LED路燈,電源

LED路燈概述

LED路燈是指用LED光源制作的路燈，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，對(duì)城市照明節(jié)能具有十分重要的意義。

LED路燈應(yīng)用場(chǎng)所

LED路燈主要應(yīng)用、主干路、次干路、支路、工廠、學(xué)校、園林、城市廣場(chǎng)、庭院等道路照明。

輸出功率及光通量的提高還需要從大功率白光LED的外延技術(shù)、芯片工藝等基礎(chǔ)層次進(jìn)一步提升。在二次光學(xué)設(shè)計(jì)方面，LED的輻射形式有朗伯型、側(cè)射型、蝙蝠翼型和聚光型幾種。在道路照明領(lǐng)域，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)朗伯型和蝙蝠翼型比較適用，通過(guò)二次光學(xué)設(shè)計(jì)，使得LED的光照范圍、光度曲線符合道路照明的需求。

LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要是在燈具內(nèi)，在一個(gè)幾乎是平板的安裝面（也是反光面）上，裝上了矩陣式的LED，這種設(shè)計(jì)方式是不可能得到良好的燈具配光的。

LED路燈電源設(shè)計(jì)方案解析

LED路燈是LED照明中一個(gè)很重要應(yīng)用。在節(jié)能省電的前提下，LED路燈取代傳統(tǒng)路燈的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。市面上，LED路燈電源的設(shè)計(jì)有很多種。早期的設(shè)計(jì)比較重視低成本的追求；到近期，共識(shí)漸漸形成，高效率及高可靠性才是最重要的。

下面針對(duì)幾種不同LED路燈的應(yīng)用，提出了適合的架構(gòu)，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，以便讓大家能根據(jù)具體狀況和設(shè)計(jì)的路燈種類，找到最合適的方案。

（一）直接AC輸入，對(duì)6串LED分別做恒流控制

在下面介紹的幾種方案之中，這一種方案應(yīng)該是目前效率最高、電路成本最低的方案(圖1)。直接用光電耦合器對(duì)初級(jí)側(cè)電路進(jìn)行回溯控制，調(diào)節(jié)輸出電壓。相對(duì)于其它傳統(tǒng)方案，該方案的開(kāi)關(guān)損耗少。

將CS的電壓固定在0.25V，對(duì)6串LED分別做恒流控制。IC會(huì)偵測(cè)FB的位置，將電壓最低那串LED固定在0.5V。此時(shí)由于各串LED的Vf值的總和不同，產(chǎn)生的壓降會(huì)落在MOS管上，導(dǎo)致一些損耗。如果是一般對(duì)Vf分BIN篩選過(guò)后的LED，損耗應(yīng)該可以控制在2%以內(nèi)，少于一般的開(kāi)關(guān)損耗。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是效率高、成本低，缺點(diǎn)是AC輸入、需要較多研發(fā)成本，適用于可以用AC直接輸入的路燈。

（二）DC或電池輸入，對(duì)6串LED分別做恒流控制

它采用多串的升壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，LED驅(qū)動(dòng)的方式與前一種類似，差別在于由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖2)。低壓側(cè)傳感的設(shè)計(jì)只要選擇適當(dāng)?shù)腗OS管，LED可以串相當(dāng)多的顆數(shù)。相對(duì)于AC輸入的方案，其設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。但由于多了一次升壓的開(kāi)關(guān)，效率相對(duì)較低。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、電路成本低，缺點(diǎn)是效率較低。它適合太陽(yáng)能電池或通過(guò)適配器輸入的路燈。

（三）單串降壓結(jié)構(gòu)

有些廠商仍喜歡用單串的設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是維修容易，而且可以做模塊化設(shè)計(jì)。不同功率路燈可以使用相同的燈條，只要更換面板，插上不同數(shù)目的燈條，就可以組合出各種不同功率的路燈。但它的缺點(diǎn)是每一串都需要獨(dú)立的電源模塊，成本較高，而降壓的結(jié)構(gòu)會(huì)讓LED的數(shù)目受限于IC的耐壓。

