LED照明系统设计
Tj=Ta + ( Rth b-a×Ptotal )+ ( Rth j-sp×PLED )
其中,Tj 为 LED结温,Ta 为环境温度,Rth b-a为散热片的热阻,PLED为单个LED的功耗,PLED=工作电流×该工作电流下的典型Vf,Ptotal =总功耗=LED数×PLED,Rth j-sp=LED封装热阻。
示例中的照明的值为:
Tj,MAX=80℃
Rth b-a=0.47℃/W
PLED=0.35 A×3.3 V=1.155 W
Ptotal=16×1.155 W=18.48 W
Rth j-sp=8℃/W
Ta MAX=Tj MAX-( Rth b-a×Ptotal )-( Rth j-sp×PLED )
= 80℃- ( 0.47℃/W×18.48 W ) -( 8℃/W×1.155 W )
= 80℃- 8.6856℃-9.24℃
= 62℃
对本室内应用,例中照明的最高环境温度62℃可以接受。对需要最高环境温度更高的工作环境,既可以提高最大结温(可能影响使用寿命),也可以改进热系统(Rth b-a )(例如选择更好的散热片)。
电气系统选项
1.现成的LED驱动器
由于现成LED驱动器已经可以使用了,并且有参考电路设计,所以,使用现成的LED驱动器将使设计时间最快。对所有零件都进行电磁干扰(EMI)和安规测试,并且一般来说,批量情况下每单位的成本最低。
缺点是现有LED驱动器效率通常在80%中间范围。根据销售商和应用的不同,使用寿命和工作温度也可能是个问题。
2.下一代LED驱动器
随着LED照明的逐渐普及,更多的半导体公司都在将注意力转向优化LED设计。也可选择与一家这样的公司就下一代LED驱动器开发进行合作,这样效率更高,并且能获得管理部门的完全认可。
不过,等待产品开发可能推迟LED照明的开发。另外,小一些的公司可能无法找到驱动器公司来一起开发未上市的产品。
3.定制设计
对于热设计,可以选择完全定制电气系统。可能比使用现成零件达到的效率高,但有许多潜在缺点。
开发和认证批准由设计师承担。即使在开发之后,每单位成本也可能高于现有方案。另外,不要忘记,在LED照明开发期间,驱动器公司会一直开发效率更高且更廉价的驱动器。
可以利用的开发资源和目标效率通常决定了电气系统的选择。在目前的大功率LED环境下,总照明效率的提高受LED本身的影响比受驱动器的影响要大。尽快完成产品可能比试图等电气设计更完美后要有利。
步骤六:最后步骤
表8详细给出了构建和评估原型照明的最后步骤,一旦作出设计决定,可按照该步骤来完成。
从哪里得到帮助
整个LED照明设计步骤是决定性的。表9提供了可以帮助得到最终设计的Cree目前的合作伙伴的联系方法。
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