LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn).doc

LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn) ，LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn)。
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LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn) 作為一種既環(huán)保又節(jié)能的解決方案，LED照明在汽車、家庭、辦公樓、酒店、機(jī)場和路燈等廣泛的應(yīng)用場合找到了自己的用武之地。
但它的大規(guī)模商用除了還要克服成本障礙以外，還需要解決調(diào)光閃爍、散熱、色彩均勻性等技術(shù)難題。
此外，對(duì)清潔能源的關(guān)注和太陽能電池板成本的下降，也帶動(dòng)了當(dāng)前業(yè)內(nèi)的太陽能商用熱潮。
為了幫助讀者更快更好地把握這一商機(jī)，本刊特別邀請到了Linear電源專家TonyArmstrong來分享他的獨(dú)到見解。
問：采用PWM或模擬調(diào)光時(shí)，如何消除LED的光閃爍現(xiàn)象？ 答：面對(duì)高功率、高亮度LED普及率的日益提高，電子照明設(shè)計(jì)師必須提供高效、準(zhǔn)確和簡單的LED驅(qū)動(dòng)解決方案。
由于高功率照明燈(如汽車前照燈或大型LCD顯示器背光源)實(shí)現(xiàn)了與商用化串聯(lián)LED陣列的互換性，因而使得此項(xiàng)任務(wù)變得更加困難。
傳統(tǒng)上，利用準(zhǔn)確的電流來驅(qū)動(dòng)高功率LED串與實(shí)現(xiàn)簡單性和高效率這兩者之間是相抵觸的，通常需要采用某種效率低下的線性穩(wěn)壓器方案或更加精細(xì)復(fù)雜的多IC開關(guān)穩(wěn)壓器配置。
此外，確保每個(gè)LED具有均勻的亮度且不產(chǎn)生任何閃爍也成為了主要的設(shè)計(jì)障礙。
人們普遍接受的LED亮度控制方法有兩種，即模擬調(diào)光和PWM數(shù)字調(diào)光。
當(dāng)采用模擬調(diào)光時(shí)，LED電流的調(diào)節(jié)范圍在某個(gè)最大值至該最大值的約10%之間(10:1調(diào)光范圍)。
由于LED的色譜與電流有關(guān)，因此這種方法并不適合于某些應(yīng)用。
然而，PWM數(shù)字調(diào)光方式則是以某種快至足以掩蓋視覺閃爍的速率(通常高于100kHz)在零電流和最大LED電流之間進(jìn)行切換。
該占空比改變了有效平均電流，從而實(shí)現(xiàn)了高達(dá)3000:1的調(diào)光范圍(僅受限于最小占空比)。
由于LED電流要么處于最大值，要么被關(guān)斷，所以該方法還具有能夠避免發(fā)生LED色偏的優(yōu)點(diǎn)，而在采用模擬調(diào)光時(shí)這種LED色偏現(xiàn)象是很常見的。
問：大功率LED照明的散熱問題應(yīng)該如何解決？ 答：兩種用量最大、功率最高的LED照明應(yīng)用是大屏幕LCDTV顯示器的背面照明和汽車前照燈。
您不妨看看Lexus(雷克薩斯)、Audi(奧迪)、甚至GM(通用)公司的CadillacEscalade所使用的標(biāo)準(zhǔn)LED汽車前照燈。
所有這些汽車的總體照明結(jié)構(gòu)均很相似。
每個(gè)汽車前照燈包括5種專為各種照明要求而優(yōu)化的LED供電光束，包括：近光燈、遠(yuǎn)光燈、轉(zhuǎn)彎輔助燈、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈。
標(biāo)準(zhǔn)LED照明光束通常將需要35W至50W的供電功率。
這或許看似不是很多的功率；然而，LED提供的亮度卻達(dá)到了HID鹵素?zé)舻?0倍，因此LED的光輸出就相當(dāng)于500W的鹵素?zé)簟?br/>遠(yuǎn)光燈所需的功率一般與標(biāo)準(zhǔn)照明光束相同或略為高一點(diǎn)，而轉(zhuǎn)彎輔助燈、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈所需的功率則較低。
不過，該總體汽車前照燈會(huì)消耗200W以上的電能，因而有可能產(chǎn)生重大的熱功率耗散問題。
這確實(shí)不是什么好事，因?yàn)殡S著工作溫度的升高，LED的光輸出和工作壽命將迅速降低。
處理該散熱問題方法有很多種。
一種是增加大量的散熱器以把熱量從照明燈移走。
然而，這會(huì)產(chǎn)生另一組問題，包括因?yàn)樯�熱材料的使用而�?dǎo)致的成本和重量的增加。
解決這一問題最有效的方法是采用一個(gè)具極高效率的驅(qū)動(dòng)器(效率>93%)來最大限度地減少LED驅(qū)動(dòng)電路的熱耗散