引言

　　與燈泡或螢光管相比，LED不單體積更小，光線(xiàn)放射更具方向性，而且只需低壓直流電即可驅(qū)動(dòng)。IEEE認(rèn)可的以太網(wǎng)電源(PoE)可以利用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)電纜來(lái)提供電源，并且這些電纜同時(shí)可提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。PoE供電設(shè)備可在長(zhǎng)達(dá)100米的電纜上利用48VDC來(lái)輸送15W的電力。在長(zhǎng)電纜末端發(fā)放低功率高亮度光線(xiàn)自然非48VDC莫屬。此外，對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)器而言，采用DC-DC轉(zhuǎn)換器比起AC-DC轉(zhuǎn)換器的效果更佳，因?yàn)楹笳咝枋褂酶嘣涂臻g，而且效率亦比較低。事實(shí)上，LED和PoE兩者好像是為對(duì)方而生。配合PoE再加上高功率的LED，便可誕生出一個(gè)無(wú)懈可擊的方案。

　　針對(duì)性解決方案

　　IEEE 802.11af規(guī)定在電源處的最高功率為15W。在典型電壓48V下，輸出電流為350mA。

　　然而，CAT5以太網(wǎng)電纜本身在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有預(yù)期要做輸電應(yīng)用，故一般只是采用較細(xì)的24線(xiàn)規(guī)銅線(xiàn)。因此，長(zhǎng)距離的功率損耗(PoE電纜的長(zhǎng)度可達(dá)100米)可達(dá)2W，剩下只有約13W給負(fù)載。要解決這個(gè)問(wèn)題就需要使用10個(gè)1W的LED來(lái)組成一個(gè)光源，并用一條12英尺長(zhǎng)的CAT5電纜把燈泡連接到電源。這樣，LED的照明效能便可大幅提升，標(biāo)準(zhǔn)的1W器件可發(fā)放每瓦50流明的光度，而最好的器件則可每瓦達(dá)100流明，并且會(huì)不斷改進(jìn)。

　　北美LED制造商Cree生產(chǎn)的的1W功率LED在LED的裸片中采用表面貼裝技術(shù)，內(nèi)置了一塊可提供朗伯(lambertian)觀景角度的鏡片和一個(gè)具有低熱阻接口的裸片散熱銅套。這些型號(hào)為XLamp系列的1W LED器件，現(xiàn)有七種顏色供選擇：紅、紅-橙、黃、綠、青、藍(lán)和墨藍(lán)，以及三種白色的色溫：冷白(5000K至10000K)、軟白(3500K至5000K)和暖白(2600K至3500K)。PoE 饋電器是一個(gè)供電設(shè)備(PSE)，它從以太網(wǎng)電纜提取數(shù)據(jù)并在閑置的雙絞線(xiàn)上加入電源。可從數(shù)家電信設(shè)備制造商處購(gòu)得具備有八個(gè)輸出端口的饋電器，因此這個(gè) 方案下的照明系統(tǒng)特色是：每種顏色均有一個(gè)PoE LED燈，在任何給定時(shí)間都可以供電給八個(gè)LED燈。

圖 1 PoE LED 燈的原理圖

　　電源方案

　　現(xiàn)今有數(shù)家模擬半導(dǎo)體制造商可提供兩種基本的元件來(lái)建立一個(gè)10W的PoE LED燈，它們是802.11af認(rèn)可的受電器件(PD)接口和一個(gè)高效率的LED驅(qū)動(dòng)器。該P(yáng)D接口可檢測(cè)PSE的以太網(wǎng)電源可用性，并且可以在起動(dòng)時(shí)為涌流限制提供軟起動(dòng)，也可在備用狀態(tài)期間提供電流限制和諸如 電源良好的邏輯標(biāo)識(shí)信號(hào)，以便告知負(fù)載電源己準(zhǔn)備發(fā)送。圖1為L(zhǎng)M5073的電路原理圖，它提供有一個(gè)PD接口但不包括任何類(lèi)型的開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓控制器。這個(gè)設(shè)計(jì)可自由選用任何的DC-DC轉(zhuǎn)換器拓樸。

　　串連成一行的10個(gè)LED需要的總電壓范圍由22.5V (AlInGaP紅色和黃色 LEDs的典型正激電壓)至40V (用來(lái)正向偏壓InGaN綠、藍(lán)和白色LED的最大電壓)。這意味即使在最?lèi)毫拥臈l件下，LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓都將會(huì)比輸入電壓為低，從而允許使用升壓或降壓穩(wěn)壓器來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。

　　VO = n x VF

　　其中n是串聯(lián)LED的數(shù)量，VF是LED的正激電壓。

　　盡管輸出電流只是一個(gè)可控制的參數(shù)，它卻代表了輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系，并可支配什么樣的DC-DC轉(zhuǎn)換器拓樸作為設(shè)計(jì)。多種因素顯示降壓穩(wěn)壓器比起其他任何類(lèi)型的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器能得出更佳的LED驅(qū)動(dòng)效果，尤其是它的高功率效率和低元件用量。