LED照明將會取代主流的白熾照明和其他照明技術,占據市場主導位置。但從舊技術到新技術的轉換還需要多年時間。在此期間,LED燈設計師所面臨的挑戰(zhàn)是如何確保新設計與原本為白熾照明開發(fā)的現有控制器和布線架構實現兼容和可靠工作。
LED燈泡的構造
一個LED燈包含一個到十幾個甚至更多的LED芯片,它們通常串聯在一起。每個芯片的發(fā)光亮度由通過其中的電流大小決定。由于采用串聯連接方式,燈泡內每個LED芯片會自動通過相同的電流,但每個芯片上的電壓各不相同。LED的正向電壓降通常為3.4V,但會在2.8V到4.2V之間變化。
可以對LED進行分類以限制電壓變動幅度,但這會增加成本,并且正向電壓降仍會隨溫度和使用時間發(fā)生變化。要想提供一致的光輸出,LED燈必須由嚴格規(guī)定的高效恒流電源驅動。作為白熾燈的替代品LED燈,該電源必須集成在燈殼內。
典型集成LED燈包括驅動電路、LED集束以及可同時為驅動器和LED芯片提供機械保護和散熱的外殼。
LED驅動器的要求非常嚴格。它必須是高效節(jié)能的,必須滿足嚴格的EMI和功率因數規(guī)格,并能安全地耐受各種故障條件。其中最為困難的要求之一是要有調光功能。由于LED燈的特性與專為白熾燈所設計的調光控制器之間存在不匹配,因此容易造成性能不佳。問題可能表現為啟動速度慢、閃爍、光照不均勻、或在調整光亮度時出現閃爍。
此外,還存在各個單元性能不一致以及LED燈發(fā)出可聞噪聲等問題。這些負面情況通常是由誤觸發(fā)或過早關斷控制器以及LED電流控制不當等因素共同造成的。
調光控制器
照明控制器以線路調光或PWM調光的方式進行工作。最簡單的線路調光方式是前沿可控硅控制器。這是目前最常用的照明控制方式,但不幸的是,使用可控硅控制器對LED燈進行調光時會產生大量問題。更先進的線路調光器是電子前沿或后沿調光器。PWM調光器則用于專業(yè)照明系統(tǒng)。