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一种更加简便高效的方法 让您的LED 运行更加明亮,寿命更持久。.pdf 评分

一种更加简便高效的方法 让您的LED 运行更加明亮,寿命更持久。pdf,本文转自Vicor资深产品营销经理 Chester Firek,讲述了一种更加简便高效的方法,让您的LED 运行更加明亮,寿命更持久。
2.减少LED的发热效应一如前文所述,热量是LED的死敌,效率低下的电源设计只 会使事情变得更糟。温度过高会缩短LED的使用寿命,并会造成褪色。更糟糕的是,光 输出会随接温的升高而下降;为LED应用提供高效率电源系统,必须注意每个单个组件, 避免局部热点,这些局部热点不仅会使LED更快损坏,而且还会使LED在整个使用过 程中变暗。这对光质量和均匀度都很重要的视频墙而言至关重要。 图3:不同颜色LED的相对光输出与 接温的关系 160 red LEDS (图片来源:RP/ LumiLecs blue leds ⊙120 a white LEDs a100 80 40 25 20020406080100120 Junction temperature('Q) 提高电源系统效率的简单方法是最大限度减少转换级数。例如,去掉一个转换级可将系 统效率提升5%到10%,并且以功率级为准,可减少系统內产生的热量。要取消转换级, 设计人员必须选择可在不影响效率的情况提供髙步降转换比的组件。 电源系统组件实现差异化 有许多电源系统架构可供选择,以便将AG电源转换成低电压D电源,用于LED驱动 器及控制电路。无论选择哪种特定架构,设计一般都包含以下模块: ■由热保护金属氧化物变阻器(TMoV)或类似器件提供的输入保护; ■AC滤波整流模块; ■含功率因数校正(PF0)的大型A-D转换模块,用于最大化A0电源提供的功率并 遵守严格的设备功率因数需求; ■负载点(PoL)DC-DC降压稳压,生成最终严格稳压的电压轨。 VICOR PowerBench vIcorpower. com 第三页 例如(图4), Vicor提供综合而全面的产品组合,简化大型视频墙的电源设计。这会带 来一个简单的设计,不仅可最大限度减少转换级,而且只需极少的外部组件 图4:混合电压ACDC电源系 统架构。PFM将中间母线电压输 出至各面板的负载点转换器。 (图片来源: Vicor S Buck 12V Cool-Pot 264VA0 4 VDC TMOY AIM PFM Cool- power Z5 Buck 84v 高效率电源设计的构建块 Vicor可为高功率LED构建一个高效的设计方法: 心输入级一AG输入前端模块(AIM)可执行线路整流、EM/RFⅠ滤波、瞬态保护以 及涌流限制,从而可为后续级提供非隔离整流AG线路电压。 A0-D转换一PM系列可为AC-DC系统提供支持PFC的隔离式稳压AC-Dc转换器。 AIM/PFM组合能够以高达92%的效率,将通用AC转换成隔离式48V或24V电压,用 于功率高达400W的系统;其外形比普通智能手机还小(图5)。该系列采用双面散热 外壳,提供底盘安装和电路板安装两个选项 图5:PFM4414VA旁边是标 准智能手机 DG-D降压转换一Go- Power是高输入电压、宽范围输入DDC零电压开关 (zVS)降压稳压器系列,采用单个封装高度集成控制器、电源开关以及各种支持组件。 zVS拓朴支持兆赫兹开关频率,可降低栅极驱动损耗及体二极管传导损耗;Co丨- Power zVS稳压器的工作输入电压可以是12V、24,也可以是48V,不仅可实现超过97.5% 的效率,而且只需一个外部电惑器和极少的电容器,就能形成完整的DC-Dc降压稳压 器解决方案。 VICOR PowerBench vIcorpower. com 第四页 确定最佳电源解决方案 使用上述构件块为LED视频墙提供几种合理的系统架构。 由多个较小面板组成的大型面板显示屏必须能够关断通用母线电压。将AG电源直接配送给 各面板,然后在各面板上进行A0-D0转换,不仅成本高,而且体积大,通常不是基于安全考 虑的选项。相反,单个大型AC-DC转换器级一般用来提供隔离式低电压母线电压,为各个独 立面板供电。就大型面板而言,从大型AC-DC电源到LED驱动器的距离可能有好几米长, 随着功率级的提升,这会带来各种挑战。 中间D母线电压有何选项? 24V和12∨配电一直是LED面板最常用的母线电压。与AC配电相比,可从面板上消除潜 在致命的电压,而且符合低电压电源的安全超低电压(SELV)“安全”电压电平要求。 然而,12V或24的高级选项是将中间电压加倍到48V(图6)。48V低于60V,因此仍然 符合SELV标准,甚至还包含20%的过压保护容差。与24V系统相比,这不仅可在给定功 率级下将电流减半,而且还可缩减缆线成本和重量,达到更加节省的效果! 此外,它还可将配电损耗减少75%,降低热生成。更低的工作温度可提高系统可靠性,而更 低的电流则可降低LED面板的厚度。母线以更低的配电损耗传输更高的电压还会使视频墙更 高效,这可为终端用户降低整个生命周期的工作成本。 生成48V设计的选项 生成隔离式48V配电母线可能会非常简单,除了AC输入PFM以外,高功率AC-DC转换 器后面可能还连接有 Vicor母线转换器模块(BCM),用来以高达98%的峰值效率将380∨ 转换成隔离式48V。单个高电压BCM能在63x22毫米封装内进行1.75kW的电源输出,功 率密度为2,735W/in3。48V解决方案后面既可连接48N输入Goo|- Power降压稳压器,也 可连接48输入Co|- Power升降压稳压器,直接为LED或LED驱动器供电。 图6:48V电源系统架构(图 片来源: Vicor) 380V 48 BCM 3.3V 25V VICOR PowerBench vIcorpower. com 第五页 48V带来24V无法提供的优势 怎样才能带来更亮、使用寿命更长的LED? 先深入了解几种方法的优点。在大型视频显示屏中驱动成千上万个LED,需要高效率的电源 系统产生所需要的低电压、高电流电源。以前,设计人员会转而采用负载点解决方案,将24 用作中间D0电压。将电压提升到48V,也可获得许多24无法提供的优势: 1.更低的热生成/更便捷的热管理 2.更少的布线/更低的成本、更小的尺寸和更轻的重量; 3.更高的LED性能/更高的显示质量 4.更长的面板使用寿命/更高的可靠性 5.更高的电源效率/更少的电源使用 为确保新一代大型LED显示屏的部署,让LED更亮、使用寿命更长,请使用48V启动 Vicor的LED组件 Vicor的模块化电源系统组件可帮助设计人员轻松装配可配置的高密度、高效率LED电源系 统。高灵活性是该组件系统与生俱来的,因此只需极少的操作,就可用于几乎任何功率级、 尺寸或封装。高灵活、高效率的构件块与直观的在线设计工具及易于使用的开发套件相结合, 设计人员可便捷地优化电源系统设计。 立即使用 Vicor电源系统设计工具 启动您的LED系统设计。 VICOR PowerBench vIcorpower. com 第六页

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