Ratkaisujen vertailu neljään eri LED-katuvalaistukseen
LED-katuvalo on erittäin tärkeä sovellus LED-valaistuksessa. Energian ja sähkön säästämisen edellytyksenä on, että LED-katuvalaisimet korvaavat perinteiset katuvalaisimet yhä selvemmin. Markkinoilla on monia malleja LED-katuvalojen virtalähteitä. Varhaisessa suunnittelussa kiinnitettiin enemmän huomiota alhaisiin kustannuksiin; Lähitulevaisuudessa yksimielisyys on vähitellen muodostunut, ja korkea hyötysuhde ja korkea luotettavuus ovat tärkeimpiä.
Tämä artikkeli on tarkoitettu pääasiassa useiden erilaisten LED-katuvalojen sovellukseen, ehdotetaan sopivaa arkkitehtuuria ja analysoidaan sen etuja ja haittoja, jotta lukijat voivat löytää sopivimman ratkaisun kulloiseenkin tilanteeseen ja suunniteltujen katuvalojen tyyppiin.
Vaihtoehto 1: Suora AC-tulo, vakiovirran säätö 6 merkkijonolle
Tässä artikkelissa esiteltyjen järjestelmien joukossa tämän pitäisi olla se, jolla on korkea hyötysuhde ja alhaisemmat piirikustannukset tällä hetkellä (kuva 1). Käytä optoerotinta suoraan ensiöpuolen piirin retrospektiiviseen ohjaukseen lähtöjännitteen säätämiseksi. Muihin perinteisiin järjestelmiin verrattuna tässä järjestelmässä on vähemmän kytkentähäviöitä. CS-jännite on kiinteä 0,25 V, ja 6 merkkijonoa LED-valoja ohjataan vastaavasti vakiovirralla. IC havaitsee FB:n sijainnin ja kiinnittää LED-merkkijonon pienemmällä jännitteellä arvoon 0,5 V. Tällä hetkellä, koska kunkin LED-sarjan Vf-arvojen summa on erilainen, generoitu jännitehäviö putoaa MOS-putkeen, mikä johtaa joihinkin häviöihin. Jos kyseessä on LED-valo, joka on yleisesti suojattu Vf:n ja BIN:n suhteen, häviö on säädettävä 2 prosentin sisällä, mikä on pienempi kuin yleinen kytkentähäviö.
Tämän järjestelmän etuja ovat korkea hyötysuhde ja alhaiset kustannukset, mutta haittana on, että AC-syöttö vaatii enemmän tutkimus- ja kehityskustannuksia. Tämä ratkaisu sopii katuvalaisimiin, jotka voidaan syöttää suoraan AC:lla.
Vaihtoehto 2: DC- tai akkutulo, vakiovirran säätö 6 merkkijonolle
Siinä on monikielinen tehostusrakenne, ja LED-ajotapa on samanlainen kuin edellinen, paitsi että AC-tuloksi vaihdetaan DC- tai akkutulo (kuva 2). Pienjännitteisen sivutunnistuksen suunnittelussa, kunhan valitaan sopivat MOS-putket, voidaan sarjaan kytkeä huomattava määrä LEDejä. Verrattuna AC-tulojärjestelmään sen rakenne on yksinkertaisempi. Tehokkuus on kuitenkin suhteellisen alhainen tehostimen lisäyksen ansiosta.
Tämän järjestelmän etuja ovat yksinkertainen rakenne ja alhaiset piirikustannukset, mutta haittana on alhainen hyötysuhde. Se sopii aurinkokennoihin tai katuvaloihin, joissa on tulo adapterin kautta.
Vaihtoehto 3: Yhden sarjan alennusrakenne
Jotkut valmistajat käyttävät edelleen mieluummin yksikielistä mallia, jonka etuna on helppo huolto ja modulaarinen rakenne. Eritehoiset katuvalot voivat käyttää samaa valopalkkia, kunhan paneeli vaihdetaan ja eri määrä valopalkkeja laitetaan sisään, erilaisia eri tehoisia katuvaloja voidaan yhdistää. Mutta sen haittapuoli on, että jokainen merkkijono vaatii itsenäisen tehomoduulin, mikä on kallista, ja alennusrakenne rajoittaa LEDien lukumäärän IC:n kestojännitteeseen. Kuvan 3 esimerkissä sarjassa on enintään 14 LEDiä. Jos haluat suunnitella 20 W valopalkin, sinun on käytettävä 700 mA LEDejä. Korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi tulojännite eli sovittimen lähtöjännite on säädettävä LEDien lukumäärän mukaan. Otetaan esimerkiksi 10 LEDiä, jos haluat saavuttaa korkean hyötysuhteen, sinun on säädettävä tulojännite noin 42 V:iin.
Tämän järjestelmän etuja ovat, että alennusrakenteella on korkea hyötysuhde, yksimerkkinen rakenne ja konfiguraatio on joustavampi. Se soveltuu katuvalojen syöttämiseen sovittimen kautta.
Kaavio 4: RT8480, jossa yksimerkkinen tehostusrakenne
Samassa yksimerkkisessä mallissa tehostusrakenne (kuva 4) on vähemmän tehokas kuin buck-rakenne, mutta sarjassa olevien LEDien määrää ei enää rajoita IC:n kestojännite, vaan sen määrää MOS, joten enemmän LEDit voidaan kytkeä sarjaan LED. Koska useimpien aurinkokennojen lähtöjännite ei ole korkea, aurinkokatuvalot sopivat paremmin tehosterakenteen käyttöön. Virtatilan vakiovirtasuunnittelu voi vähentää tulojännitteen muutoksen vaikutusta lähtövirtaan, jotta katuvalaisin voi säilyttää saman kirkkauden, kun akku on täysin ladattu tai kun sen teho on loppumassa.
Tämän menetelmän etuna on, että sarjaan kytkettyjen LEDien määrää ei rajoita IC-kestojännite, mutta haittana on, että piirikustannus on korkeampi ja hyötysuhde hieman pienempi kuin alennusrakenteella. Se sopii aurinkoenergian katuvaloihin.
