LED照明系統設計
Tj=Ta + ( Rth b-a×Ptotal )+ ( Rth j-sp×PLED )
其中,Tj 為 LED結溫,Ta 為環境溫度,Rth b-a為散熱片的熱阻,PLED為單個LED的功耗,PLED=工作電流×該工作電流下的典型Vf,Ptotal =總功耗=LED數×PLED,Rth j-sp=LED封裝熱阻。
示例中的照明的值為:
Tj,MAX=80℃
Rth b-a=0.47℃/W
PLED=0.35 A×3.3 V=1.155 W
Ptotal=16×1.155 W=18.48 W
Rth j-sp=8℃/W
Ta MAX=Tj MAX-( Rth b-a×Ptotal )-( Rth j-sp×PLED )
= 80℃- ( 0.47℃/W×18.48 W ) -( 8℃/W×1.155 W )
= 80℃- 8.6856℃-9.24℃
= 62℃
對本室內應用,例中照明的最高環境溫度62℃可以接受。對需要最高環境溫度更高的工作環境,既可以提高最大結溫(可能影響使用壽命),也可以改進熱系統(Rth b-a )(例如選擇更好的散熱片)。
電氣系統選項
1.現成的LED驅動器
由于現成LED驅動器已經可以使用了,并且有參考電路設計,所以,使用現成的LED驅動器將使設計時間最快。對所有零件都進行電磁干擾(EMI)和安規測試,并且一般來說,批量情況下每單位的成本最低。
缺點是現有LED驅動器效率通常在80%中間范圍。根據銷售商和應用的不同,使用壽命和工作溫度也可能是個問題。
2.下一代LED驅動器
隨著LED照明的逐漸普及,更多的半導體公司都在將注意力轉向優化LED設計。也可選擇與一家這樣的公司就下一代LED驅動器開發進行合作,這樣效率更高,并且能獲得管理部門的完全認可。
不過,等待產品開發可能推遲LED照明的開發。另外,小一些的公司可能無法找到驅動器公司來一起開發未上市的產品。
3.定制設計
對于熱設計,可以選擇完全定制電氣系統??赡鼙仁褂矛F成零件達到的效率高,但有許多潛在缺點。
開發和認證批準由設計師承擔。即使在開發之后,每單位成本也可能高于現有方案。另外,不要忘記,在LED照明開發期間,驅動器公司會一直開發效率更高且更廉價的驅動器。
可以利用的開發資源和目標效率通常決定了電氣系統的選擇。在目前的大功率LED環境下,總照明效率的提高受LED本身的影響比受驅動器的影響要大。盡快完成產品可能比試圖等電氣設計更完美后要有利。
步驟六:最后步驟
表8詳細給出了構建和評估原型照明的最后步驟,一旦作出設計決定,可按照該步驟來完成。
從哪里得到幫助
整個LED照明設計步驟是決定性的。表9提供了可以幫助得到最終設計的Cree目前的合作伙伴的聯系方法。
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