LED路灯,电源

LED路灯概述

LED路灯是指用LED光源制作的路灯，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，对城市照明节能具有十分重要的意义。

LED路灯应用场所

LED路灯主要应用、主干路、次干路、支路、工厂、学校、园林、城市广场、庭院等道路照明。

输出功率及光通量的提高还需要从大功率白光LED的外延技术、芯片工艺等基础层次进一步提升。在二次光学设计方面，LED的辐射形式有朗伯型、侧射型、蝙蝠翼型和聚光型几种。在道路照明领域，根据设计经验朗伯型和蝙蝠翼型比较适用，通过二次光学设计，使得LED的光照范围、光度曲线符合道路照明的需求。

LED在道路灯具中使用的最普遍形式主要是在灯具内，在一个几乎是平板的安装面（也是反光面）上，装上了矩阵式的LED，这种设计方式是不可能得到良好的灯具配光的。

LED路灯电源设计方案解析

LED路灯是LED照明中一个很重要应用。在节能省电的前提下，LED路灯取代传统路灯的趋势越来越明显。市面上，LED路灯电源的设计有很多种。早期的设计比较重视低成本的追求；到近期，共识渐渐形成，高效率及高可靠性才是最重要的。

下面针对几种不同LED路灯的应用，提出了适合的架构，并对其优缺点进行分析，以便让大家能根据具体状况和设计的路灯种类，找到最合适的方案。

（一）直接AC输入，对6串LED分别做恒流控制

在下面介绍的几种方案之中，这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制，调节输出电压。相对于其它传统方案，该方案的开关损耗少。

将CS的电压固定在0.25V，对6串LED分别做恒流控制。IC会侦测FB的位置，将电压最低那串LED固定在0.5V。此时由于各串LED的Vf值的总和不同，产生的压降会落在MOS管上，导致一些损耗。如果是一般对Vf分BIN筛选过后的LED，损耗应该可以控制在2%以内，少于一般的开关损耗。

该方案的优点是效率高、成本低，缺点是AC输入、需要较多研发成本，适用于可以用AC直接输入的路灯。

（二）DC或电池输入，对6串LED分别做恒流控制

它采用多串的升压结构设计，LED驱动的方式与前一种类似，差别在于由AC输入改为DC或是由电池输入(图2)。低压侧传感的设计只要选择适当的MOS管，LED可以串相当多的颗数。相对于AC输入的方案，其设计较为简单。但由于多了一次升压的开关，效率相对较低。

该方案的优点是设计简单、电路成本低，缺点是效率较低。它适合太阳能电池或通过适配器输入的路灯。

（三）单串降压结构

有些厂商仍喜欢用单串的设计，优点是维修容易，而且可以做模块化设计。不同功率路灯可以使用相同的灯条，只要更换面板，插上不同数目的灯条，就可以组合出各种不同功率的路灯。但它的缺点是每一串都需要独立的电源模块，成本较高，而降压的结构会让LED的数目受限于IC的耐压。

在图3所示的例子中，LED最多串到14颗，如果要设计20W的灯条，就需要使用700mA的LED。为了使效率达到最高，必需针对LED的数目来调节输入电压，也就是适配器的输出电压。以10颗LED为例，如果要达到最高效率，就必须把输入电压调到约42V左右。

该方案的优点是降压结构效率较高、单串设计、配置较为灵活，缺点是电路成本较高、LED串联数目受限于IC耐压。它适合通过适配器输入的路灯。

（四）单串升压结构

同样的单串设计，升压结构(图4)会较降压结构的效率低，但是LED串联的数目不再受限于IC的耐压，而是由MOS来决定，因而可以串联较多的LED。由于大多数的太阳能电池的输出电压都不高，因此太阳能路灯较适合使用升压结构。而选用电流模式的恒流设计，可以让输出电流较不受输入电压变化的影响，在电池满载以及快没电时，都能让路灯维持相同的亮度。

该方案的优点是串联LED数目不受IC耐压限制，缺点是电路成本较高，效率较降压结构稍低，适合太阳能路灯。

LED路灯检测方法

1、外观要求：目测检查。

2、安全：按GB7000．1、GB7000．5、GB19510．1和相应的国家标准或国外标准进行检验。

3、按GB17743和GB17625．1的相关规定进行。

4、灯具电性能：在25℃±2℃的环境温度下，在稳压电源（与灯具标称频率相同）及LED路灯之间接入精度不小于0．5级的交直流电参数测试仪，使LED路灯处于正常工作位置，接通并调节电源电压至额定值（如灯具标称电源电压范围，则分别调节至电源电压范围的最大值和最小值）使LED灯具工作2h，记录功率和功率因素值。

5、防护等级：按GB7000．1的规定进行。

6、光衰和寿命试验：

A、灯具老化方法

灯具老化在没有强制通风、温度控制在20℃－30℃的环境中进行，灯具按正常安装姿态架设，按灯具标称额定电压或标称的适用电压范围的最大电压接通电源，灯具以满功率工作。灯具在老化过程中，每24h中关闭不少于2次，每次关闭时间应为25－35min，间隔时间至少应为30min。样品数量不少于3台。试验中，灯具不得出现任何故障、烧毁，否则不合格。

B、光衰和寿命测量推算方法

以照度法替代光通量法，在距离灯具高度2米处下方测量中心点和沿道路方向的轴线上每距1米一个点的水平照度值，共测5个点，与各点初始值对比并得出5个点的平均维持率值。在2000－5000h之间，每336h间隔测一次平均维持率值；如5000h时灯具仍然符合要求，则以2000h时的各点照度值为初始照度值，已测得的每336h间隔的照度值与2000h时对应的初始照度值比较并得出平均维持率，由上述10个点的平均维持率拟合推算出平均维持率为75%时的寿命时间加上5000h即为该灯具的寿命。选取其中1只路灯，同时用光度分布测试法测0－2000h时的光通量，计算出2000h光通维持率作为校准值。测量照度时，环境温度应控制在25℃±1℃稳定3h以上的情况下进行。

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