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用LED替代低效率的MR16卤素灯

作者:时间:2012-03-12来源:网络收藏
摘要:利用替代能够有效降低能耗,节省电路及系统维护的成本。本应用笔记详细说明了在当前的照明系统中采用的优势,文中给出的5W白光驱动电路结合散热器,能够在照明灯中替代10W的

本文还发表于Maxim工程期刊,第61期(PDF, 1MB)。

LED照明可有效节能

如今,照明占美国用电量的近五分之一¹,其绝大部分仍然使用( 5%)的白炽灯。推广节能照明技术将大大节省电能,减少二氧化碳排放量,并减少新建发电厂的需求。

例如,美国能源部预计仅将嵌入式聚光灯替换成LED一项,每年就可节省81.2万亿瓦时(TWh)的电能,相当于670万个家庭的年用电量。综上,仅此一项所节省的电能即可减少13个1000MW火电厂的建造²。

MR16因其较高的效率,被广泛用于替代商用和家用照明中的白炽灯。常用MR16灯的功耗范围为10W至50W,其光通量范围为150流明(lm)至800lm。因此,典型的MR16卤素灯的效率约为每瓦15流明(lm/W)或发光效率为15%。虽然白炽灯有所改进,但MR16卤素灯仍有许多待改进之处。

如今的LED技术为卤素灯提供了高性价比、MR16兼容的固态照明替代方案。例如,LedEngin™最新一代的5W (单芯片、4mm × 4mm封装)和10W (四芯片、7mm × 7mm封装)大功率LED在电流为1000mA、结温(TJ)为+120°C时的典型光效为45lm/W。实际工作条件下,该指标等效于155lm (1000mA、TJ = +120°C、5W封装)和345lm (700mA、TJ = +120°C、10W封装)的典型光通量。这些LED在相同亮度条件下比卤素灯节省了50%的功耗。

此外,典型卤素灯的使用时间在2000hrs以内,LedEngin预计其LED在长期工作(100,000hrs、TJ = +120°C)后仍可保持相当高(90%)的光照强度。LED较长的使用寿命有效降低了产品有效期内的灯泡更换率,从而降低维护和使用费用。

MR16 LED的参考设计

在图1所示MR16 LED参考设计中,Maxim选择LedEngin的5W白光LED (WLED),用于演示MAX16820的1000mA电流驱动能力。表1和表2列出了详细的MR16参考设计的元件和电气参数,该参考设计采用大多数MR16应用中的12VAC ±10%典型输入电压。

用LED替代低效率的MR16卤素灯
图1. 采用MAX16820 LED驱动器构建的5W MR16 LED灯驱动电路,图中LED为LedEngin的5W WLED。

表1. 5W MR16 LED驱动电路的元件列表
DesignationDescription
D1–D4Rectifier diodes
FBR130
C1, C2100µF/25V tantalum capacitors or one
220µF/25V electrolytic capacitor
C41µF/25V ceramic capacitor
R10.2Ω ±1% sense resistor
IRC LRC-LR1206LF-01-R200-F
C31µF/6.3V ceramic capacitor
Q1MOSFET
FDN359BN
D5Freewheeling diode
FBR130
U1MAX16820
L139µH/1.2A buck inductor
Sumida CDRH6D38NP-390NC

表2. 5W MR16 LED灯驱动电路的电气参数
VIN (min)10.8VAC
VIN (max)13.2VAC
VLED (min)5V
VLED (max)3.1V
ILED1A
ILED Tolerance±15%
Open-LED ProtectionYes
Shorted-LED ProtectionYes

MAX16820是针对LED驱动应用,特别是基于LED的MR16设计而设计,是MR16 LED灯电路的理想选择。MAX16820采用超小型、6引脚TDFN封装,工作在4.5V至28V输入电压,能够驱动外部高性价比MOSFET,以提供宽范围的LED电流驱动能力。MAX16820工作在汽车级温度范围(–40°C至+125°C),可安

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关键词: LED 低效率 MR16 卤素灯

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