Как рассчитать драйвер для светодиодов: Как подобрать драйвер для светодиодов? Ответ эксперта

Содержание

Как подобрать драйвер для светодиодов? Ответ эксперта

Светодиоды продолжают форсировать очередные рубежи в мире искусственного освещения, подтверждая своё превосходство целым рядом преимуществ. Большая заслуга в успешном развитии LED-технологий принадлежит источникам питания. Работая в тандеме, драйвер и светодиод открывают новые горизонты, гарантируя потребителю стабильную яркость и заявленный срок службы.

Что собой представляет светодиодный драйвер, и какая функциональная нагрузка на него возложена? На что обратить внимание при выборе и есть ли альтернатива? Попробуем разобраться.

Что такое драйвер для светодиода и для чего он нужен?

Выражаясь по-научному, LED-драйвером называют электронное устройство, основным выходным параметром которого является стабилизированный ток. Именно ток, а не напряжение. Устройство со стабилизацией напряжения принято именовать «блоком питания» с указанием номинального выходного напряжения. Его используют для запитки светодиодных лент, модулей и LED-линеек. Но речь пойдет не о нём.

Главный электрический параметр драйвера для светодиода – выходной ток, который он может длительно обеспечивать при подключении соответствующей нагрузки. В роли нагрузки выступают отдельные светодиоды или сборки на их основе. Для стабильного свечения необходимо, чтобы через кристалл светодиода протекал ток, указанный в паспортных данных. В свою очередь, напряжение на нём упадёт ровно столько, сколько потребуется p-n переходу при данном значении тока. Точные значения протекающего тока и прямого падения напряжения можно определить из вольта-мперной характеристики (ВАХ) полупроводникового прибора. Питание драйвер получает, как правило, от постоянной сети 12 В или переменной сети 220 В. Его выходное напряжение указывается в виде двух крайних значений, между которыми гарантируется стабильная работа. Как правило, рабочий диапазон может быть от трёх вольт до нескольких десятков вольт. Например, драйвер с Uвых=9-12 В, Iвых=350 мА, как правило, предназначен для последовательного подключения трёх белых светодиодов мощностью 1 Вт. На каждом элементе упадёт примерно 3,3 В, что в сумме составит 9,9 В, а значит это попадает в указанный диапазон.

К стабилизатору с разбросом напряжений на выходе 9-21 В и током 780 мА можно подключить от трех до шести светодиодов по 3 Вт каждый. Такой драйвер считается более универсальным, но имеет меньший КПД при включении с минимальной нагрузкой.

Немаловажным параметром светодиодного драйвера является мощность, которую он может отдать в нагрузку. Не стоит пытаться выжать из него максимум. Особенно это касается радиолюбителей, которые мастерят последовательно-параллельные цепочки из светодиодов с выравнивающими резисторами, а потом этой самодельной матрицей перегружают выходной транзистор стабилизатора.

Электронная часть драйвера для светодиода зависит от многих факторов:

  • входных и выходных параметров;
  • класса защиты;
  • применяемой элементной базы;
  • производителя.

Современные драйверы для светодиодов изготавливают по принципу ШИМ-преобразования и с помощью специализированных микросхем. Широтно-импульсные преобразователи состоят из импульсного трансформатора и схемы стабилизации тока. Они питаются от сети 220 В, имеют высокий КПД и защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Драйверы на базе одной микросхемы более компактны, так как рассчитаны на питание от низковольтного источника постоянного тока. Они также обладают высоким КПД, но их надёжность ниже из-за упрощенной электронной схемы. Такие устройства очень востребованы при светодиодном тюнинге автомобиля. В качестве примера можно назвать ИМС PT4115, о готовом схемотехническом решении на основе этой микросхемы можно прочесть в данной статье.

Критерии выбора

Сразу хочется отметить, что резистор – это не альтернатива драйверу для светодиода. Он никогда не защитит от импульсных помех и перепадов в питающей сети. Любое изменение входного напряжения пройдёт через резистор и приведет к скачкообразному изменению тока из-за нелинейности ВАХ светодиода. Драйвер, собранный на базе линейного стабилизатора – тоже не лучший вариант. Низкая эффективность сильно ограничивает его возможности.

Выбирать LED-драйвер нужно только после того, как будет точно известно количество и мощность подключаемых светодиодов.

Помните! Чипы одного типоразмера могут иметь различную мощность потребления ввиду большого количества подделок. Поэтому старайтесь приобретать светодиоды только в проверенных магазинах.

