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由于HBLED本身所具有的一些特性,使得这种新器件在照明灯具设计上与传统灯具有着根本区别,表现在需要恒流驱动方式,单向导电与非线性特性阻抗,低压大电流工作,发光体本身耐热能力弱等方面。
因为供电方式不同,在驱动电路设计上把HBLED灯具分为市电照明与低压照明灯具。本文就是以TDU0201E为例针对低压HBLED灯具中超低压驱动器设计的合理化做一些阐述。
所谓超低压HBLED驱动器(以下简称ULD),是指采用等于或低于HBLED域值电压的直流电源工作,通过DC-DC电路转换,输出大功率恒流源驱动HBLED发光的专用驱动电源模块。
众所周知,用于照明的白光HBLED的正向压降VF通常在3.0-4.2V之间,具体到每一只HBLED,VF各不相同,同时HBLED又具有二极管共有的单向导电与非线性阻抗特性。因此驱动HBLED不能使用传统的稳压电源,只能通过可控精密恒流源来驱动,否则稳压电源微小的电压升高也会导致流经HBLED上电流数倍到数十倍电流增加,轻则减少其光衰寿命,严重时会瞬间烧毁HBLED。
目前HBLED照明行业还没有具体的标准出台,笔者在本公司HBLED灯具照明标准中定义:超低压标称范围是1.0-3.3VDC,此范围是依据目前通用电池品种的特性定义的,在ULD设计时工作电压要符合这个范围要求。
以上是对超低压HBLED灯具的粗略认识,下面我们就较为全面的认识一下ULD的电路合理化设计,除二次铅酸与一次锂电池外,表中其它电池在应用中,单节与双节电池可以使用同一ULD驱动HBLED,电压越低,电路设计的难度越大,因此,如果没有做特别说明,以下论述更多偏重于单节电池的ULD应用设计。
一、ULD的设计必要性
太阳能灯具中,电能的来源是光伏电池板将太阳光能转化而来,目前世界上最好的光伏电池板光电转化率也不过20%左右,因此,这些转化来的电能非常保贵,要想实现高效存储,最好的办法就是降低二次储能电池电压,减少光伏电池板串联损耗,增加电池板并联模式,以大电流超低电压方式为二次电池储能。目前行业中能应用到的综合指标比较优秀的二次电池首选是镍氢电池。 |