LED吸頂燈的電源分析

現在讓我們先來(lái)看一下普通吸頂燈的電源。

　　普通吸頂燈通常采用電子鎮流器，或者稱(chēng)為高頻變壓器。但是市面上的電子鎮流器的質(zhì)量都比較差。例如，作者就測試了一款普通吸頂燈安裝了飛利浦的32W環(huán)形燈管。實(shí)測的結果如下：Pin=16W，PF=0.62。所以它只用到環(huán)形燈管50%的功率，而且功率因數也很差。作者也測試了一個(gè)9W節能燈的參數，測得Pin=8.4W，PF=0.563

　　二者的功率因數都不能滿(mǎn)足>0.7的要求，但仍然在市面上大量流通。

　　對于LED吸頂燈的電源可以分為非隔離式和隔離式兩大類(lèi)：

　　非隔離恒流源，由于LED吸頂燈不像球泡燈那樣容易被用戶(hù)用手觸摸到，而且由于不需要接觸式導熱，它的內部結構很容易把鋁基板或印制板和金屬底板絕緣起來(lái)，所以采用非隔離電源是可以很容易通過(guò)CE、UL等安全認證。再加上它的安裝通常是由專(zhuān)業(yè)的電工來(lái)安裝，也減小了用戶(hù)觸電的危險。

　　我們知道LED必須采用恒流源來(lái)驅動(dòng)，否則由于它的負溫度系數，而會(huì )使電流急劇上升導致結溫升高，壽命縮短。恒流源分為線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)式兩種。線(xiàn)性恒流源的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì )產(chǎn)生電磁干擾(EMI)，簡(jiǎn)單，成本低。它的缺點(diǎn)是效率比較低。

　　1. 采用恒流二極管的非隔離恒流源

　　恒流二極管是一種線(xiàn)性恒流源，它的恒流作用可以用來(lái)驅動(dòng)LED。最簡(jiǎn)單的方法就是把恒流二極管直接和LED串聯(lián)。但是我們在用于LED驅動(dòng)時(shí)必須注意選擇恰當的電流和耐壓。

　　最低電壓

　　由于恒流二極管需要一定的電壓Vk才能夠進(jìn)入恒流，所以太低的電源電壓是無(wú)法工作的。通常這個(gè)Vk大約在5-10V左右。

　　最高電壓

　　由于恒流二極管必須能吸收掉電源電壓的變化，對于同樣的百分比，220V就要比110V的變化范圍大一倍。例如對于+10%~-20%的變化范圍，對于220V就意味著(zhù)22+44=66V的變化范圍，經(jīng)過(guò)橋式整流以后這個(gè)變化還會(huì )加大1.2倍，變成79.2V。而對于110V電源，同樣的變化范圍只相當于39.6V的變化范圍。電壓越低，就意味著(zhù)功耗越小，效率越高。所以可以說(shuō)恒流二極管更適用于110V市電的國家。

　　最大電流

　　由于恒流二極管的功耗受到限制，所以過(guò)大的電流也是不合適的。例如1W的LED通常需要350mA，恒流二極管就很難提供。即使能夠提供，它的功耗也過(guò)大而使整體效率大為降低。

　　恒流二極管最適用的使用場(chǎng)合就是交流市電供電的LED燈具，采用很多小功率LED串聯(lián)，也就是高壓小電流的情況是最為合適。

　　下圖就是一種用于吸頂燈的恒流二極管驅動(dòng)源。其負載是80顆3022串聯(lián)，總功率為16W。所用的恒流二極管也是恒流在60mA。假如手頭的恒流二極管只有30mA的，就需要2串并聯(lián)。

　　采用恒流二極管作為L(cháng)ED驅動(dòng)電源

　　在這里，恒流二極管的作用就是要在輸入市電電壓變化時(shí)，保持輸出電流不變，當然也可以消除由于LED負溫度系數所引起的電流增大。但是由于恒流二極管的耐壓有一定的限制，所以它所能吸收的電源電壓變化也是有限的。就拿100V耐壓的CRD來(lái)說(shuō)，它的工作電壓范圍還要減去它的最小工作電壓10V，可用的電壓范圍也就只有90V。用在220V市電電源里， 如果市電變化+10%，~-20%，就相當于整流后為290~211V，電壓變化79V，在其耐壓范圍內。假如所用的LED為80顆，如果正向電壓為3.3V，那么總電壓為264V，正好相當于220V經(jīng)過(guò)橋式整流以后的值。這時(shí)候恒流二極管上沒(méi)有壓降，但是這時(shí)候它是不能工作的而至少需要10V壓降，也就是要求整流后電壓為274V，市電電壓為228VAC。那時(shí)候恒流二極管壓降為最小，功耗也最小，只有0.03Ax10V=0.3W，整體效率為最高可達96%(當然還要考慮整流器的效率，實(shí)際上還會(huì )低一些)。如果市電增高至242VAC，那么恒流二極管電壓就增高為26.4V，其功耗也增加到0.79W，這時(shí)候效率就等于91%。