Касаемо технических параметров, то на корпусе LED-драйвера обязательно должно быть указано:

  • мощность;
  • рабочий диапазон входного напряжения;
  • рабочий диапазон выходного напряжения;
  • номинальный стабилизированный ток;
  • степень защиты от влаги и пыли.

Очень привлекательны бескорпусные драйверы с питанием от 12 В и 220 В. Среди них существуют разные модификации, в которых можно подключать как один, так и несколько мощных светодиодов. Такие устройства удобны для проведения лабораторных исследований и экспериментов. Для домашнего использования всё равно придётся поместить изделие в корпус. В итоге денежная экономия на плате драйвера открытого типа достигается в ущерб надежности и эстетики.

Кроме подбора драйвера для светодиода по электрическим параметрам, потенциальный покупатель должен четко представлять условия его будущей эксплуатации (место размещения, температура, влажность). Ведь оттого, где и как будет установлен драйвер, зависит надёжность всей системы.

Как выбрать драйвер? — SpecLED

 

     Основные критерии для выбора драйвера заключаются в том, какие мощные светодиоды будем подключать 1W, 3W, 5W или светодиодную матрицу, сколько светодиодов будет в одной цепи, требования к уровню защиты драйвера от внешних воздействий.  

     Предположим, что необходимо подключить цепь из 8шт мощных светодиодов 1W белого свечения к переменной сети согласно ГОСТ 29322-92, 220В, 50Гц:

     Падение напряжения на одном белом светодиоде составляет 3.1-3.6V, как правило, можно брать для расчета усредненное значение 3.4V. Ток, протекающий в цепи, должен быть стабилизирован в пределах 300-350мА (для светодиодов 1W). Далее складываем падения напряжений всех светодиодов в цепи VD1+VD2+VD3+VD4+VD5+VD6+VD7+VD8 или просто умножаем 3.4Vх8шт=27.2V.  После проведенных расчетов можно сделать вывод, что необходим драйвер светодиода у которого диапазон выходного напряжения охватывает значение 27.2V, а выходной ток  находится в пределах 300-350мА. 

     На данном этапе хорошо было бы задуматься, где и при каких условия будет работать светильник? Подумали и решили, нужно осветить гараж и/или погреб. В большинстве случаев это не отапливаемые сырые помещения с высоким уровнем влажности круглый год. Конечно же нужно подбирать драйвер в корпусе, желательно герметичном. Для жилых помещений можно использовать без корпусные драйверы, с учетом мер безопасности. Не стоит забывать, на открытом драйвере высокое напряжение опасное для жизни! 

     И так, наши значения V=27.2, I=350мА. Наиболее подходящий драйвер в герметичном корпусе IP67 это драйвер мощностью 9W с выходными характеристиками: 

Выходной ток (I) — 350mA±5%;

Выходное напряжение (V) — 12-32V;

Немного больше информации можно найти тут:

http://specled.blogspot.com/2017/06/1-3-5-led-driver.html

 

     Если Ваш калькулятор не сбоил и с пайкой тоже все в порядке, схема заработает сразу после включения в розетку. Удачной практики!

 

P.S. Вопросы связанные с монтажом и охлаждением мощных светодиодов смотрите в разделе «Монтаж и охлаждение мощных светодиодов». 

 

P.P.S. Основные вопросы, связанные с возможными неисправностями и их симптомами, смотрите в разделе «Собрал, включил – не работает».  

Работа светодиодов невозможна без различных дополнительных устройств, среди которых важное место занимает драйвер. От надежности этого прибора зависит бесперебойность работы светодиодных лент. Драйвер предназначен для обеспечения светодиода стабилизированным током. Устройство необходимо для того, чтобы через кристалл светодиода проходил ток, точно соответствующий значениям, указанным в паспорте источника света. Питание стабилизированным током гарантирует устойчивость излучения и продлевает срок службы светодиода.

Характеристики светодиодных драйверов

Основные характеристики драйверов – напряжение на выходе, номинальный ток и мощность. Драйвер питается от сети постоянного тока 12 В или от сети переменного тока 220 В.

Напряжение драйвера указывается интервалом двух значений, между которыми обеспечивается стабилизация тока. Различные модели рассчитаны на напряжение от 3 вольт до нескольких десятков вольт. Выбор этого параметра зависит от способа подключения светодиодов и их количества. На корпусе драйвера всегда указывается диапазон входных и выходных напряжений, а также номинальный ток. Чем шире диапазон напряжений, тем более универсальным является драйвер. Например, к стабилизатору, дающему на выходе 9-21В и 780 мА, можно подключить от 3 до 6 светодиодов. Но такие драйверы имеют более низкий КПД при минимальной нагрузке по сравнению с моделями, рассчитанными на более узкий диапазон напряжений.

