So sánh các giải pháp cho bốn loại đèn đường LED
Đèn đường LED là một ứng dụng rất quan trọng trong việc chiếu sáng bằng đèn LED. Với tiền đề tiết kiệm năng lượng và điện năng, xu hướng đèn đường LED thay thế đèn đường truyền thống ngày càng trở nên rõ nét. Có rất nhiều mẫu mã bộ nguồn đèn đường LED trên thị trường. Thiết kế ban đầu chú ý nhiều hơn đến việc theo đuổi chi phí thấp; trong tương lai gần, sự đồng thuận đã dần hình thành, và hiệu quả cao và độ tin cậy cao là quan trọng nhất.
Bài viết này chủ yếu dành cho ứng dụng của một số loại đèn đường LED khác nhau, đề xuất kiến trúc phù hợp và phân tích ưu nhược điểm của nó, để người đọc có thể tìm ra giải pháp phù hợp nhất tùy theo tình hình cụ thể và loại đèn đường được thiết kế.
Tùy chọn 1: Đầu vào AC trực tiếp, điều khiển dòng điện không đổi cho 6 chuỗi đèn LED tương ứng
Trong số một số sơ đồ được giới thiệu trong bài viết này, sơ đồ này phải là phương án có hiệu suất cao và chi phí mạch thấp hơn hiện tại (Hình 1). Trực tiếp sử dụng bộ ghép quang để thực hiện điều khiển hồi lưu trên mạch phía sơ cấp để điều chỉnh điện áp đầu ra. So với các sơ đồ truyền thống khác, sơ đồ này có ít tổn thất khi chuyển mạch hơn. Điện áp CS được cố định ở 0. 25V và 6 chuỗi đèn LED tương ứng được điều khiển bằng dòng điện không đổi. IC sẽ phát hiện vị trí của FB và cố định chuỗi đèn LED có điện áp nhỏ hơn ở 0. 5V. Tại thời điểm này, do tổng giá trị Vf của mỗi chuỗi đèn LED là khác nhau, điện áp được tạo ra sẽ rơi trên ống MOS, dẫn đến một số tổn thất. Nếu đó là đèn LED thường được sàng lọc Vf và BIN, tổn thất nên được kiểm soát trong vòng 2 phần trăm, nhỏ hơn tổn thất chuyển mạch chung.
Ưu điểm của phương án này là hiệu quả cao và chi phí thấp, nhưng nhược điểm là đầu vào AC đòi hỏi nhiều chi phí nghiên cứu và phát triển hơn. Giải pháp này thích hợp cho đèn đường có thể được đầu vào trực tiếp với AC.
Tùy chọn 2: Đầu vào DC hoặc pin, điều khiển dòng điện không đổi cho 6 chuỗi đèn LED tương ứng
Nó áp dụng thiết kế cấu trúc tăng cường nhiều chuỗi và phương pháp điều khiển LED tương tự như phương pháp trước đó, ngoại trừ đầu vào AC được thay đổi thành DC hoặc đầu vào pin (Hình 2). Trong thiết kế cảm biến phía điện áp thấp, miễn là các ống MOS thích hợp được chọn, một số lượng đáng kể đèn LED có thể được kết nối nối tiếp. So với sơ đồ đầu vào AC, thiết kế của nó đơn giản hơn. Tuy nhiên, hiệu quả tương đối thấp do phải bổ sung thêm công tắc tăng áp.
Ưu điểm của sơ đồ này là thiết kế đơn giản và chi phí mạch thấp, nhưng nhược điểm là hiệu suất thấp. Nó thích hợp cho pin mặt trời hoặc đèn đường với đầu vào thông qua bộ chuyển đổi.
Tùy chọn 3: Cấu trúc bước xuống một loạt
Một số nhà sản xuất vẫn thích sử dụng thiết kế một dây, có ưu điểm là dễ bảo trì và thiết kế mô-đun. Đèn đường của các công suất khác nhau có thể sử dụng cùng một thanh ánh sáng, miễn là bảng điều khiển được thay thế và lắp một số thanh ánh sáng khác nhau, có thể kết hợp nhiều đèn đường khác nhau của các công suất khác nhau. Nhưng nhược điểm của nó là mỗi chuỗi đòi hỏi một môđun nguồn độc lập, giá thành đắt và cấu trúc bậc xuống sẽ hạn chế số lượng đèn LED đối với điện áp chịu đựng của IC. Trong ví dụ minh họa trong Hình 3, có nhiều nhất 14 đèn LED mắc nối tiếp. Nếu bạn muốn thiết kế một thanh đèn 20W, bạn cần sử dụng đèn LED 700mA. Để đạt được hiệu quả cao, điện áp đầu vào, tức là điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi, phải được điều chỉnh cho số lượng đèn LED. Lấy 10 đèn LED làm ví dụ, muốn đạt hiệu quả cao thì phải chỉnh điện áp đầu vào khoảng 42V.
Ưu điểm của sơ đồ này là cấu trúc bậc xuống có hiệu quả cao, thiết kế chuỗi đơn và cấu hình linh hoạt hơn. Nó phù hợp cho đầu vào đèn đường thông qua một bộ chuyển đổi.
Đề án 4: RT8480 với cấu trúc tăng cường chuỗi đơn
Đối với cùng một thiết kế chuỗi đơn, cấu trúc tăng cường (Hình 4) sẽ kém hiệu quả hơn cấu trúc buck, nhưng số lượng đèn LED mắc nối tiếp không còn bị giới hạn bởi điện áp chịu đựng của IC, mà được xác định bởi MOS, vì vậy nhiều hơn Đèn LED có thể được kết nối trong đèn LED nối tiếp. Vì điện áp đầu ra của hầu hết các pin mặt trời không cao nên đèn đường năng lượng mặt trời phù hợp hơn để sử dụng cấu trúc tăng áp. Thiết kế dòng điện không đổi của chế độ dòng điện có thể làm cho dòng điện đầu ra ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp đầu vào, nhờ đó đèn đường có thể duy trì độ sáng như cũ khi pin được nạp đầy hoặc khi sắp hết điện.
Ưu điểm của sơ đồ này là số lượng đèn LED mắc nối tiếp không bị giới hạn bởi điện áp chịu đựng của IC, nhưng nhược điểm là giá thành mạch cao hơn và hiệu suất thấp hơn một chút so với cấu trúc bậc xuống. Nó phù hợp với đèn đường năng lượng mặt trời.
