LED路灯电源的四种设计方案及比较.doc

LED 路灯电源的四种设计方案及比较在节能省电的前提下， LED 路灯取代传统路灯的趋势越来越明显。市面上， LED 电源的设计有很多种。早期的设计比较重视低成本的追求；到近期，共识渐渐形成，高效率及高可靠性才是最重要的。 LED 路灯是 LED 照明中一个很重要应用。路灯本文主要是针对几种不同 LED 路灯的应用，提出了适合的架构，并对其优缺点进行分析，以便让读者能根据具体状况和设计的路灯种类，找到最合适的方案。方案一：直接AC 输入，对6 串 LED 分别做恒流控制在本文介绍的几种方案之中，这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制，调节输出电压。相对于其它传统方案，该方案的开关损耗少。将CS 的电压固定在0.25V ，对 6 串 LED 分别做恒流控制。IC 会侦测 FB 的位置， 将电压最低那串LED 固定在0.5V 。此时由于各串LED 的 Vf 值的总和不同，产生的压降会落在MOS 管上，导致一些损耗。如果是一般对Vf 分 BIN 筛选过后的LED ，损耗应该可以控制在2%以内，少于一般的开关损耗。该方案的优点是效率高、成本低，缺点是 AC 输入、需要较多的研发成本。该方案适用于可以用 AC 直接输入的路灯。方案二： DC 或电池输入，对6 串 LED 分别做恒流控制它采用多串的升压结构设计，LED 驱动的方式与前一种类似，差别在于由AC 输入改为 DC 或是由电池输入(图 2)。低压侧传感的设计只要选择适当的MOS 管， LED 可以串相当多的颗数。相对于AC 输入的方案，其设计较为简单。但由于多了一次升压的开关，效率相对较低。该方案的优点是设计简单、 电路成本低， 缺点是效率较低。 它适合太阳能电池或通过适配器输入的路灯。方案三：单串降压结构有些厂商仍喜欢用单串的设计，优点是维修容易，而且可以做模块化设计。不同功率的路灯可以使用相同的灯条，只要更换面板， 插上不同数目的灯条，就可以组合出各种不同功率的路灯。 但它的缺点是每一串都需要独立的电源模块，成本较高， 而降压的结构会让LED的数目受限于IC 的耐压。在图3 所示的例子中，LED 最多串到14 颗，如果要设计20W 的灯条，就需要使用700mA 的 LED 。为了使效率达到最高，必需针对LED 的数目来调节输入电压，也就是适配器的输出电压。以10 颗 LED 为例，如果要达到最高效率，就必须把输入电压调到约42V 左右。该方案的优点是降压结构效率较高、单串设计、配置较为灵活，缺点是电路成本较高、LED串联数目受限于IC 耐压。它适合通过适配器输入的路灯方案四：单串升压结构RT8480同样的单串设计，升压结构 (图 4)会较降压结构的效率低，但是 LED 串联的数目不再受限于 IC 的耐压，而是由MOS 来决定，因而可以串联较多的LED 。由于大多数的太阳能电池的输出电压都不高，因此太阳能路灯较适合使用升压结构。而选用电流模式的恒流设计，可以让输出电流较不受输入电压变化的影响，在电池满载以及快没电时，都能让路灯维持相同的亮度。该方案的优点是串联 LED 数目不受 IC 耐压限制， 缺点是电路成本较高， 效率较降压结构稍低。它适合太阳能路灯。下表对 LED 路灯四种电源设计方案的优势进行了比较并排序。