通用照明市場中的高亮度LED驅動要求與挑戰
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LED通用照明要求及LED驅動挑戰
對于LED在通用照明中的應用，需要從系統的角度來分析其要求。總的來看，LED固態照明系統涉及以下要求：
· LED光源：光源緊湊高效，提供寬廣范圍的色彩和輸出功率
· 電源轉換：將交流墻式插座、電池、太陽能電池的電源高效地轉換至安全的低壓直流電源
· 控制和驅動：采用電子電路對LED進行穩壓和控制
· 熱管理：為了實現更長的工作壽命，結點溫度控制非常重要，需要分析散熱
· 光學器件：將光聚焦至需要它的地方要求使用透鏡或導光材料
在開發高能效的LED通用照明解決方案時，這幾方面的要求都非常重要。其中，LED控制和驅動是本文討論的重點。對于LED驅動而言，它面臨的主要挑戰就在于LED的非線性。這主要體現在LED的正向電壓會隨著電流和溫度而變化，不同LED器件的正向電壓會有差異，LED“色點”會隨著電流和溫度而漂移，而且LED必須在規范要求的范圍內工作從而實現可靠工作。而LED驅動器的主要作用，就是在工作條件范圍內限制電流，而無論輸入條件和正向電壓如何變化。圖2顯示的是LED驅動器的基本工作電路示意圖。
圖2：LED驅動器的基本工作電路示意
對于LED驅動電路而言，除了進行恒流穩流，還面臨著其它一些關鍵要求。例如，如果需要LED調光，則需要提供脈寬調制(PWM)技術，而用于LED調光的典型PWM頻率是1至3 kHz。此外，LED驅動電路的功率處理能力必須充足，且功能強固，可以承受多種故障條件，并且要易于實現。值得一提的是，由于LED在最適宜電流時始終處于“導通”狀態，所以其色彩不會漂移。
由于系統中需要使用的LED數量常常不止一個，這就涉及到對LED進行配置的問題。一般而言，強烈建議驅動單串LED，因為這樣能夠提供最佳的電流匹配，而與正向電壓變化或輸出電壓“漂移”無關。當然，用戶也可以并聯或串聯、并聯交叉連接等方式來配置LED。如果采用并聯配置，電路就需要“匹配的”LED正向電壓；如果某個LED失效開路，其它LED可能會被過驅動。相應地，采用多路并聯或串聯、并聯交叉連接技術，可用于嘗試減輕發生故障的風險。
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