Ток подбирается в зависимости от светового потока и мощности светодиодов. Этот параметр должен соответствовать значениям, указанным в техдокументации светодиода.

Мощность драйвера определяется в зависимости от мощности светодиодных приборов, их количества и цвета свечения. Мощность не должны быть ниже, чем мощность всех светодиодов, подключенных к сети.

Формула для расчета мощности драйвера:

P = k*P(led) × n,

где P(led) – мощность одного светодиода, а n — количество светодиодов, k=1,3 – коэффициент запаса мощности.

Соответственно, количество светодиодов составляет:

n = Р / (k*P(led)).

Важно принимать во внимание и цветовые параметры светодиодов. Кристаллы различных цветов характеризуются разным падением напряжения при прохождение одинакового тока. Приведем наглядный пример. При токе 350 мА падение напряжения красного светодиода составляет 1,9-2,4 В, в таком случае мощность варьируется в пределах 0,66…0,84 Вт (среднее значение – 0,75 Вт).

Для зеленого светодиода падение напряжения при таком же токе составит 3,3-3,9 В, а мощность – 1,15…1,37 Вт (среднее значение – 1,25 Вт). Следовательно, и мощность драйвера для таких источников света должна быть различной. Например, драйвер напряжением 12 В будет иметь мощность 4,2 В при токе 350 мА. Определим количество светодиодов, которые можно подключать к этому драйверу.

  • Количество красных светодиодов: n = Р / k*P(led) = 4,2/(1,3*0,75) ≈ 4-5 светодиодов.
  • Количество зеленых светодиодов: n = Р / k*P(led) = 4,2/(1,3*1,25) ≈ 2-3 светодиода.

Если стоит задача определения параметров драйвера, то используется следующий алгоритм расчета. Допустим, к драйверу нужно подключить 3 светодиода, ток каждого из которых составляет 0,3 А, напряжение – 3В. При последовательном подключении трех источников потребуется драйвер, рассчитанный на напряжение 9В и ток 0,3 А.

Что такое коэффициент мощности светодиодного драйвера?

Важный параметр светодиодного драйвера – коэффициент мощности. Это относительная физическая величина, отношение потребляемой мощности к полной мощности. Активная мощность идет на совершение полезной работы, а полная мощность складывается из активной и реактивной. Повышенная доля реактивной энергии снижает эффективность работы драйвера, энергия расходуется на бесполезный нагрев, прибор работает вхолостую. Вследствие различных воздействий активная мощность всегда ниже полной мощности. Коэффициент мощности может варьироваться в пределах 0…1. В качественных современных драйверах коэффициент превышает 0,95. Повышение коэффициента мощности достигается за счет корректировки с помощью дополнительных устройств. В дешевых устройствах этот показатель может быть менее 0,5.

Понятие коэффициента пульсации

Драйверы решают проблему мерцания светодиодной лампы. Основной показатель мерцания – коэффициент пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и показывает степень колебания освещенности. Допустимый уровень пульсации для разных помещений зафиксирован в нормативных документах: СНиП 23-05-2010 и СаНПиН 2.21/2.1.1.1278-03. Для помещений, в которых осуществляется зрительная работа, предельный коэффициент пульсации составляет 5-10%. Если этот показатель выше, то качество освещения снижается, повышается вредное воздействие на глаза, внешний вид предметов искажается. Если светодиод питается постоянным током, то пульсация отсутствует. В случае питания от сети переменного тока применение качественного драйвера позволяет свести коэффициент пульсации к минимуму.

Виды светодиодных драйверов

Драйверы для светодиодов подразделяются на две категории:

Линейные – простые и дешевые устройства для плавной стабилизации тока при неустойчивом напряжении на входе. Недостатки линейных драйверов – низкая эффективность, повышенное выделение тепла, невозможность применения для мощных светодиодов.

Импульсные – более современные устройства, работа которых основана на принципе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Величина тока на выходе определяется коэффициентом заполнения – соотношением длительности импульса к числу его повторений. Этот параметр меняется в пределах 10-80%. КПД импульсных драйверов достигает 95%. Преимущества таких приборов – компактность, широкое применение для портативных светодиодов, большой диапазон входных напряжений. Существуют модели диммируемых импульсных драйверов – устройств для регулировки яркости освещения.

