对于调光调色温电源输出电流的说明,我们将结合实际测试的情况分析断续电流型(脉冲电流型)在调节的过程中功率以及输出电流的变化,以及这种调节方式所带来的问题。
LED调光调色温电源通常采用两级转换方案,如图A,第一级是一个恒压源,第二级是两个恒流源。
第一级恒压源就是常规的恒压源,各厂家的设计应没有太大的区别。
第二级恒压源的方案则有两个大方向可选。一个是连续电流型(如图A),一个是断续电流型(如图B)。下面分别加以说明。
连续电流型:顾名思义,连续电流型的输出电流是连续的,电流波形同标准LED恒流源的输出电流波形基本相同。其电路主要元件有开关管、电感、二极管、电容。按工作方式可细分成两个分支,一个是线性,一个PWM。如果是线性工作模式,则输出电流就是一条直线。若工作在PWM模式,则输出电流有少量纹波。在某些细节上,这两种模式各有一些小缺点,但都能使LED工作在较好的状态。
断续电流型:输出电流是断续的,即脉冲状,电流波形和标准LED恒流源完全不同。这种方案的优点就是成本低,其电路的主要元件只有开关管,通过控制开关管开通和关断时间的比例调节LED的电流。在开关管开通的时候,相当于恒压源直接接在LED上,显然不符合LED的基本要求。这种方案有着严重缺陷,但具体是哪些缺陷则取决于其工作频率的选择。如果频率较低,LED会有尖峰电流,尖峰电流的幅度取决于恒压源输出电压和LED电压的差距。量产时很难匹配好。即使匹配好两者,LED工作发热后,电压会下降,还会恶化这个指标。不仅LED的寿命受影响,针刺般的灯光对人眼显然不好,虽然你感觉不到。如果把工作频率提高,上述缺点会大幅减弱,但效率又会有明显损失,严重的可能损失百分之几十。综上所述,这种方案在小功率情景照明里应用可能问题不大,在功率较大的标准照明上应用有较大隐患。
测试方法说明:在断续电流型的调光调色温电源的输出串一个1Ωu03A9的电阻,通过测试电阻上的电压值来反映输出电流值。
步骤一:用遥控器将LED的亮度调至最高,测试电源的输入参数和输出电流。此时,电源的输入功率为10.7W,如图-1所示,由于是满功率状态,此时电流接近连续的状态,此时的输出平均电流和峰值电流一样。输出平均电流和峰值电流均为240mA。
步骤二:用遥控器的亮度调节键将亮度调低,此时输出的占空比调节至50%%uFF0C即如果按照合理的调节方式,此时的输出电流为额定电流的一半,输出功率也减少接近一半。但情况并非如此!
由图-4可以看出,此时输出电流的峰值为488mA,峰值电流增加了超过一倍,但实际上平均电流仍然很接近240mA,这意味着输出占空比50%-100%%u8FD9个调节过程中,输出电流的平均值基本不变,灯具的亮度基本上没有变化,在这个调节范围,使用者不仅是在做无用功,更严重的是灯珠要承担比额定值高一倍的峰值电流,这会严重影响灯珠的寿命!同时,我们可以看到输入功率也变大了(输出占空比为100%%u7684时候功率时10.7W,占空比为50%%u7684时候功率时11.4W),多损耗的功率全部转换成输出开关管上的热量。
步骤三:进一步调节,将输出的占空比调至25%%uFF0C这时候一个更恶劣的情况出现了!由图-6的电流波形我们可以看到,此时,输出的峰值电流为864mA,平均电流为216mA,平均电流下降了,但输入功率居然比输出占空比为100% %u7684时候高出了2.1W,这说明这种状态下效率损失很严重,虽然灯的亮度降低了,但却浪费了更多的电。而且,值得我们再次注意的是,此时输出电流的峰值是输出占空比为100%%u65F6的电流的2.88倍!
步骤四:将输出调至最低,此时的输出为针刺状的脉冲电流,且输出额定电流的4倍,这对灯珠的寿命将会有严重的影响,巨大的脉冲电流甚至会烧毁灯珠。