在圖3所示的例子中，LED最多串到14顆，如果要設(shè)計(jì)20W的燈條，就需要使用700mA的LED。為了使效率達(dá)到最高，必需針對(duì)LED的數(shù)目來(lái)調(diào)節(jié)輸入電壓，也就是適配器的輸出電壓。以10顆LED為例，如果要達(dá)到最高效率，就必須把輸入電壓調(diào)到約42V左右。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是降壓結(jié)構(gòu)效率較高、單串設(shè)計(jì)、配置較為靈活，缺點(diǎn)是電路成本較高、LED串聯(lián)數(shù)目受限于IC耐壓。它適合通過(guò)適配器輸入的路燈。

（四）單串升壓結(jié)構(gòu)

同樣的單串設(shè)計(jì)，升壓結(jié)構(gòu)(圖4)會(huì)較降壓結(jié)構(gòu)的效率低，但是LED串聯(lián)的數(shù)目不再受限于IC的耐壓，而是由MOS來(lái)決定，因而可以串聯(lián)較多的LED。由于大多數(shù)的太陽(yáng)能電池的輸出電壓都不高，因此太陽(yáng)能路燈較適合使用升壓結(jié)構(gòu)。而選用電流模式的恒流設(shè)計(jì)，可以讓輸出電流較不受輸入電壓變化的影響，在電池滿載以及快沒(méi)電時(shí)，都能讓路燈維持相同的亮度。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是串聯(lián)LED數(shù)目不受IC耐壓限制，缺點(diǎn)是電路成本較高，效率較降壓結(jié)構(gòu)稍低，適合太陽(yáng)能路燈。

LED路燈檢測(cè)方法

1、外觀要求：目測(cè)檢查。

2、安全：按GB7000．1、GB7000．5、GB19510．1和相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

3、按GB17743和GB17625．1的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

4、燈具電性能：在25℃±2℃的環(huán)境溫度下，在穩(wěn)壓電源（與燈具標(biāo)稱頻率相同）及LED路燈之間接入精度不小于0．5級(jí)的交直流電參數(shù)測(cè)試儀，使LED路燈處于正常工作位置，接通并調(diào)節(jié)電源電壓至額定值（如燈具標(biāo)稱電源電壓范圍，則分別調(diào)節(jié)至電源電壓范圍的最大值和最小值）使LED燈具工作2h，記錄功率和功率因素值。

5、防護(hù)等級(jí)：按GB7000．1的規(guī)定進(jìn)行。

6、光衰和壽命試驗(yàn)：

A、燈具老化方法

燈具老化在沒(méi)有強(qiáng)制通風(fēng)、溫度控制在20℃－30℃的環(huán)境中進(jìn)行，燈具按正常安裝姿態(tài)架設(shè)，按燈具標(biāo)稱額定電壓或標(biāo)稱的適用電壓范圍的最大電壓接通電源，燈具以滿功率工作。燈具在老化過(guò)程中，每24h中關(guān)閉不少于2次，每次關(guān)閉時(shí)間應(yīng)為25－35min，間隔時(shí)間至少應(yīng)為30min。樣品數(shù)量不少于3臺(tái)。試驗(yàn)中，燈具不得出現(xiàn)任何故障、燒毀，否則不合格。

B、光衰和壽命測(cè)量推算方法

以照度法替代光通量法，在距離燈具高度2米處下方測(cè)量中心點(diǎn)和沿道路方向的軸線上每距1米一個(gè)點(diǎn)的水平照度值，共測(cè)5個(gè)點(diǎn)，與各點(diǎn)初始值對(duì)比并得出5個(gè)點(diǎn)的平均維持率值。在2000－5000h之間，每336h間隔測(cè)一次平均維持率值；如5000h時(shí)燈具仍然符合要求，則以2000h時(shí)的各點(diǎn)照度值為初始照度值，已測(cè)得的每336h間隔的照度值與2000h時(shí)對(duì)應(yīng)的初始照度值比較并得出平均維持率，由上述10個(gè)點(diǎn)的平均維持率擬合推算出平均維持率為75%時(shí)的壽命時(shí)間加上5000h即為該燈具的壽命。選取其中1只路燈，同時(shí)用光度分布測(cè)試法測(cè)0－2000h時(shí)的光通量，計(jì)算出2000h光通維持率作為校準(zhǔn)值。測(cè)量照度時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)控制在25℃±1℃穩(wěn)定3h以上的情況下進(jìn)行。

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