Porovnanie riešení pre štyri druhy LED pouličných svietidiel
LED pouličné osvetlenie je veľmi dôležitou aplikáciou v LED osvetlení. Pod premisou šetrenia energiou a elektrinou je čoraz zreteľnejší trend LED pouličných lámp nahrádzajúcich tradičné pouličné lampy. Na trhu existuje veľa dizajnov napájacieho zdroja LED pouličného osvetlenia. Skorý dizajn venoval väčšiu pozornosť snahe o nízke náklady; v blízkej budúcnosti sa postupne vytvoril konsenzus a najdôležitejšia je vysoká účinnosť a vysoká spoľahlivosť.
Tento článok slúži predovšetkým na aplikáciu viacerých rôznych LED pouličných svietidiel, navrhuje vhodnú architektúru a analyzuje jej výhody a nevýhody, aby čitatelia našli najvhodnejšie riešenie podľa konkrétnej situácie a typu navrhnutého pouličného osvetlenia.
Možnosť 1: Priamy vstup striedavého prúdu, ovládanie konštantného prúdu pre 6 reťazcov LED
Spomedzi niekoľkých schém predstavených v tomto článku by táto mala byť v súčasnosti tá s vysokou účinnosťou a nižšími nákladmi na obvod (obrázok 1). Priamo použite optočlen na vykonanie spätnej kontroly na primárnom obvode na úpravu výstupného napätia. V porovnaní s inými tradičnými schémami má táto schéma menšiu stratu pri prepínaní. Napätie CS je pevne nastavené na 0,25 V a 6 reťazcov LED je riadených konštantným prúdom. IC zistí polohu FB a upevní reťazec LED s nižším napätím pri 0,5V. V tomto čase, pretože súčet hodnôt Vf každého reťazca LED je iný, generovaný pokles napätia dopadne na MOS trubicu, čo vedie k určitým stratám. Ak ide o LED, ktorá je vo všeobecnosti tienená pre Vf a BIN, strata by mala byť kontrolovaná v rámci 2 percent, čo je menej ako všeobecná strata spínania.
Výhodou tejto schémy je vysoká účinnosť a nízke náklady, nevýhodou však je, že vstup striedavého prúdu si vyžaduje vyššie náklady na výskum a vývoj. Toto riešenie je vhodné pre pouličné osvetlenie, ktoré môže byť napájané priamo AC.
Možnosť 2: DC alebo batériový vstup, ovládanie konštantného prúdu pre 6 reťazcov LED
Prijíma dizajn viacstrunovej zosilňovacej štruktúry a spôsob ovládania LED je podobný predchádzajúcemu, s výnimkou toho, že vstup striedavého prúdu sa zmení na jednosmerný alebo vstup batérie (obrázok 2). Pri konštrukcii nízkonapäťového bočného snímania, pokiaľ sú zvolené vhodné MOS elektrónky, môže byť do série zapojených značný počet LED. V porovnaní so schémou vstupu AC je jeho dizajn jednoduchší. Účinnosť je však relatívne nízka v dôsledku pridania zosilňovacieho spínača.
Výhody tejto schémy sú jednoduchý dizajn a nízke náklady na obvod, ale nevýhodou je nízka účinnosť. Je vhodný pre solárne články alebo pouličné osvetlenie so vstupom cez adaptér.
Možnosť 3: Štruktúra zníženia jednej série
Niektorí výrobcovia stále uprednostňujú jednostrunové prevedenie, ktorého výhodou je ľahká údržba a modulárna konštrukcia. Pouličné osvetlenie rôznych výkonov môže používať rovnakú svetelnú lištu, pokiaľ je panel vymenený a je vložený iný počet svetelných pruhov, je možné kombinovať rôzne pouličné svetlá rôznych výkonov. Jeho nevýhodou však je, že každý reťazec vyžaduje nezávislý napájací modul, ktorý je drahý, a znižovacia štruktúra obmedzí počet LED na výdržné napätie IC. V príklade znázornenom na obrázku 3 je v sérii najviac 14 LED diód. Ak chcete navrhnúť 20W svetelnú lištu, musíte použiť 700mA LED. Pre dosiahnutie vysokej účinnosti je potrebné prispôsobiť vstupné napätie, teda výstupné napätie adaptéra počtu LED diód. Ako príklad si vezmite 10 LED, ak chcete dosiahnuť vysokú účinnosť, musíte upraviť vstupné napätie na cca 42V.
Výhody tejto schémy sú, že znižovacia štruktúra má vysokú účinnosť, jednoreťazcový dizajn a konfigurácia je flexibilnejšia. Je vhodný pre vstup pouličného osvetlenia cez adaptér.
Schéma 4: RT8480 s jednostrunovou boost štruktúrou
Pre rovnaký jednoreťazcový dizajn bude zosilňovacia štruktúra (obrázok 4) menej účinná ako buck štruktúra, ale počet LED v sérii už nie je obmedzený výdržným napätím IC, ale je určený MOS, takže viac LED diódy môžu byť zapojené do série LED. Pretože výstupné napätie väčšiny solárnych článkov nie je vysoké, solárne pouličné svetlá sú vhodnejšie na použitie zosilňovacej konštrukcie. Konštrukcia konštantného prúdu aktuálneho režimu môže spôsobiť, že výstupný prúd bude menej ovplyvnený zmenou vstupného napätia, takže pouličná lampa môže udržiavať rovnaký jas, keď je batéria plne nabitá alebo keď sa blíži vybitie.
Výhodou tejto schémy je, že počet LED diód v sérii nie je obmedzený výdržným napätím IC, ale nevýhodou je, že náklady na obvod sú vyššie a účinnosť je o niečo nižšia ako pri znižovacej štruktúre. Je vhodný pre solárne pouličné osvetlenie.
