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提升HB LED室内照明效率 PWM控制器争“光”

  高亮度发光二极体(HB LED)不仅具有节能、环保特性,且照明寿命长达5万小时,维修成本低廉,因而成为室内照明大势所趋。为充分发挥HB LED照明优势,同时兼顾高亮度与高能源使用效率,PWM控制器的选择与电路设计具有举足轻重的影响。

  有许多理由可说明为何住家应装设高亮度发光二极体(HB LED),除可节省大量能源,以及不像萤光灯一样含汞,所以比较环保之外,其照明寿命长达50,000小时,亦具有维修成本低廉的优点。此外,HB LED更不会因为瞬间故障造成亮度衰减,因此使用安全性也较佳。

  不过,要获得高亮度,就必须提高功率,而高功率(High Power)LED须由介于350~1,000毫安培(mA)的大电流来驱动,利用最新技术,每瓦约可产生40~80流明(lm/W),并采用符合1、3瓦高功率LED的封装。根据美国能源部官方网站的资料指出,高功率LED的主要制造商为科锐(Cree)、飞利浦(Philips)和欧司朗(OSRAM)。 

  能源转换效率高 HB LED取代传统灯泡趋势成形

  LED技术进入2000年后便一直稳定发展,其光输出(以每瓦流明度表示) 约在2年前便已胜过其他所有光源,故在流明度表现较佳且能大幅节省能源的优势推波助澜下,LED正大力推动住家照明的革命。而在HB LED和其他常见光源,如白炽灯和萤光灯的比较后,本文将介绍一个住家应用电路的范例。 

  勤于吸收新知的消费者会尽可能去了解HB LED的使用方式,如表1所示,最明亮的解决方案无疑是HB LED。其实光源的效能类似于效率,也就是进入灯泡的能源会有多少转换为光而不是热,此一数值愈高愈好,而HB LED即是可提供较高的能源转换效率的范例之一;尤其是在驱动电流有所波动的情况下,则色调最有可能产生变化的光源就是白炽灯。 

  此外,对于萤光灯和HB LED而言,胜过白炽灯的最大优势就是寿命,这也正是白炽灯泡在许多国家已逐渐退出市场的主因之一,紧接着,HB LED的发展也将较萤光灯普及。这是因为HB LED是固态(采用矽制成,不易碎裂),且体积非常小,以及不含危险化学物质(不需要特殊的环保处理)等优势。 

  HB LED设计须多方考量

  值得一提的是,对于HBLED的使用,消费者要求高品质,并希望功率因数至少能有90,效率能达到80%或更高。在直流电(DC)应用中,最大输入电压约可达到40伏特(V);而在交流电(AC)应用中可能是120伏特或240伏特(最大是277伏特)输入。此外,HB LED必须采用120Hz以上的脉冲宽度调变器(PWM)加以驱动,如此即可将出现的干扰降至最低,但是,有时后此频率却需为可变的。 

  除了上述的设计限制外,根据工程师和应用的不同,亦可选择使用隔离型或非隔离型设计;必要时,还要一并考虑调光电路的复杂性。显而易见,并没有一种适用于所有情况的照明解决方案,各种设计皆有其各自的考量;而每一种解决方案针对LED数量及贯穿其中的电流皆有特别定义,包括磁性元件、电源元件及输出电容器的选择也都须根据不同设计而有所调整。 

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