Как выбрать качественный драйвер для светодиодов?

В продаже можно найти драйверы самых разнообразных моделей в широком ценовом диапазоне. Китайские устройства имеют низкое качество и не сопровождаются гарантией. Долговечность приборов от известных производителей может достигать 70 000 часов, а дешевые аналоги не прослужат и 20 000 часов. Рекомендуем доверять проверенным брендам, которые заслужили доверие потребителей во всем мире.

Микросхемы Supertex

Компания Supertex выпустила очередной новостной бюллетень «Supertex Express JAN/FEB 2014», где нашли отражение информационные сообщения о её новых микросхемах для светодиодных драйверов и драйверов ультразвукового сканирования, очередных новых сотрудниках, усиливающих команду Supertex и последних маркетинговых мероприятиях по продвижению продукции компании. Читать полностью »

Комбинацию свойств полевых и биполярных транзисторов обеспечивает технология обеднённых вертикальных двойных полевых структур (DMOS FET) компании Supertex. Транзистор DN1509, изготовленный по такой технологии, теперь предлагается в миниатюрном корпусе SOT23-5 и продаётся под наименованием DN1509K1-G. Читать полностью »

19 ноября 2013 г. – Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила MD0200 – высоковольтный 4-канальный коммутатор прием/передача с низковольтным мультиплексором, разработанный для применения в медицинских устройствах ультразвуковой диагностики. Также он может найти применение в устройствах для неразрушающего контроля и других ультразвуковых областях. ИС MD0200 содержит 4 высоковольтных (±130 В) коммутатора прием/передача с последующими 4-мя низковольтными аналоговыми ключами, управляемыми с помощью последовательного интерфейса. Единственное напряжение питания, требуемое для работы схемы – 5 В, используемое для логической схемы управления. Читать полностью »

29 Октября 2013 г. – Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила HV9803B – ИС светодиодного драйвера с открытой цепью ОС и стабилизацией по среднему току, работающую в режиме с фиксированным временем закрытого состояния (fixed off-time mode). Данное решение предназначено для схем подсветки ЖК – панелей, применяемых в телевизорах и мониторах, а также для осветительных устройств общего назначения. HV9803B позволяет получить точность установки тока ±2%, хорошую стабильность тока через светодиоды в зависимости от входного напряжения и нагрузки без применения элементов компенсации и детектирования тока в верхнем плече. Схема автоматической подстройки нуля компенсирует влияние как входного напряжения смещения, так и задержки распространения компаратора датчика тока. Читать полностью »

HV264 – новая интегральная схема четырёх независимых высоковольтных усилителей для пьезоэлектрических генераторов и микромеханических приборов от компании Supertex. Читать полностью »

HV9910C – улучшенная ИС светодиодного драйвера от компании Supertex, предлагающая простое, эффективное и гибкое решение для питания светодиодов. 25 апреля 2013 г. – Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила HV9910С – ИС универсального драйвера ультра ярких светодиодов с открытым контуром ОС и стабилизацией тока. Читать полностью »

HV7351 от компании Supertex позволяет улучшить качество изображения!
Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила HV7351 – 8-канальный программируемый высоковольтный ультразвуковой формирователь зондирующего сигнала (beamformer), разработанный для медицинских приложений ультразвуковой диагностики. Читать полностью »

Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила HV9821 – высоковольтную ИС понижающего преобразователя, способную обеспечить низковольтную светодиодную нагрузку стабильным постоянным током до 50 мА (или выше, при обеспечении надлежащего теплоотвода и пр.). Данное решение идеально подходит для светодиодной подсветки кнопок, выключателей и прочих устройств промышленной автоматики. Читать полностью »

Расчёт принципиальной схемы стабилизатора на HV9971 с  Uвх=400 В, Uвых= 32В, Iвых=350 мА, использована рекомендуемая схема применения.

