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详解LED规划原理及调光电路规划 —电路图天天读(244)

  跟着LED制作技能以及电池技能的前进,高亮度(HB) LED广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光功率)通常以流明/瓦为单位计量,现已超越了荧光灯的发光功率。   1 概述  …

  跟着LED制作技能以及电池技能的前进,高亮度(HB) LED广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光功率)通常以流明/瓦为单位计量,现已超越了荧光灯的发光功率。

  1 概述

  高 亮度(HB) LED现在已广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光功率)通常以流明/瓦为单位计量,现已超越了荧光灯的发光功率。而选用高容量、单节Li+电池驱动高 功率LED光源时,因为电池电压仅为3V至4V,需求处理电源转化问题。可靠性及安全特性使得HB LED成为电池备份照明体系(应急照明等)的优选计划。

  跟着LED制作技能以及电池技能的前进,现在最高容量的锂离子(Li+)电池能量密度能够 到达 750kJ/kg左右;镍氢(NiMH)电池的能量密度略低一些,大约为200kJ/kg (而汽油的能量密度为44MJ/kg)。单节Li+电池的端电压约为3.7V,要想直接驱动多个串联的LED,则需把多节电池串联在一起,但这会带来功率 分配等规划问题,用户也往往首选单节电池供电的计划。

  2 选用接连boost形式驱动LED灯串

  以常见的boost装备拓扑为例,例如:规范的MAX16834 HB LED驱动器评价板(EV) MAX16834EVKIT (图1)。

  为了向开关MOSFET供给满足的栅极驱动电压,MAX16834要求作业电压至少为4.5V,以便MOSFET进入低阻导通状况。关于选用n沟道FET作业在boost形式的HB LED驱动器,这者要求很常见。

  单节Li+电池的驱动电压或许低至3V,无法支撑电路中FET及其它电路的正常作业。这就需求将电池电压提升到较高电压,器材即可正常作业。

  图2:HB LED 驱动器和升压转化器

  为了消除电池放电期间对电压的影响或电池阻抗的升高,可选用大电流、低电压电源替代电池,从而使输入电压坚持根本安稳,经过改动LED 驱动电流改动体系负载。

  LED 调光能以两种方法进行:模仿调光和脉冲宽度调制(PWM) 调光。模仿调光简略地调理LED 串的 DC 电流, 以改动 LED 的光输出, 而 PWM 调光则 改动 LED 串中恒定电流的占空比,以有用改动 LED 串中的均匀电流,以此完成调光。虽然模仿调光的简略性赋有吸引力, 可是这种方法对许多使用不合适, 因为 模仿调光仅在 10:1 的亮度调理时, 就丢失超越25%的准确度, 并且这种调光方法使 LED 发生颜色失真。 相比之下, PWM 调光能够在准确度没有任何明显损 失的情况下,发生 3000:1 以及更高的调光比 (在 100Hz 时),并且 LED颜色没有改动。

  图3:用于轿车前灯、具有25:1的内部 PWM 调光、功率为94%的升压形式 LED 驱动器

  3 LED 路灯操控器体系结构

  LED 路灯操控体系结构框图如图4所示,本体系中要害部件是操控器,操控器的功用主要有:


图4 操控器结构框图

  (1)白日对太阳能电池板的电压和电流进行检测,经过 MPPT 算法追寻太阳能电池板最大输出功率点, 使太阳能电池板以最大输出功率给蓄电池充电, 并操控太阳能电池对蓄电池进行充电的方法;(2)操控光电互补主动转化, 晚上操控蓄电池放电, 驱动 LED 负载照明;当在太阳光照缺乏或阴雨气候, 蓄电池放电电压达最低电压时,能主动切换到市电供 LED 路灯点亮;(3)对蓄电池实施过放电维护 、过充电维护、短路维护、反接维护和极性维护;(4)操控 LED灯的开关,经过对外环境监测,能够操控 LED 灯开灯、关灯时刻。

  4 充电电路及输出操控

  4.1 充电电路

  充电电路用来调理充电电流与电压, 使太阳能电池板安稳地对蓄电池充电。 因为每天在各个时段太阳能电池板所转化的太阳辐射能不同, 使得太阳能电池输出 的电流和电压各不相同,这就需求经过必要的充电电路来操控。本电路便是用 TL494 完成的电压型脉宽调制(PWM)操控电路,电路图如图5所示。


图5 充电电路

  修改点评:本文所选用最新技能、高容量Li+电池供给照明处理计划,防止多级电源转化而导致的功率低下问题,有助于延伸电池使用寿命。经过对LED 路灯体系规划和实践测验调查,其成果根本契合规划要求。
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