辨别是数字控制的一个聪明才智。


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