Читать полностью »

29 ноября 2011 года Supertex Inc. презентовала новый высоковольтный, температурно компенсированный светодиодный драйвер CL220. Максимальное рабочее напряжение драйвера 220 В. Драйвер CL220 сбалансирован для обеспечения постоянного тока 20 мА ±10 % при входном напряжении от 5 В до 160 В. CL220 может использоваться как двух выводной источник постоянного тока. Читать полностью »

20 декабря 2011 года Supertex Inc. презентовала первую микросхему новой генерации CW01: трансмиттер малой мощности незатухающей волны с низкими фазовыми шумами.
Высокая скорость выбранного для этой микросхемы ждущего мультивибратора D позволяет обрабатывать по каждому входу Din сигналы очень высокой частоты. Выходной N – канал включается, когда логически синхронизирован с триггером D. Данные начинают синхронизироваться во время перехода от низкого уровня к высокому. Читать полностью »

22 декабря 2011 года Supertex Inc. выпустил новый 32-х канальный, высоковольтный аналоговый коммутатор с низкими нелинейными искажением, разработанный для использования в медицинских приложениях ультразвукового сканирования как замена электромеханических реле коммутации датчиков. HV2808 это очень быстрый мультиплексор преобразователь, который потребляет минимальное количество энергии и не генерирует аудио шумы. Читать полностью »

26 января 2012 года Supertex Inc. представила новую микросхему HV2801/HV2901 –  32-х канальный высоковольтный аналоговый коммутатор, предназначенный для использования в приложениях требующих управления высоким напряжением низковольтными цифровыми сигналами  в диапазоне  частот до 50 МГц, таких как ультразвуковое сканирование в медицине, драйверы пьезоэлектрических трансдукторов и струйные принтеры. Читать полностью »

15 Февраля 2012 г.. В новом компактном корпусе 10-DFN  компания Supertex выпустила свой популярный двухканальный драйвер HT0440 с гальванической развязкой входов управления от высоковольтных нагрузок постоянного тока. Читать полностью »

29 февраля 2012 года компания Supertex Inc. представила новый драйвер HV7331 это четырехканальный, монолитный, высоковольтный, высокоскоростной импульсный генератор с встроенными резисторами гашения и быстрым возвращением к нулю. Он была разработан для портативных приборов медицинского ультразвукового сканирования, а так же может применяться в области неразрушающего контроля материалов. Читать полностью »

Микросхема CL8800 предназначена для питания длинных недорогих цепочек светодиодов низкого тока непосредственно от сети переменного тока. Основная схема драйвера состоит из CL8800, шести резисторов, и моста выпрямителя. Два-четыре дополнительных компонента необязательны при различных уровнях защиты от импульсных помех. Никаких конденсаторов, EMI фильтров, PFC не требуется. Читать полностью »

Микросхема CL8801 предназначена для питания длинных недорогих цепочек светодиодов низкого тока непосредственно от сети переменного тока. Основная схема драйвера состоит из CL8801, четырех резисторов, и моста выпрямителя. Два-четыре дополнительных компонента необязательны при различных уровнях защиты от импульсных помех. Никаких конденсаторов, EMI фильтров, PFC не требуется. Читать полностью »

FP0060 – новый электронный самовосстанавливающийся предохранитель для защиты цепей переменного тока амплитудой до ±60 В.
Микросхема FP0060 представляет собой управляемый ключ с самовосстановлением проводящего состояния, разработанный  для защиты цепей переменного тока соленоидов. Читать полностью »

FP0030 – Новые электронные предохранители для линий Ethernet.

Компания Supertex Inc. анонсировала о начале производства новых  микросхем FP0030, пополнившую её линейку электронных предохранителей серии FP0XXX (FP0100, FP0060).  Данная микросхема была разработана для защиты линий Ethernet от кратковременных скачков напряжения. Читать полностью »

Новый драйвер Supertex  HV9964 предоставляет возможность реализовать выдающийся диапазон ШИМ диммирования более 10000:1 в схемах источников питания светодиодов.
HV9964 контроллер тока светодиодов сконструированный для дизайнов импульсных ШИМ преобразователей с одним ключём (boost или SEPIC), работающий в режиме с постоянной частотой. Читать полностью »

Изолированный драйвер светодиодов HV9972 с ШИМ регулятором по пиковому току микросхема компании Supertex обеспечивающая гальваническую развязку от сети относительно несложными средствами. Читать полностью »

Демонстрационные платы Supertex MD2131DB2 и MD2134DB2 предлагают ещё более компактное схемотехническое решение пьезоэлектрического генератора для производителей ультразвуковых сканеров и приборов с высокоинтенсивным фокусируемым ультразвуком. Читать полностью »

Прибор LN100 представляет собой 1200 В каскадный N – канальный MOSFET со встроенными резисторами делителя высокого напряжения. Несколько LN100 может ставиться последовательно для работы с напряжениями более 1200 В. Читать полностью »

LP1030D – новый высоковольтный 300 В сдвоенный P – канальный латеральный с обедненным режимом нормально выключенный MOSFET транзистор компании Supertex стал доступен для продаж с 01 ноября 2012 года. Читать полностью »

