LED路灯电源电源设计方案

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。

本文主要是针对几种不同LED路灯的应用，提出了适合的架构，并对其优缺点进行分析，以便让读者能根据具体状况和设计的路灯种类，找到最合适的方案。

方案一:直接AC输入，对6串 LED分别做恒流控制

在本文介绍的几种方案之中，这一种方案应该是效率高、电路成本低的方案(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、需要较多的研发成本。该方案适用于可以用AC直接输入的路灯。

方案二: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。

方案三: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。不同功率的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

方案四: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。它适合太阳能路灯。

下表对LED路灯四种电源设计方案的优势进行了比较并排序。

LED防水电源如果按电路布局可以分为几类:

1、电子变压器降压:这种电源布局不足之处是变换功率低，电压规模窄，通常180~240V，波纹搅扰大。

2、电容降压:这种方法的LED防水电源简单受电网电压动摇的影响，电源功率低，不宜LED在闪烁时运用。

由于电路经过电容降压，在闪烁运用时，由于充放电的效果，经过LED的霎时电流极大，简单损坏芯片。

3、PWM操控式开关电源:当前来说，PWM操控方法描绘的LED电源是比拟抱负的，由于这种LED防水电源的输出电压或电流都很安稳。

太阳能路灯、投光灯、洗墙灯、线条灯、庭院灯、隧道灯、其它等灯具。

1)、可接1W大功率LED，6串10并(规格:21V/3000MA)

2)、可接3W大功率LED，6串4并，(规格:21V/2800MA)

3)、可接1W大功率LED，6串8并(规格:21V/2600MA)

4)、可以分四路独立输出，每路输出21V/750MA

1、黄黑线为输入端(24VDC),黄线为输入正(+)、黑线为输入负(-)

2、红黑线为输出端(接LED),红线为输出正(+)、黑线为输出负(-)

裸板:75*37*16mm

带壳:95*42*20mm(外壳是铝壳)

空载保护(输出)

短路保护(输出)

反接保护(输入)

1、高品质元器件

LED路灯主要用于室外环境,要长年经受风吹雨淋、雷鸣电闪的恶劣环境,外界气温最高时可达50℃,而最低时也有可能达到-40℃。LED光源属于半导体光源，它本身的发光特性决定其故障率相当低，连接部分的故障率也相当低，所以LED驱动电源质量的好坏直接决定了整个路灯的寿命，也是led路灯产业当中最核心的部分。国内生产LED电源的企业不胜枚举，但由于技术实力、成本控制等方面的原因质量经常出现问题，而路灯一旦装上，维修都非产困难，需要大量的人力物力,各大路灯厂家对此叫苦不堪。

电源品质的好坏，良好的设计是要素之一，电源组件才是高可靠性的前提。在电源的关键元器件依然是一些被动元器件和功率元件，例如电容、电感、MOS等，而这些元器件质量最好的仍然是美、日系厂商的产品，台系及国产的产品在耐久性、抗干扰、环境适应度、质量等方面还是有差距的。许多LED路灯电源产品均采用美、日系一线大厂的电子元器件，良好的设计确保电源可以在-40℃至60℃温度下长时间正常运行，大批量使用的成品实际使用故障率低于万分之三，在业界处于领先水平。

2、价格

LED路灯电源市场竞争激烈，而国内众多的电源生产厂家都是通过国内的元器件代理商购买美、而很少采购台系和国产元器件，如此购买成本较高导致整体成本居高不下。

3、设计余量

国内市场上销售的LED路灯应用环境十分复杂，最主要的原因是供电电压不稳定，在普通市电供电的情况下实际的输入电压往往会有很大的偏差，而且各种各样的涌浪冲击等不安全因素时刻影响着LED电源正常运行，着就要求电源需要有一定的设计余量。市场上主流LED路灯电源的设计余量一般在40%左右。

4、防雷

路灯安装在户外，雷击是一个非常大的威胁。某品牌研发实验室通过多年的研究，总结雷击主要有直击雷、传导雷、感应雷和开关过电压四种类型，对电源设备影响最大的就是感应雷，有可能产生高达5000KV甚至更高的电压，具有极大的破坏力。针对这些问题采取了以下措施配合路灯生产厂家完善产品，确保不被雷击。首先是路灯外部防雷与内部防雷相结合，在路灯安装位置设置下引线和简单的地网，这些系统构成外部防雷系统。该系统可避免路灯因雷击引起火灾及人身安全事故。内部防雷系统是指电源内部通过接地、设置电压保护等方式对路灯进行保护。该系统可防止雷电和其他形式的过电压侵入设备，造成设备毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。这两者之间是相辅相成的，互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器，并进行等电位连接。

5、节能、高效

众所周知，LED路灯项目是国家节能减排工程的代表工程。在发光元器件上，LED本身特性已经达到的非常好的节能效果，但电源节能却一直被各大厂商忽略。所以节能电源毋庸置疑的将会是路灯电源最重要的部件。

电压 DC21V

电流 3000mA(四路恒流输出,每路输出750MA)

恒流精度 ±5%

纹波、噪声<50mV/0~45℃

输出功率 60W

工作效率:>95%

输入电压24VDC (Max30VDC)

UE LED路灯电源，定位适用于各种庭院灯、路灯等户外灯具。UE LED路灯电源定位以产品的质量和对客户的服务来赢得客户的满意度。UE ELECTRONIC是中国首家获得LED路灯电源CQC认证厂家，同时也是中国唯一一家获得LED路灯电源全球系列CQC认证厂家。UE LED路灯电源涵盖了40W~300W，尤其是105W、150W、180W和240W。UE ELECTRONIC的LED路灯电源根据试产需求的变化来不断的进行调整和改进，以适应市场的发展变化。

UE LED路灯电源涵盖了40W~300W，适用于各种庭院灯、路灯、隧道灯等户外灯具。大部分产品 获得UL、TUV、CE、C-Tick、CCC、CQC、CSA、GS、PSE、PSB、BSMI、FCC、GOST-R等各国安规认证。

以180W为例，它除了具备多组和单组的功能以及短路保护、过压保护、过载保护、过温保护，防水，抗浪涌的基本功能外，还涵盖1~10V的信号调光、PWM控制型号的调光功能。还通过了CQC、CCC、TUV等认证。

UE LED路灯适用于各种庭院灯、路灯、隧道灯、探照灯、等户外灯具所需电源。