LED論文新能源論文

在諸如路燈、高棚燈體育場照明以及其他許多高功率照明應用中，其發展正轉向使用 LED作為光源的固態照明。這是因為其更高能效和更低維護頻率的價值定位，而這兩個因素也證明了這種轉換的合理性。在此類高功率照明應用中，人們考慮使用各種各樣的方法來驅動這些照明燈。本文中，我們將討論一種新的拓撲，它以更高的效率和更低的系統成本驅動多個LED 串而著稱。要想充分地瞭解這種拓撲的優點，我們就必須首先研究現在考慮使用或者已經在低功率 LED應用中取得較好效果的各種方法。一種簡單的方法是，使用一個能夠將電源電壓轉換為 DC 輸出電壓（例如：12 伏或 24伏）的電源；然後，讓並聯 LED 串在這個電源下工作，並在每個串中使用電阻器來調節電流。這是一種低成本的方法。但是，當今的高亮度LED 可消耗超過 350mA的電流，因此這種方法的損耗極大。

它的效率較低，而且電流調節效果較差，而這又會使串與串之間的光線差異極為明顯。要改進這種方法，需用線性穩壓器取代電阻器，從而改善所有串的光線輸出一致性。但是這樣做僅有這一個好處，而在效率或功耗方面並沒有明顯的改善。降低功耗對於最大化LED 使用壽命來説非常重要。這兩種方法中，無論是將電阻器還是線性穩壓器用作固定熱源，都會極大地縮短 LED 的使用壽命。另一種同樣非常簡單的方法是製作一個長長的'單一串聯串，使用一個能夠產生高壓 DC 恆定電流源的單電源。這種方法的高壓工作將其置於60VDC 或 42V RMS 安全超低壓 (SELV)電平以上。它將照明設備或附件與安全機構許可過程綁定，並極大地降低了將相同電氣設計運用到其他應用中的靈活性。單串方法的另外一個考慮因素是可靠性。如果只有一個 LED 開啟，那麼您就要釋放整個照明設備的光線輸出。

雖然有一些方法可以控制每一個LED 開啟，例如：加裝許多消弧電路 (crowbar) 或器件等，但是這會增加燈具的成本和複雜性。高功率 LED 照明應用中最為常用的方法是，使用具有開關穩壓器電流調節的多串架構。這樣，一個主電源就將 AC 電源轉換為一個 DC總線電壓，其一般在 SELV 電平以下。然後，該總線為並聯 LED串供電，其每一個串都擁有一個降壓轉換器（最為常見）或升壓轉換器。為了簡單起見，我們將會把我們的分析僅侷限於降壓轉換器，因為在成本和組件數目方面它都與升壓轉換器非常類似。

例如，圖 1 顯示的是低成本簡易降壓穩壓器電路。它由一個 PWM控制器、電感、MOSFET、二極管以及少量的電阻和電容組成。如果要求更高的效率，則您可以用一個 MOSFET代替二極管，並使用一個能夠實現同步降壓運行的 PWM 控制器。 圖 1 簡單的降壓穩壓器圖 2 顯示的是一個利用降壓穩壓器進行電流調節的高功率、多串照明應用的各個子系統模塊。