LED照明设计基础 - 图文(4)

2019-02-28 22:12

★ 安全系数高 所需电压、电流较小,发热较小,不产生安全隐患,可用于矿场等危险场所

★ 市场潜力大 低压、直流供电,电池、太阳能供电即可,可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。

三、权威预测

半导体照明将在未来5-10年内取代现有传统光源。

\未来白光LED将更加便宜,市场总体容量将快速增长。\许志鹏乐观地指出,据美国能源部预测,2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被LED替代,可能形成一个500亿美元的大产业。而日本提出,LED将在今年大规模替代传统白炽灯。

日、美、欧、韩等国均已正式启动LED照明战略计划。 美国能源部预测,到2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯将被嵌在芯片上的发光体---半导体灯替代。 日本计划到2008年用这种半导体灯替代50%的传统照明灯具。科学家测量发现,在同样亮度下,LED的电能消耗仅为白炽灯的1/10,寿命则是白炽灯的100倍。由于LED具有节能、环保、寿命长、体积小等优点,专家们称其为人类照明史上继白炽灯和荧光灯之后的又一次飞跃。根据美国能源部(DOE)的预计,传统照明器件的彻底更新换代将在2010年开始启动,然而许

多LED供应商都希望将这个启动时间再提前一到两年。 四、继澳大利亚 欧盟欲让白炽灯两年内\下课\2007-3-16

2007年3月9日,在英国伦敦街头,成串的彩灯闪烁。刚刚结束的欧盟首脑会议通过了一系列旨在提高能效的措施。9日结束的欧盟春季首脑会议已经达成协议,两年内欧洲各国将逐步用节能荧光灯取代能耗高的老式白炽灯泡,以减少温室气体排放。

在这之前,澳大利亚已率先通过停止使用白炽光灯泡法令。 五、LED照明产值将超千亿美元 同方正发力

同方股份副总裁兼董秘孙岷近日向记者透露,公司的高亮度LED照明项目已基本实现产业化,目前已经有20条生产线投产,其产业化技术达到世界先进水平,规划2008年年底生产线将达到50条,形成绿色照明的规模化效应。预计我国2008年应用市场规模将达540亿元,到2010年,中国半导体照明及相关产业产值将超过1000亿美元的规模,其中高亮度芯片国内

增长率将高达100%。 六、首尔半导体期望能取得全球照明市场之中1,000亿美元的份额。

韩国首尔半导体公司现正计划用LED取代传统的照明灯,目前 Acriche 60流明/瓦特的亮度在2007年第四季提升五成至80流明/瓦特, 而每一模组为250流明; 在2008年第四季达至120流明/瓦特, 而每一模组为400流明, 期望能取得全球照

明市场之中1,000亿美元的份额。 七、澳大利亚与新西兰将率先停止使用白炽光灯泡

澳大利亚政府最近宣布,为了减少温室气体的排放量,澳大利亚将禁止除医疗用以外的白炽灯的使用。据此,到2012年时澳

大利亚将减少400万吨温室气体的排放。 而据2007年2月21日《The Dominion Post》报道,新西兰能源部长David Parker建议参照澳大利亚的做法,新西兰也应在未来两到三年内禁止使用普通白炽光灯泡,用节能环保的荧光灯泡(Florescent Eco Bulb)取代。澳大利亚环境部长Malcolm Turnbull说,澳大利亚2010年将推行新的民用照明标准,通过新标准的实施,2012年可减少温室气体排放400

万吨。

据悉,这种新型荧光灯泡主要从中国进口。

八、为什么首选楼道灯来应用LED

1, 目前比较而言,LED的售价还较高,楼道灯是共用设施,共同承担大家就能接受。

2, 楼道灯现在普遍是使用白炽灯,若换用LED灯,节电的效果就特别明显。

3, 楼道灯在白天是熄灭的。晚上就频繁的启动或关断。不要说是节能灯,就是白炽灯都会很快的玩完。但是LED灯却是不怕,因为它的发光机理与白炽灯和节能灯都不同,就恰恰非常的适应在高速的开关工作状态,绝对不会因为是这个原因而损坏。

4,LED灯的寿命很长,就免除了楼道灯经常需要维修的尴尬状况。

5, 楼道灯是物业交电费,投入是一次性的,节约80%的电费是长期的,物业部门最合算。

九、LED灯能直接替换现在的楼道灯吗?

不能。由于现在大家使用的楼道灯是白炽灯,根本就无法用LED灯或节能灯去替换,所以如果要换用LED灯就必须也要同时换用声光控开关。现在有专用的一体化的LED声光控楼道灯,直接就使用220V的市电,非常方便使用。我们将强烈建议楼道灯的使用电压用直流的24V,其好处和原因我们会另文介绍。随着技术发展和成本的降低,LED灯取代节能灯也就成为必

然的了。 十、LED驱动电源的分类及特性 1、按驱动方式可分为两大类:

(1)恒流式:

a、 恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化,负载阻值小,输出

电压就低,负载阻值越大,输出电压也就越高; b、 恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路。

c、 恒流驱动电路驱动LED是较为理想的,但相对而言价格较高。 d、 应注意所使用最大承受电流及电压值,它限制了LED的使用数量;

(2)稳压式:

a、 当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;

b、 稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路。

c、 以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;

d、 亮度会受整流而来的电压变化影响。 2、按电路结构方式分类

(1)电阻、电容降压方式:通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片。

易受电网电压波动的影响,电源效率低、可靠性低。

(2)电阻降压方式:通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,降压电阻要消耗很大部分的能量,

所以这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠也较低。

(3)常规变压器降压方式:电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不

高。

(4)电子变压器降压方式:电源效率较低,电压范围也不宽,一般180~240V,波纹干扰大。

(5)RCC降压方式开关电源:稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可以做到70%~80%,应用也较广。由于这种控制

