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有趣的试验:LED灯的启动特性很特别

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放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-25  作者:李炳华  编辑:Alisa
核心提示:最近的一次试验有一种非常有趣、奇怪的现象,希望和大家探讨、交流,共同分析造成这种现象的原因。试验在实验室进行,室内环境,电源为220V,50Hz交流电,电压稳定,灯具为400WLED

最近的一次试验有一种非常有趣、奇怪的现象,希望和大家探讨、交流,共同分析造成这种现象的原因。

试验在实验室进行,室内环境,电源为220V,50Hz交流电,电压稳定,灯具为400WLED灯,测量仪表为常见的福禄克,试验目的是要测量LED灯的启动特性。

试验非常简单,连接灯与电源后,接入测量仪表,检查接线无误后,接通开关,灯具通电后感观瞬间点亮,仪表记录了启动过程,波形如图1所示。

图1    启动过程波形图

从图1可知,启动过程有如下特点:

1、启动电流大

启动过程具有非常大的尖峰电流,最大值达29A,对于额定电流只有约2A的LED灯,尖峰电流近15倍之多,远远超出预期。

2、启动时间短

启动时间比较短,从开始接通电源到电流稳定只有1秒左右的时间,而出现最大值的时间约在800纳秒,非常靠前。

3、负向峰值

从图中可以看出,启动过程中除了正向峰值外, 还存在负向峰值,有时负向峰值比正向峰值大。

图2  负向峰值较大

4、峰值不确定

多次实验发现,峰值的大小存在不确定性。这与电源是交流电有关,灯具接通电源的时机是随机的,造成峰值大小不同。

图3  峰值具有不确定性


试验表明:启动时存在较大的启动电流,最大达15倍;启动时间短,只有1秒左右,峰值在800ns左右;存在反向峰值;峰值存在不确定性,多次试验峰值电流大小不一。文章推出后,引起广大网友的关注和留言,究其原因众说纷纭。笔者试图解释,与大家探讨。

图4  LED灯驱动电路图

图4引自某LED灯的驱动电路图,电源为交流220V,电容C1、R1起到降压限流作用。VD1~VD4组成整流电路,将交流变为直流。接着电容器C2进行滤波,直流电压为发光二极管VD5~VD8提供工作电压。由此可以看出,当LED灯通电后,先要为电容器C2充电,这是启动时峰值电流的根本原因。C2充电完毕后,电流逐渐稳定,达到稳态,电流变为额定电流。C2的充电时间决定峰值电流出现的时间。

因此,在LED照明配电系统设计时,保护电器要与之匹配。

因此,LED驱动电路中的滤波电容器是产生较大启动电流的原因。


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