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智能高效的LED驅動方案設計
发布时间:2013-6-25 阅读:7119次   打印本頁 || 關閉窗口

[导读] 照明用電是全球能耗的一項重要來源。據推算,中國照明用電約占全社會用電量的12%左右。在各種照明燈具中,曆史悠久但能效較低的白熾燈的應用仍然非常廣泛,如果限制低能效光源的使用、同時大力地推廣及應用更高能效及環保的光源,將利于節能。

照明用電是全球能耗的一項重要來源。據推算,中國照明用電約占全社會用電量的12%左右。在各種照明燈具中,曆史悠久但能效較低的白熾燈的應用仍然非常廣泛,如果限制低能效光源的使用、同時大力地推廣及應用更高能效及環保的光源,將利于節能。

  因此,包括中國在內,世界上多個國家制定政策,分階段淘汰白熾燈泡。如中國計劃于2015年60W以上普通照明用白熾燈泡全部淘汰。熒光燈及緊湊型熒光燈(CFL)的能效比白熾燈高,在市場上已經應用多年。但熒光燈含劇毒物質汞,所引發的環保顧慮越來越多。

  相比較而言,LED在發光效率等各方面的性能不斷提升,還兼具環保及長壽命特性,越來越受重視。實際上,LED筒燈和改裝燈泡已經擁有比白熾燈、鹵素燈或CFL等現在照明技術更高的能效。而在成本方面,研究發現,與2010年相比,LED的價格已經加速下降(每年下降13%至24%),預計未來幾年仍會持續下降,將幫助降低LED燈泡及燈具的成本。

  因此,世界各國紛紛看好及推動LED照明産業的發展。例如,中國國家發改委發布《半導體照明節能産業規劃》,規劃到2015年LED功能性照明産品市場占有率達20%以上,LED照明節能産業産值暝鲩L30%左右,2015年産值達4,500億元(折合720億美元)。

  LED通用照明應用及發展前景

  LED除了廣泛應用移動設備、中大尺寸液晶顯示屏(LCD)背光及LED標牌等領域外,如今也在越來越多地用于LED汽車內部/外部照明,如前照燈、霧燈、尾燈、停車燈、儀表盤背光、車頂燈、閱讀燈和氛圍燈等,以及住宅照明和建築物裝飾照明等LED通用照明。

  LED通用照明应用覆盖宽广功率范围,低至3W到15W的LED住宅照明,中等功率有如15W至 75W的商业及建筑物装饰性照明,高至75W到250W的户外及基础设施照明,典型照明产品有如MR16/GU10灯、E27/A19灯泡、镇流器、筒灯、T8灯管、街灯等。

 

圖1:典型LED通用照明應用

  LED通用照明应用极具发展前景。各种LED通用照明灯具中,近期来看,LED灯泡(如A19 LED灯泡)的发展势头惊人。据统计,2012年全球LED灯泡出货量达7.35亿只,2013年预计将增长到12.25亿只;预计到2014年将迎来 LED灯泡市场的引爆点,届时LED灯泡价格将会降至10美元以下,出货量预计较2013年增长约85%,达22.70亿只;而到2015年出货量将进一步增长至39亿只。

  高能效驅動器是LED通用照明的重點

  要将LED照明的节能功能发挥至****,就需要高能效的LED驱动器。我们以LED灯泡为例,典型的 LED灯泡包含LED阵列、驱动电路、散光罩、散热片和螺旋灯头等主要组件,见图2的左半部分。就驱动电路而言,高能效LED驱动器IC无疑是其中的重点。图2的右半部分显示了典型的LED灯泡驱动电路,其中使用的是典型的独立式LED驱动器。

圖2:(a)典型LED燈泡剖視圖(左圖);(b)典型LED燈泡驅動電路(右圖)

  要發揮LED通用照明的高能效優勢,LED驅動器存在多重挑戰。首先就是能效至關重要。以LED燈泡爲例,其形狀固定,散熱受限,采用高能效LED驅動器則可幫助將更多電能轉化爲光能,幫助散熱。其次,LED燈泡空間有限,需要更大的散熱片面積,較大功率的燈泡尤爲如此。此外,LED正在迅速變化,提供多種選擇,這對LED驅動器的選擇也構成了挑戰。由于LED燈泡空間有限,故須減小驅動電子電路的尺寸以使剩余空間增多,配合散熱。LED通用照明涵蓋不同功率等級,故須優化LED驅動器選擇,以配合不同照明及功率要求。出于安規、LED選擇等因素,設計人員還須考慮是采用隔離還是非隔離拓撲結構,由此也影響到LED驅動器的選擇。

 

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