明緯工程部藍(lán)樺表示,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(shè)計(jì)者對(duì)於如何挑選合適的LED驅(qū)動(dòng)器仍然是一知半解。
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使用DC Switch或轉(zhuǎn)換器附帶的Dim Off功能 |
因此,藍(lán)樺指出,為了讓設(shè)計(jì)者能更了解使用定電壓LED電源搭配定電流(DC to DC)轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動(dòng)LED,有幾大事項(xiàng)需要特別注意。
首先,目前常見的LED燈具電路驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)有三種搭配模式
1. 直接驅(qū)動(dòng)
COB LED模組接定電流LED驅(qū)動(dòng)器,燈具的亮度及電流由LED驅(qū)動(dòng)器控制。為目前市場(chǎng)主力,大多是高效能高功率燈具應(yīng)用
2. 燈條內(nèi)建簡(jiǎn)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(jiǎn)易電晶體限流電路決定,大多用於間接照明與小功率直接照明應(yīng)用。
3. 外加或內(nèi)置電壓
電流轉(zhuǎn)換器使用定電壓電源,中間利用定電流輸出的電壓-電流轉(zhuǎn)換器,輸出定電流到LED 模組上,電流主要由中間的電壓-電流轉(zhuǎn)換器(DC to DC)控制。類似分配式電源應(yīng)用,一個(gè)較大功率的驅(qū)動(dòng)器提供能量,後級(jí)電壓- 電流轉(zhuǎn)換器限制LED電流。
藍(lán)樺指出,第三種方式「LED驅(qū)動(dòng)器搭配主動(dòng)式電壓-電流轉(zhuǎn)換器」較有可能發(fā)生匹配問題。因此,以定電壓電源搭配電壓-電流轉(zhuǎn)換器(DC to DC)來驅(qū)動(dòng)LED模組時(shí),需要注意以下事項(xiàng)。
電壓-電流轉(zhuǎn)換器
藍(lán)樺表示,一般常用在LED限流的直流轉(zhuǎn)換器架構(gòu)有三種,升壓式(boost)、降壓式(buck)或是 升降壓式(buck-boost)。無論何種轉(zhuǎn)換器,其輸入電壓允許值都具寬范圍特性,當(dāng)輸入電壓在一定區(qū)間內(nèi),轉(zhuǎn)換器都會(huì)將輸入功率轉(zhuǎn)換成特定的輸出值。當(dāng)輸出負(fù)載為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),輸出入的功率都會(huì)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。
使用電壓-電流轉(zhuǎn)換器(DC to DC)可能出現(xiàn)之問題
藍(lán)樺指出,市售直流輸入的長(zhǎng)條形燈管或小型聚光燈成品,通常內(nèi)部會(huì)含有類似明緯LDD系列或LDH系列電壓-電流轉(zhuǎn)換器,此類燈具產(chǎn)品外部通常只會(huì)標(biāo)示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓(例如輸入:24VDC),但實(shí)際工作的電壓范圍遠(yuǎn)比規(guī)格標(biāo)示上的寬。
他以LDD-350H的規(guī)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2~52VDC,輸出9~56VDC。實(shí)際輸出電壓由LED負(fù)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。當(dāng)LED順向偏壓是9V,則LDD-350H輸入在12~56VDC范圍都會(huì)正常工作。
藍(lán)樺進(jìn)一步指出,由於實(shí)務(wù)上因?yàn)?4V電壓電源較為普遍,很可能在該燈具目錄上會(huì)建議搭配24V電源來使用,在資訊不完整情況下,有可能會(huì)造成系統(tǒng)組裝者誤判,并發(fā)生電源搭配性問題,此類問題與輸入開機(jī)時(shí)的暫態(tài)有關(guān),可能的現(xiàn)象是開機(jī)失敗或開機(jī)時(shí)燈具閃爍。
針對(duì)可能遇到的問題和狀況,明緯提出了三大解決方案。
狀況一:定電壓電源供應(yīng)器可供應(yīng)的電流不足
主因?yàn)殡娏鬓D(zhuǎn)換器啟動(dòng)電壓低於前端電源供應(yīng)器的額定電壓,當(dāng)在低壓?jiǎn)?dòng)工作下,電流轉(zhuǎn)換器需求電流高於電源可輸出電流值。
