隨著時(shí)代的進(jìn)步與生活機(jī)能的提升，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)照明的要求已不再只是追求光亮，新世代照明觀念已進(jìn)入節(jié)能(Energy Saving)、環(huán)保(Environment)、人因(Ergonomics)與計(jì)算機(jī)化(Computerization)、與精致化(Compactness)的階段。新世代照明的產(chǎn)品最受注意者為發(fā)光二極管（Light Emitting Diode, LED）半導(dǎo)體照明，便是符合上述的要求。
LED具有低耗能、高壽命之優(yōu)點(diǎn)，因此許多特殊應(yīng)用均會(huì)采用LED當(dāng)作其發(fā)光源；然而因?yàn)長(zhǎng)ED所須之電源為直流、低電壓，故傳統(tǒng)上用以推動(dòng)鎢絲燈泡或日光燈之電源并不適合直接推動(dòng)LED燈具。
而傳統(tǒng)的定電壓轉(zhuǎn)換器必須經(jīng)過(guò)修改后，才能適用于推動(dòng)LED燈具；電路修改需考量定電流輸出、能源轉(zhuǎn)換效率、功率因素(power factor)等，均將考驗(yàn)電子電路的設(shè)計(jì)技術(shù)。本文將介紹目前市面上最常見(jiàn)之兩種解決方案，以及一最新發(fā)展出的解決方案。
常見(jiàn)的兩種解決方案
一、低頻變壓器及半波或全波整流電路(圖一)
優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、成本低
缺點(diǎn)：體積大、電壓模式，LED亮度會(huì)隨著供應(yīng)電壓之變化而有所改變；無(wú)法提供定電流輸出；突波電流較大。
如圖一所示，這種提供LED電源的方式非常簡(jiǎn)單只需一個(gè)低頻變壓器，整流器，濾波電容還有一個(gè)用來(lái)調(diào)整亮度的可變電阻。串聯(lián)LED的數(shù)目主要由變壓器的圈數(shù)比所決定。一旦選用圈數(shù)比固定之后若要得到一樣的亮度，就很不容易改變LED的數(shù)目。只能夠藉由并聯(lián)的方法增加LED的數(shù)目，但這種電源架構(gòu)很不容易做到并聯(lián)的LED有相同的亮度。
二、切換式電源供應(yīng)器- 提供固定電壓(圖二)
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)很成熟，易取得；目前大部份LED照明的電源方式，電壓負(fù)載，變化穩(wěn)定性佳。
缺點(diǎn)：切換式電源供應(yīng)器對(duì)于LED之串聯(lián)或并聯(lián)，不容易提供固定電源，電流負(fù)載 (current load ) 變化大；所以無(wú)論是LED之串聯(lián)或并聯(lián)應(yīng)用，流經(jīng)每一LED之電流不相同，反應(yīng)到實(shí)際應(yīng)用品上，即LED亮度亦不易控制，因此解決方案較不利于LED照明電源。
另外這種電源采用切換式技術(shù)所以體積遠(yuǎn)比前一種方案小很多。其中的VR是可變電阻用來(lái)調(diào)整LED亮度。若采用輸出電壓可調(diào)變的電源供應(yīng)器，對(duì)于LED的串并聯(lián)應(yīng)用會(huì)方便很多，目前可調(diào)輸出電壓的電源價(jià)格偏高或是體積會(huì)比固定電壓模式的大些。
最新技術(shù)
三、切換式定電流供應(yīng)器(圖三)
從過(guò)去使用上之不方便，發(fā)展出定電流模式之電源，當(dāng)作LED照明之電源。可允許LED串、并聯(lián)之應(yīng)用，較易控制流經(jīng)LED之電流、也就是較易控制LED亮度。
如圖三所示，屬于定電流的電源供應(yīng)器，輸出電流可調(diào)整非常適合LED照明的應(yīng)用。因?yàn)闆](méi)有額外的可變電阻VR，所以電源使用率比前兩種方案高些。在LED的串聯(lián)使用上非常方便，因?yàn)榱鹘?jīng)LED的電流固定不受LED數(shù)目的影響。對(duì)于LED的并聯(lián)使用仍無(wú)法保證并聯(lián)路徑LED的均流效果。
目前大電流的LED照明電源大都采用前兩種解決方案，但相較之下，切換式定電流供應(yīng)器的定電流輸出模式更為適合，因?yàn)闊o(wú)論是在串聯(lián)或并聯(lián)應(yīng)用上，均可輕易控制每路LED電流，進(jìn)而達(dá)到亮度一致；另外關(guān)于輸入電流的諧波失真盡可能低，對(duì)于總電流諧波失真(THD)大小及功率因子值會(huì)因采用不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而有所不同，商品化的產(chǎn)品只要在設(shè)計(jì)上符合該申請(qǐng)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)既可，無(wú)須做到功率因子近似1，或THD小于10%，否則在成本上將會(huì)提高很多而失去產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，至于THD規(guī)范可參考IEC1000-3-2 class D，在設(shè)計(jì)時(shí)也要特別注意LED的開(kāi)路與短路保護(hù)。 |