方式的振荡频率是不连续,开关频率不容易控制,负载电压波纹系数也比较大,异常负载适应性差。

(6)PWM控制方式开关电源:主要由四部分组成,输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。PWM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件导通的脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流稳定(即相应稳压电源或恒流电源)。电源效率极高,一般可以做到80%~90%,输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的保护措施,属高

可靠性电源。

从以上介绍可以看出PWM控制方式设计的LED电源是比较理想的LED电源。目前珠海市南宇星电子公司生产的\金兴\牌L

ED开关电源就是PWM控制技术的开关电源,该类LED电源经用户使用反映效果很好。

LED的电池供电方案电路实解

在电池供电的照明领域里,如车船照明灯、信号灯、应急灯、头灯、手电及太阳能街灯,LED己成功地替代了白炽灯、荧光灯、氙灯,它的驱动电路多采用LED专用恒流集成电路,因厂商的专用设计,给研发制作多样化的LED灯带来了局限,我们选用三端稳压集成电路与WMZD的组合,给研发制作LED灯扩展了空间,节约了成本。

一、LED车船照明灯、应 急 灯、太阳能路灯 图11是LED车船照明灯、应急灯的基本电路。

图11

采用24V充电电池,LM317三端可调稳压集成块,A30单元电路12路并联(共用30mA高亮LED60颗),制成后的LED灯亮度接近15W荧光灯。计算5A30单元电路的工作电压U=3V+3.3V×5=19.5V,调正R2阻值,将LM317输出电压调到19.5V后,将LED接入,此时总电流应在350~360mA(30mA×12),因LED的电压值差异,电流若偏离较大,再微调R2将总电流调到360mA内,R2调正完毕防上变动,需用相同值的固定电阻替。.LM317最大输出电流1.5A,不带散热板时耗散功率2W,带200×200×4mm散热板可达15W,LM317是压降型稳压块,所以输入与输出的压差尽量要小,功耗不能大于额定值,计算图八电路的功耗,假设24V电池充电后最大值28V,LM317输出电压最小值18V,压差10V,总电流0.36A,则功耗=10V×0.36A=3.6W,大于LM317不带散热板的功耗2W,此时应考虑安装散热器。LM317内部有过热、过流保护,安全可靠,易购,价格又低(0.6~0.8元/片),是广大电路设计者喜爱选用的三端稳压器之一.

图12是输出电流达3A的LM317的扩流电路。

图12

用24V蓄电池供电,15只3W/LED组成的45w大功率LED照明灯,调正R2使输出总电流2100mA(700mA×30),热保护器TP1的常开触点与微型风扇组成自动风冷装置。 图13是LM317输出100V.1A的稳压电路。

图13

虽然厂商手册标明LM317的最大输入电压37V,但只要保持输入与输出的压差在10V以内,而且WMZD与LED的组合后是电阻型负载,开,关时没有冲击电流,该电路是安全可靠的,二极管D是防电池极性反接保护,R2调正输出电压(接上负载后,也可以调正输出电流),此电路应用于110V电池组供电,B300与LED/300mA单元电路组成的25W照明灯。 图14是太阳能路灯应用电路。

图14

当有光照时,太阳能电池板通过太阳能路灯控制器,向12V蓄电池充电。夜晚,蓄电池通过控制器向LED灯提供12V的恒压电源。LED灯由3个B100单元电路串联组合,发光管选用20mA/3.3V,它的工作电压U=(0.65V+3.3V)×3=11.85V。按太阳能电池板的功率,及实际照明亮度的需求,可设计二路或多路LED灯的并联。 二、 LED头灯、手电灯

图15是用于6V可充电电池供电的LED头灯,手电灯电路。

图15

采用LM1117-3.3v低压差三端稳压块,SOT-223封装(贴片型),价格低廉(0.6~0.8元/片),输出电流300mA时,无需安装散热器.,在接地端串入可调电阻R2成为可调式稳压电路,R2值从100Ω~240Ω范围内选择,输出电压可在3.5V~4.1V内相应变化,刚好满足各种LED的电压需求,C300与1W/LED的单元电路用来作远光照射,5B100与5只20mA/LED作近光照射,电路板实

物见照片3。

照片3

图16是用于3.6V的.锂电池、镍氢电池或4V干式铅蓄电池供电的LED手电筒电路。

图16

选用20mA/3.0V(或3.4V)的LED与5B100组成的单元电路,与电源电压3.6V(或4.0V)匹配。 三、 LED 汽车车灯

以上LM317、LM1117属压降型DC/DC转换,在输入与输出压差较小时首选应用,但压差越大,转换效率越低,此时应选用开关型DC/DC转换电路,34063是一块通用、易购、价廉(0.60~0.80元/片)的开关升、降压集成电路,外围电路元件较少,见图17

图17

用于汽车LED车灯,输入电压12V,输出电压1.25~8V可调,最大输出电流700mA,选用1W 300mA的LED,按亮度需要可从1颗LED、2颗LED、4颗LED三种组合中任选。选用红光,黄光,白光LED,分别可做成汽车尾灯、转向灯、侧灯。选择组合2、3时,计算工作电压=2×(0.5V+VF},调正R2的阻值将输出电压调到相应计算电压值(空载),接入负载后(满载),再加大R2的阻值,将回路电流微调到280~300mA,选择组合3时,应将电流微调到560~600mA。R2调正好后,防止阻值变动,应用固定电阻替代。

总之,用热敏电阻补偿法是众多LED恒流驱动技木中比较可靠,实用,价廉的方法之一,相信你在实践时会应用得更好。


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