藍(lán)樺舉例,輸出端燈條每條上的LED電壓電流是9V/1A,30條并聯(lián)時(shí)總輸出就是270W。如果燈具或轉(zhuǎn)換器輸入電壓標(biāo)示為24V輸入,一般人可能會(huì)選24V、大於300W的LED驅(qū)動(dòng)器,比如說HLG-320H-24。
HLG-320H-24規(guī)格書顯示其最大輸出瓦數(shù)是320.16W,最大輸出電流是13.34A。如果單依規(guī)格來看,用於驅(qū)動(dòng)此燈具似??沒有太大問題,但實(shí)際狀況是當(dāng)電流轉(zhuǎn)換器後端接的是9V的LED時(shí),降壓式轉(zhuǎn)換器會(huì)在12V輸入時(shí)就會(huì)啟動(dòng)。
藍(lán)樺解釋,因?yàn)轵?qū)動(dòng)器從開機(jī)到輸出升到正常電壓需要一定時(shí)間,若轉(zhuǎn)換器的輸入點(diǎn)低又無軟啟動(dòng)機(jī)制(輸出功率由低至高漸增),有可能在HLG-320輸出從0V升到24V的過程中,轉(zhuǎn)換器即開始全輸出工作,此時(shí)因需求電流高於HLG-320H-24所能供給,因此PSU輸出會(huì)被拉低并中斷,燈具則可能閃爍、亮度偏低或完全無法開機(jī)。
電流轉(zhuǎn)換器在24V與12V時(shí)的輸入電流分別為11.25A和22.5A時(shí),需高一倍的輸入電流以維持預(yù)期的輸出規(guī)格。
.工作電壓24V時(shí),電流轉(zhuǎn)換器輸入電流:270W=24V x 11.25A
.工作電壓12V時(shí) 電流轉(zhuǎn)換器輸入電流:270W=12V x 22.5A
狀況二:定電壓電源實(shí)際輸出電壓不在工作范圍內(nèi)
藍(lán)樺再舉一例,當(dāng)LED規(guī)格是6V/20A時(shí),降壓式轉(zhuǎn)換器可能在9V以下就開始工作。
他表示,如電源AC開機(jī)後來不及升到正常電壓,轉(zhuǎn)換器即開始全功率輸出,即使電流仍在電源可接受范圍內(nèi),但因電壓已低於最低工作范圍,電源無法穩(wěn)定工作,會(huì)進(jìn)入打??模式重新啟動(dòng)。此時(shí),燈具雖短暫點(diǎn)亮,但因電源無法穩(wěn)定工作會(huì)進(jìn)入反覆閃爍狀態(tài),直到電壓升到可工作區(qū)間(>12V)。
藍(lán)樺指出,由上述二例可知,問題主因是電流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)實(shí)際啟動(dòng)電壓低於燈具外部標(biāo)示,當(dāng)進(jìn)入低壓?jiǎn)?dòng),電源可能無法在正常工作的條件下運(yùn)作而產(chǎn)生問題。
三大解決方案
1. DC/DC Soft Start or Delay Start
使用具軟啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換器,在啟動(dòng)初始時(shí),DC/DC會(huì)漸進(jìn)式的提升輸出入功率,此機(jī)制可避免inrush current并有助於前端電源順利升壓至正常輸出電壓。
2. 使用DC Switch 或 具Dim Off的轉(zhuǎn)換器
在PSU 電壓成功建立前(@230VAC<0.5sec),DC/DC 可先以Dim off方式關(guān)閉或在前方加DC switch切斷電源輸出至DC/DC的??路,當(dāng)電壓成功建立後再開啟DC/DC,可確保電源是操作在正確條件下。
3.增加輸出電流
增加電流可藉由直接增加瓦數(shù),比如說HLG-320H-24換成HLG-480H-24,或是換成低壓(高電流)同功率產(chǎn)品,比如說 HLG-320H-24 (13.34A)換HLG-320H-12 (22A),必須注意選用的電壓必須是在電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入范圍內(nèi)。
詢問明緯修改可能性,增加瞬間功率輸出功能
部分產(chǎn)品可以提高暫態(tài)輸出電流,或是放寬過電流保護(hù)范圍,在開機(jī)後,電流必須回到電源的額定值內(nèi)。搭配性問題需要依系統(tǒng)需求及狀況解決,如客戶有遇到類似問題,建議先確認(rèn)LED及DC轉(zhuǎn)換器的規(guī)格,再向明緯諮詢合適的產(chǎn)品。
明緯LED電源超過2,000種機(jī)型,單機(jī)最高達(dá)1000W,系統(tǒng)電源可達(dá)25,000W,單一的應(yīng)用或是大規(guī)模的燈具系統(tǒng)皆有對(duì)應(yīng)的解決方案。