據(jù)統(tǒng)計(jì)，有高達(dá)20%至22%的電能用于照明。提高照明應(yīng)用的能源使用效率乃至進(jìn)一步降低其能源消耗,，有助于減少二氧化碳排放,，造就更加綠色環(huán)保的世界。因此,，高能效照明正在成為業(yè)界競(jìng)逐的一個(gè)焦點(diǎn),。
大功率" title="大功率">大功率區(qū)域照明存在不少挑戰(zhàn)，如燈具可能難以接近,、光源發(fā)生故障時(shí)可能帶來(lái)安全問(wèn)題,、戶(hù)外存在多種極端環(huán)境條件等。此外,，不容忽視的是,，應(yīng)用于大功率區(qū)域照明的現(xiàn)有光源(如金屬鹵素?zé)簟⒏邏衡c燈,、線性熒光燈及緊湊型熒光燈)存在著不少局限,，如高壓鈉燈的顯色性差(CRI約為22)，金屬鹵素?zé)舻牡湫蜔艟邠p耗較高(40%)且其從啟動(dòng)到發(fā)光至完整亮度經(jīng)歷的時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)10分鐘,，線性熒光燈的冷溫度性能差,，緊湊型熒光燈的啟動(dòng)速度也較慢。
另一方面,，隨著高亮度白光發(fā)光二極管(LED)在性能和成本等方面持續(xù)改進(jìn),，越來(lái)越多地用于大功率區(qū)域照明，并提供傳統(tǒng)光源不具備的優(yōu)勢(shì),，如發(fā)出每流明光所消耗的電能更少,、方向控制性更好、色彩質(zhì)量更佳,、環(huán)保,，并且其開(kāi)啟和關(guān)閉能夠更方便地控制，便于自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境光從而改變亮度;此外,，LED的可靠性也更佳,，利于降低維護(hù)成本及總體擁有成本。
LED區(qū)域照明應(yīng)用要求
LED驅(qū)動(dòng)器的主要功能就是在多種條件下限流,，并要保護(hù)LED免受浪涌及其它故障條件影響，以及提供某種等級(jí)的安全性,，避免(電氣和/或機(jī)械方式的)震動(dòng)及著火,。對(duì)于區(qū)域照明應(yīng)用而言，室外環(huán)境會(huì)給LED驅(qū)動(dòng)器帶來(lái)溫度挑戰(zhàn),，且可能需要承受277 Vac,、347 Vac或者甚至480 Vac等比標(biāo)準(zhǔn)電壓更高的交流輸入電壓。
區(qū)域照明應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)器可能還需要符合某些有關(guān)功率因數(shù)或諧波含量的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。如歐盟的國(guó)際電工聯(lián)盟(IEC)的IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)功率超過(guò)25 W的照明設(shè)備(C類(lèi))的諧波含量提出了要求,，相當(dāng)于總諧波失真(THD)低于35%;但符合IEC61000-3-2 C類(lèi)諧波含量要求并不必然表示功率因數(shù)(PF)高于0.9,。而某些市場(chǎng)(如美國(guó))通常要求PF高于0.9及THD低于20%。
很多區(qū)域照明應(yīng)用都在室外,，可能會(huì)經(jīng)受各種嚴(yán)格溫度條件,，從而使總體使用壽命受到影響。而總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)使用壽命有重要影響,，故使用內(nèi)部發(fā)熱較少,、損耗更低的高能效LED驅(qū)動(dòng)器非常重要，而且在設(shè)計(jì)中要對(duì)驅(qū)動(dòng)器與LED熱源進(jìn)行熱隔離,，從而增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性,。
圖1：智能雙亮度等級(jí)LED街道照明示例。
LED照明的控制也可以變得更加智能化,。傳統(tǒng)街燈以定時(shí)器或環(huán)境光傳感器來(lái)自主控制,。而利用電力線通信(PLC)或無(wú)線控制技術(shù)，可以提供高度靈活的LED區(qū)域照明控制,，如基于時(shí)間的光輸出等級(jí)集中控制,、基于車(chē)流量傳感器的發(fā)光等級(jí)控制，以及根據(jù)檢測(cè)人,、車(chē)活動(dòng)來(lái)調(diào)控市中心照明,，兼顧步行車(chē)及街道照明。LED智能控制技術(shù)在節(jié)省電能之余,，還不會(huì)損及安全性,。典型應(yīng)用有如智能雙亮度等級(jí)照明，如公園,、加油站頂棚,、停車(chē)場(chǎng)所、樓梯及電冰箱箱體照明都支持根據(jù)需要來(lái)調(diào)整亮度等級(jí)的照明,。LED能夠即時(shí)導(dǎo)通及關(guān)閉,，能夠在這些應(yīng)用中方便地根據(jù)動(dòng)作或活動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)照明等級(jí)，如在未檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)提供20%-40%的亮度等級(jí),，而在檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)提供100%亮度的照明,。這樣就利于大量節(jié)省額外的電能消耗。
LED區(qū)域照明電源" title="電源">電源架構(gòu)及典型LED驅(qū)動(dòng)方案
1)適合線性燈,、線槽燈等應(yīng)用的分布式/模塊化方案
大功率LED區(qū)域照明應(yīng)用中,，一種常見(jiàn)的電源架構(gòu)是“功率因數(shù)校正(PFC)+恒壓(CV)+恒流(CC)”的三段式架構(gòu)。這種架構(gòu)中,，交流輸入電源經(jīng)過(guò)功率因數(shù)校正和隔離型直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換后,，輸出24至80 Vdc的固定電壓,，提供給后面內(nèi)置DC-DC降壓轉(zhuǎn)換電路的恒流LED模塊(見(jiàn)圖2)。這種架構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了能夠現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)的模塊化途徑,，可根據(jù)實(shí)際需求,，靈活改變LED光條數(shù)量，從而增加或減小光輸出,，滿(mǎn)足具體區(qū)域照明應(yīng)用要求,。這種架構(gòu)下，交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換與LED驅(qū)動(dòng)電路并未集成在一起,，而是采用分布式配置,，既簡(jiǎn)化安全考慮又增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性，也稱(chēng)作分布式方案,，典型應(yīng)用包括線性燈及線槽燈等,。
在這種模塊化途徑下，一項(xiàng)設(shè)計(jì)能夠擴(kuò)展用于多種光輸出等級(jí),。而且隨著LED光輸出性能增強(qiáng),，LED模塊要提供相同光輸出等級(jí)，所需采用的燈條就更好,。而每個(gè)燈條都設(shè)有一個(gè)專(zhuān)用的DC-DC.
圖2：典型的模塊化LED區(qū)域照明電源架構(gòu)示意圖,。