1 隨著綠能省電概念的普及,LED照明也越來越受民眾接受,但設計者對于如何挑選合適的LED驅動器仍然是一知半解;希望藉由本文讓設計者能更了解使用定電壓LED電源搭配定電流(DC to DC)轉換器來驅動LED要注意的事項。 在進入主題之前,先介紹一下目前常見的LED燈具電路驅動設計有以下三種搭配模式: 1) 直接驅動 : COB LED模塊接定電流LED驅動器,燈具的亮度及電流由LED驅動器控制。為目前市場主力,大多是高效能高功率燈具應用 2) 燈條內建簡易限流電路:12V或24V LED燈條搭配定電壓電源使用,燈條上電流由電壓與LED之間的電阻或簡易晶體管限流電路決定,大多用于間接照明與小功率直接照明應用。 第三種方式- LED驅動器搭配主動式電壓-電流轉換器較有可能發生匹配問題。以下即探討定電壓電源搭配電壓-電流轉換器(DC to DC)來驅動LED模塊時需要注意的事項。 電壓-電流轉換器: 一般常用在LED限流的直流轉換器架構有三種,升壓式(boost)、降壓式(buck)或是 升降壓式(buck-boost)。無論何種轉換器,其輸入電壓允許值都具寬范圍特性,當輸入電壓在一定區間內,轉換器都會將輸入功率轉換成特定的輸出值。當輸出負載為穩定狀態時,輸出入的功率都會在一定值,固定功率的概念為高輸入電壓低輸入電流,低輸入電壓高輸入電流,輸入功率公式如下 : 使用電壓-電流轉換器(DC to DC)可能出現之問題: 市售直流輸入的長條形燈管或小型聚光燈成品,通常內部會含有類似明緯LDD系列或LDH系列電壓-電流轉換器,此類燈具產品外部通常只會標示一個標準輸入電壓(例如輸入:24VDC),但實際工作的電壓范圍遠比規格標示上的寬。 以LDD-350H的規格來解釋說明,LDD-350H的輸出電流為350mA,輸出與輸入電壓范圍分別是: 輸入9~56VDC,輸出2~52VDC。實際輸出電壓由LED負載決定,而輸入電壓只要是比輸出電壓高3V都是可操作范圍。意思是當LED順向偏壓是9V,則LDD-350H輸入在12~56VDC范圍都會正常工作。 狀況一:定電壓電源供應器可供應的電流不足 主因為電流轉換器啟動電壓低于前端電源供應器的額定電壓,當在低壓啟動工作下,電流轉換器需求電流高于電源可輸出電流值。以下圖為例,輸出端燈條每條上的LED電壓電流是9V/1A,30條并聯時總輸出就是270W。如果燈具或轉換器輸入電壓標示為 24V 輸入,一般人可能會選 24V、大于300W的LED驅動器,比如說HLG-320H-24。 工作電壓24V 電源轉換器輸入電流 工作電壓24V 電源轉換器輸入電流 狀況二:定電壓電源實際輸出電壓不在工作范圍內 以下圖為例,當LED規格是6V/20A時,降壓式轉換器可能在9V以下就開始工作。如電源AC開機后來不及升到正常電壓,轉換器即開始全功率輸出,即使電流仍在電源可接受范圍內,但因電壓已低于最低工作范圍,電源無法穩定工作,會進入打嗝模式重新啟動。此時,燈具雖短暫點亮,但因電源無法穩定工作會進入反復閃爍狀態,直到電壓升到可工作區間 (>12V)。 |