隨著LED燈在眾多領(lǐng)域里的應(yīng)用,譬如商業(yè)照明和家庭照明,LED照明已全面有取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈之勢,因為相比傳統(tǒng)照明,LED照明盡管在價格上偏貴于傳統(tǒng)照明,但它具備節(jié)能,光效高,壽命長,無污染等顯著優(yōu)點,所以,LED照明能在短時內(nèi)被市場認同。另外,隨著能源資源無節(jié)制地消耗,帶有節(jié)能性能的照明產(chǎn)品已受到政府組織的推廣,一些國家的能源組織也有發(fā)布相關(guān)政策,補貼滿足其標準的照明產(chǎn)品。如商業(yè)照明產(chǎn)品功率因數(shù)大于0.9,家用大于0.7就是美國能源之星的強制要求之一。所以在關(guān)注LED燈高光效,長壽命特點的同時,在保證低元器件成本的前提下,設(shè)計出具有高功率因數(shù)且性能高可靠LED驅(qū)動變得尤為重要。
1 LED照明的發(fā)展概述
消費者從傳統(tǒng)照明轉(zhuǎn)換到LED照明是已經(jīng)被認為是大勢所趨,有文章指出,LED照明相比白熾燈可以節(jié)省80%的能源,其壽命可以長至10年-20年之久。另外,LED燈相比緊湊性節(jié)能燈,不含有對環(huán)境有害的物質(zhì),如水銀,汞等重金屬物質(zhì),也沒有像節(jié)能燈(CFL)在啟動時暖燈時間長的問題,所以在全球資源緊張的大環(huán)境下,平衡到對環(huán)境與能源的厲害關(guān)系,政策上也會加速推廣LED照明,因為LED照明在發(fā)光原理、節(jié)能、環(huán)保的層面上都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)照明產(chǎn)品,盡管短時間內(nèi)LED照明的成本很高,譬如傳統(tǒng)60W白熾燈零售價格只有7W LED燈的1/10還不到,所以家庭用戶現(xiàn)階段對LED燈的價格承受能力還是有限的,但另一方面,在大多新建設(shè)中的商業(yè)照明市場中,如酒店和商場都使用了LED照明,已鮮見再有傳統(tǒng)照明的影子。
本文就將主要探討LED照明的驅(qū)動部分,怎樣降低輸入電流諧波,提高輸入功率因數(shù)。發(fā)達國家在照明領(lǐng)域里的能源問題已非常重視,譬如歐洲能源標準EVP5和美國能源之星在這方面已明確規(guī)定,住宅照明驅(qū)動器的功率因數(shù)PF必須大于0.7,商業(yè)照明大于0.9的強制性要求。
2 降壓式明緯LED驅(qū)動器
2.1 介紹說明降壓式LED驅(qū)動器
三種常用的基本電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)通常是指降壓BUCK,升壓BOOST和升降壓BOOK-BOOST結(jié)構(gòu),它們都是非隔離式的,輸入和輸出電壓共同接在同一地線上。每種結(jié)構(gòu)都有其自身的特性,如靜態(tài)電壓轉(zhuǎn)換率,輸入輸出電流特性,輸出電壓紋波和最重要的頻率響應(yīng)特性,最普遍和最簡單的結(jié)構(gòu)要數(shù)降壓式BUCK結(jié)構(gòu),通常設(shè)計時選擇降壓結(jié)構(gòu)是基于LED上的輸出電壓總是小于輸入電壓,并且可以用非隔離式結(jié)構(gòu)。這里再提一下降壓式結(jié)構(gòu)的另外一個特點,因為主開關(guān)管的電流在每個開關(guān)周期內(nèi)都是由零上升到額定值,所以它的輸入電流總是非連續(xù)的,而輸出電流時連續(xù)的,這是由于輸出電流是依靠電感和輸出端的電容會提供的。
在實際LED驅(qū)動器設(shè)計中,對于中、高LED電壓輸出都會采用降壓式結(jié)構(gòu),因為不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且元件成本和轉(zhuǎn)換效率上有明顯的優(yōu)點,所以其應(yīng)用非常廣。