大功率LED灯使用集中供电方式的可行性与探讨.pdfVIP

2013年照明用电源与智能控制技术研讨会 论文集 大功率LED灯使用集中供电方式的可行性探讨 江门朗天照明有限公司 彭渤 一、目前LED照明的使用状况 目前LED照明产品基本上都是一个灯具一个驱动电源，这种方式存在很多不足 之处，例如： 1．寿命问题，随LED发光体技术的不断提高，LED的寿命可达3小，而驱动 电源要达到1万小时无故障就比较困难。 2．散热问题，LED和电源合装在灯具一体，而LED光源是一个发热器件，驱 动电源是一个发热的部件，所以温度是直接影响驱动电源寿命的原因之一。 3．维护问题：由驱动电源的寿命远比LED的寿命短，故电源的维护概率较大， 使维护保养时往往要动用大型机械设备，这样维修维护成本会比较高。 4．节能方面：目前的一体灯具的亮度基本上是不可调节的，很难达到智能控制。 二、大功率集控电源的优点： 1．可靠性方面。由于电源与灯具分离，在电源设计上电源的体积不受灯具的限 制，电源内部的电解电容就可以使用大容量大电流长寿命的电解电容，电解 电容的寿命直接影响到驱动电源的寿命，目前开关电源还摆脱不了电解电容。 电感和高频变压器也可以有更大的自由空间去设计，电源的富余量就可以就 可以做得更大，电源的可靠性就会更高。 2．散热问题解决：由于灯具与电源分离它的热效应就会大大降低，在一定的工 作环境下电源的温度越低寿命就越长，而整灯的寿命相对也会更长。 3．方便操作和维护，在安装或维护时由于电源和灯具是分开的，电源采用热插 拨模块方式，维护或维修时会省时省力、更快捷。 4． 工作更可靠，供电系统采用N十一备份故障自动退出工作模式。 三、集中供电方案 (1)电路形式：采用移相全桥零电压PWM软开关谐振的电路技术。 1、软开关电路： ．140． 2013年照明用电源与智能控制技术研讨会 论文集 过程是电压已先降到零，电流再缓慢升到断态值，导通损耗近似为零。功率开 关管结电容上的电压也为零，解决了容性导通尖峰电流问题。为了解决硬开关方式 带来的各种不利因素，采用了多种措施。其中，准谐振型开关方式属于软开关方式， 利用谐振技术，使功率开关管实现了零电压或零电流的导通和截止，基本消除开关 损耗。谐振型开关方式可分为零电流开关型(zcs)和零电压开关型(zVS)；按控制方 式分为脉冲宽度调制(PWM)和脉冲相移控制@S)。实际应用中，PWM软开关变换器 多用于小功率DC．DC开关稳压电源，PS软开关变换器则用于中大功率DC-DC开关 稳压电源中。 (2)眵卞¨全桥软歹r关电路 1、 移相全桥软开关电路的特点如下 (1)移相全桥软开关电路可以降低开关损耗，提高电路效率。 (2) 由于降低了开通过的du／dt，消除了寄生振荡，从而降低了电源输出的 纹波，有利于噪声滤波电路的简化。 (3)当负载较小时，由于谐振能量不足而不能实现零电压开关，因此效率将 明显下降。 (4)该软开关电路存在占空比丢失现象，重载时更加严重，为了能达到所要 求的最大输出功率，则必须适当降低变化，而这将导致初级电流的增加并加重开关 器件的负担。 (5)由于谐振电感与输出整流二极管结电容形成振荡，因此，整流二极管需 要承受较高的峰值电压。 2 黪相 ．141．． 2013年照明用电源与智能控制技术研讨会 论文集 移相全桥零电压PWM软开关的实际电路如图1所示。它由4只开关功率管Q1、 以及4只并联电容C1、C2、C3、C4(包括开关功率管输出结电容和外接吸收电容) 组成，与硬开关PWM电路相比该电路仅多了一个代表变压器的漏感与独立电感之 和的谐振电感Lr。零电压开关的实质，就是在利用谐振过程中对并联电容的充放电 来让某一桥臂电压A或B快速升到电源电压或者降到零值，从而使同一桥臂即将开 通的并接二极管导通，并把该管的端电压箝在