需要大量LED的路燈照明方案

　　Christopher Richardson 美國國家半導體 照明系統應用工程師(歐洲)

　　摘要：LED 背光照明與通用照明使用不同類(lèi)型的LED。隨著(zhù)路燈照明的出現，這兩個(gè)應用領(lǐng)域有了相似點(diǎn)，這是由于路燈照明中，高功率大面積照明(HPWA)所需的總輸出功率大大高于燈泡或熒光燈管的改良產(chǎn)品，因此需要使用大量 LED。背光照明 LED 驅動(dòng)器可為每串 LED 提供線(xiàn)性電流源，但每通道的電流仍被限制在100 mA左右。美國國家半導體依循該設計理念，但同時(shí)將每通道的功率提高至500 mA，并增加了高可靠性戶(hù)外照明所需的控制和保護功能。

　　關(guān)鍵詞：LED;路燈照明;背光照明;HPWA;降壓穩壓器

　　概述

　　LED 背光照明與通用照明使用不同類(lèi)型的LED，許多通用照明應用僅使用不超過(guò) 10 個(gè)大功率 LED(如 1W LED)，而背光照明則需使用幾百甚至數千個(gè)小型LED，這些LED功率在 50 mW至 200 mW間。這意味著(zhù)目前為止所用的 LED 驅動(dòng)器類(lèi)型有很大的差別，其系統架構同樣也差異巨大。但隨著(zhù)路燈照明(以及停車(chē)場(chǎng)照明、倉庫照明等)的出現，這兩個(gè)應用領(lǐng)域有了相似點(diǎn)，這是由于路燈照明中，高功率大面積照明(HPWA)所需的總輸出功率大大高于燈泡或熒光燈管的改良產(chǎn)品，因此需要使用大量 LED。背光照明 LED 驅動(dòng)器可為每串 LED 提供線(xiàn)性電流源，并通過(guò)使用可動(dòng)態(tài)調整電壓輸出的開(kāi)關(guān)電源來(lái)提高功率效率，從而解決了如何控制串并聯(lián)陣列中大量 LED 的難題。直到現在，此類(lèi)系統每通道的電流仍被限制在100 mA左右。美國國家半導體依循該設計理念，但同時(shí)將每通道的功率提高至500 mA，并增加了高可靠性戶(hù)外照明(也稱(chēng)為路燈照明)所需的控制和保護功能。

　　簡(jiǎn)介

　　考慮到經(jīng)過(guò)巧妙設計的 LED 路燈所具有的長(cháng)期購置成本優(yōu)勢，政府機構比個(gè)人消費者更容易選擇LED裝置，因此越來(lái)越多的城鎮正在考慮并安裝 LED 路燈。用于公共道路的路燈照明受眾多標準的制約(特別在調整最低和最高光線(xiàn)輸出及光束模式上)。這些規定因地而異，但它們都要求更高的光通量，因此，相對于一些常見(jiàn)的LED設計，如燈泡(總計300～600 流明)或 改良的T8 熒光燈管(1000～4000 流明，視長(cháng)度而定)需要更高的功率。一盞路燈通?？梢?0,000 流明或更高的最低光線(xiàn)輸出，相對地，以 20 ～ 40 mA 正向電流工作的小型 LED 的每瓦流明數表現更好，但它有兩個(gè)明顯缺點(diǎn)：第一，需要幾千個(gè)小型的 LED 才能滿(mǎn)足所需的總流明數，因數量龐大而帶來(lái)了可靠性問(wèn)題;第二，大量小型 LED 有利于光線(xiàn)在大的表面上均勻地傳播，但路燈照明的控制光束要求需要透鏡在與點(diǎn)光源配合工作時(shí)具有最高的效率。目前市面上的單裸片 LED 的功率高達 10W，這從光學(xué)角度上看的確很好，但要將如此多傳導所產(chǎn)生的熱量從很小的面積散發(fā)出去，絕非輕而易舉。該熱量會(huì )導致更難獲得預期的很高的每瓦流明數。目前 LED 路燈通常會(huì )使用 50～200 個(gè)驅動(dòng)電流為 350 mA 的 LED，因為該數目意味著(zhù)發(fā)光效率與所需 LED 總數間的最佳平衡。

　　背光照明技術(shù)可以解決如何以高效、簡(jiǎn)單且經(jīng)濟的方式來(lái)驅動(dòng)眾多 1W LED的問(wèn)題。但是，要利用背光照明技術(shù)，實(shí)現“將功率提高”至本系列第 I 部分中 HPWA 應用所需的等級，則需權衡系統需求和現有解決方案的利弊。