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大功率led驱动电路设计(大功率LED电路的设计方法)

大功率led驱动电路设计(大功率LED电路的设计方法)

一般理论

LED路灯是半导体照明灯具。LED路灯采用LED作为光源,因为它是固态冷光源,具有环保、低功耗、光效高、寿命长等特点。

它是城市照明的重要组成部分。传统路灯往往使用高压钠灯,高压钠灯光效低造成能源的巨大浪费。因此,开发高效、节能、长寿命、高显色指数、环保的新型路灯对城市照明节能具有重要意义。

LED路灯不同于常规的高压钠灯路灯,大功率LED路灯的光源采用低压DC电源,采用GaN基功率蓝色LED和黄色荧光粉组成的高效白光二极管,具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优势,可广泛应用于城市道路照明。

灯的定义

一种能够分配或转换一个或多个光源发出的光的器具,包括支撑、固定和保护光源的必要包装部件,以及必要的电路辅助装置和将它们与电源连接的装置。其基本部件包括:外壳、灯具、反射器、电气组件等。

灯具的设计重点

灯具的设计重点,即灯具质量的衡量指标,主要包括以下几个方面

LED散热

建议:LED路灯杆的安装面应采用2mm-3mm厚易于成型的铝板,并在其上固定铝底座散热片进行散热。通过不同形状和大小的表面,尽量得到最佳的光学参数(配光曲线)。优点:以较低的成本和较短的开发周期确定新灯条安装面的形状和尺寸。一个好的路灯产品(截止灯)的光学设计必须满足以下要求:配光曲线呈蝙蝠翼形(满足道路照明要求的延展性),最大光强方向不能大于65(无眩光照明)。80方向发射的最大光强不能大于30cd/1000lm,90方向发射的最大光强不能大于10cd/1000lm。

灯具的结构设计必须满足:

结构合理,能满足灯具的各种机电性能(结构强度、防护等级、高压、接地试验等。).便于组装安全灯成品。便于灯具的安装和维护。灯具的设计应尽可能考虑备件的适应性和通用性。(降低成本,减少库存,方便物料管理。

灯具电击防护的分类

灯具的防尘防水等级。

目前,特色信IP '后面是两个数字来表示灯具的防尘防水等级;第一个数字表示保护人、固体异物或灰尘的能力,第二个数字表示保护水的能力;防尘能力和防水能力有一定的依赖关系,也就是说第一数和第二数有一定的依赖关系。

防护等级特征的字母IP后面的数字的含义

防护等级特征的字母IP后面的数字的含义

灯杆设计

灯杆的设计首先要满足其功能,即保证有足够的强度支撑灯具,然后再考虑其美观性,即与灯具及周围环境的匹配。

灯具安装仰角一般由灯杆决定,其取值范围为10-15。

灯杆(中杆)的锥度范围为1:90-1:110,其计算公式为(1-2)/h,另

常用的表达式为1:101:11,即灯杆每增加1米,灯杆直径增加10(11)毫米。

灯杆间距与灯杆高度的关系:D(灯杆间距)=3.54h(灯杆高度)。灯杆表面处理:内外热浸锌(=65-100m)后,外表面喷塑(=80

在使用LED时,应特别注意芯片的结温Tj。如果LED的结温超过规定的最高结温,会严重影响LED的寿命,甚至造成LED损坏。因此,为了保证led产品的正常工作,结温Tj必须控制在允许的范围内,以免对LED产生不良影响。因为LED芯片上的结温可能被测量,在设计或实验时,我们只能参考LED的引脚温度或靠近LED芯片的MCPCB的温度,通过这个温度反演就可以得到结温Tj,公式如下:

结温Tj=引脚温度热阻 LED功耗

为了保证LED的正常工作,一般规定LED管脚Pin的实测温度或芯片附近MCPCB的温度必须低于根据上述公式计算出的LED管脚或MCPCB的上限温度10以上,但这只是一个上限值。原则上,温度越低越好。

比如某LED最高结温120,热阻23/W,额定电压2.85V,额定电流385mA,功耗1.1W,那么管脚温度计算为120 - 23/W x 1.1W=94.7

根据上述规定,LED管脚或MCPCB板的实测温度不能高于84.7

LED结温的计算方法

在实际使用中,有时LED在额定电流下不工作。对于上一段的LED,如果其工作电流为300mA,则功耗为0.86W,因此此时的引脚温度计算为:120 - 23/W x 0.86W=100.3

此时,LED管脚或MCPCB的实测温度不应高于90.3

上表显示了LED结温与其光输出之间的关系。对于白光,当Tj=20时,其光输出为100%,当Tj=120时,其光输出仅为原来的68%。作为LED灯,散热效果越好,光输出越好,寿命越长。

总结

LED路灯取得了显著进展,展现了光明的前景。光效提升迅速,全灯最高光效超过80Lm/W,最高应用光效接近50 Lm/W,主干道应用已经破晓。配光水平大大提高,均匀性优于高压钠灯。光衰问题明显改善,不逊于其他光源。但是色温暴露出来的问题应该引起高度重视,可以归纳为五个挑战:

1、led白光接受度;

2、光色舒适性差(较低色温有绿色,较高色温有绿色和紫色);

3、同型号产品色温一致性差;

4、不同方向色温均匀性差;

5、色温漂移严重等。

标签:LED灯具路灯


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