從效率、靈活度等方面對LED路燈電源設計對比分析

LED路燈是LED照明中一個(gè)很重要應用。在節能省電的前提下，LED路燈取代傳統路燈的趨勢越來(lái)越明顯。我們今天就從效率、靈活度、單串LED數目、研發(fā)成本等方面對四種LED路燈電源設計方案進(jìn)行對比分析。

方案一：DC或電池輸入，對6串LED分別做恒流控制

它采用多串的升壓結構設計，LED驅動(dòng)的方式與前一種類(lèi)似，差別在于由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖1)。低壓側傳感的設計只要選擇適當的MOS管，LED可以串相當多的顆數。相對于A(yíng)C 輸入的方案，其設計較為簡(jiǎn)單。但由于多了一次升壓的開(kāi)關(guān)，效率相對較低。方案的優(yōu)點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單、電路成本低，缺點(diǎn)是效率較低。它適合太陽(yáng)能電池或通過(guò)適配器輸入的路燈。

方案二：直接AC輸入，對6串LED分別做恒流控制

在本文介紹的幾種方案之中，這一種方案應該是目前效率最高、電路成本最低的方案。直接用光電耦合器對初級側電路進(jìn)行回溯控制，調節輸出電壓。相對于其它傳統方案，該方案的開(kāi)關(guān)損耗少。將CS的電壓固定在0.25V，對6串LED分別做恒流控制。IC會(huì )偵測FB的位置，將電壓最低那串LED固定在0.5V。此時(shí)由于各串LED的Vf值的總和不同，產(chǎn)生的壓降會(huì )落在MOS管上，導致一些損耗。如果是一般對Vf分BIN篩選過(guò)后的LED，損耗應該可以控制在2%以?xún)?，少于一般的開(kāi)關(guān)損耗。

方案三：?jiǎn)未O計升壓結構

同樣的單串設計，升壓結構(圖3)會(huì )較降壓結構的效率低，但是LED串聯(lián)的數目不再受限于IC的耐壓，而是由MOS來(lái)決定，因而可以串聯(lián)較多的LED。由于大多數的太陽(yáng)能電池的輸出電壓都不高，因此太陽(yáng)能路燈較適合使用升壓結構。而選用電流模式的恒流設計，可以讓輸出電流較不受輸入電壓變化的影響，在電池滿(mǎn)載以及快沒(méi)電時(shí)，都能讓路燈維持相同的亮度。

有些廠(chǎng)商仍喜歡用單串的設計，優(yōu)點(diǎn)是維修容易，而且可以做模塊化設計。不同功率的路燈可以使用相同的燈條，只要更換面板，插上不同數目的燈條，就可以組合出各種不同功率的路燈。但它的缺點(diǎn)是每一串都需要獨立的電源模塊，成本較高，而降壓的結構會(huì )讓LED的數目受限于IC的耐壓。在圖3所示的例子中，LED最多串到14顆，如果要設計20W的燈條，就需要使用700mA的LED。為了使效率達到最高，必需針對LED的數目來(lái)調節輸入電壓，也就是適配器的輸出電壓。以10顆LED為例，如果要達到最高效率，就必須把輸入電壓調到約42V左右。

下表對LED路燈四種電源設計方案的優(yōu)勢進(jìn)行了比較并排序。