HV816, HV823, HV825, HV830, HV833, HV857, HV857L, HV859, HV860, HV839, HV841, HV843, HV845, HV861, HV856, HV858, HV509, HV528, HV881, HV850, HV852, HV853 – микросхемы для питания электролюминесцентных ламп ( EL ламп ), использующихся в подсветке дисплеев и клавиатур портативных приборов. Читать полностью »

Образец конструкции линейного секвентального преобразователя на базе микросхемы CL8800 для светодиодных светильников со встроенным каскадом подавления мерцаний предложили инженеры Supertex для своих заказчиков. Читать полностью »

Компания Supertex опубликовала на своём сайте  новую ревизию Excel-файла для расчета схем на основе CL8800.  По словам инженеров компании, это на сегодня максимально облегченный вариант для расчетов, хотя все равно некоторые параметры, как-то: количество светодиодов в каждом плече и номиналы сопротивлений, нужно вносить вручную. Читать полностью »

11 декабря 2012 года Supertex Inc. представила новую микросхему HV2661/HV2761 – 24-х канальный высоковольтный аналоговый коммутатор, предназначенный для использования в приложениях требующих управления высоким напряжением низковольтными цифровыми сигналами в диапазоне частот до 50 МГц, таких как ультразвуковое сканирование в медицине, драйверы пьезоэлектрических трансдукторов и струйные принтеры. Читать полностью »

6 декабря 2012 года Supertex Inc. выпустил новый 32-х канальный, высоковольтный аналоговый коммутатор с низкими нелинейными искажением, разработанный для использования в медицинских приложениях ультразвукового сканирования как замена электромеханических реле коммутации датчиков. Читать полностью »

Изолированный драйвер светодиодов HV9973 с ШИМ регулятором по пиковому току– первое изделие компании Supertex обеспечивающее гальваническую развязку от сети относительно несложными средствами. Читать полностью »

Компания Supertex, мировой лидер в производстве аналоговых и смешанных высоковольтных ИС, представила HV7350 – 8-канальную высоковольтную, высокоскоростную ИС формирователя импульсов со встроенными выстродействующими демпфирующими ПТ, разработанную для портативных медицинских приложений ультразвуковой диагностики. Читать полностью »

КАК ПОДОБРАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ: ПО ТОКУ, МОЩНОСТИ И НАПРЯЖЕНИЮ | Optlamps.ru

Драйвер (от англ. driver – «водитель» или «задающее устройство») – устройство, которое обеспечивает светодиод необходимым током. По сути, это блок питания, только он регулирует не напряжение, а ток и предназначен для светодиодов. Это своеобразный «водитель», обеспечивающий их длительную и стабильную работу.

Драйвер (от англ. driver – «водитель» или «задающее устройство») – устройство, которое обеспечивает светодиод необходимым током. По сути, это блок питания, только он регулирует не напряжение, а ток и предназначен для светодиодов. Это своеобразный «водитель», обеспечивающий их длительную и стабильную работу.

Светодиод – это полупроводниковый прибор, который под воздействием приложенного напряжения излучает свет. Чтобы работать в нормальном режиме, ему необходим постоянный и строго стабилизированный ток.

Это особенно важно для мощных светодиодов, поскольку они более чувствительны к всевозможным перепадам и скачкам напряжения. При снижении величины питающего тока мгновенно уменьшается светоотдача, а при увеличении светодиод перегревается и сгорает. Драйвер предотвращает такие ситуации. Он стабилизирует ток, исключает его скачки и перепады. Но для этого важно знать, как выбрать драйвер для светодиодов.

КАК ПОДОБРАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

В первую очередь необходимо определиться с типом драйвера. Он может быть:

Работает очень просто – за счет резистора R, выполняющего роль ограничителя, при изменении напряжения восстанавливает необходимый ток. На представленной схеме драйвера для светодиодов можно наглядно видеть принцип линейной регулировки тока.

Недостатком здесь считается тот факт, что через резистор тоже течет ток, из-за чего мощность бесполезно рассеивается просто на нагрев окружающего воздуха. Причем чем выше входное напряжение, тем больше потери. Плюс линейной схемы – простота. Такие драйверы недорого стоят и имеют достаточную надежность.

Линейные драйверы применяются для не слишком мощных светодиодов. У диодов с большим рабочим током драйвер будет потреблять больше энергии, чем сам световой элемент.

Здесь драйвер только следит за током через светодиод и управляет ключом, собранным на транзисторе. Вместо резистора в схеме присутствует кнопка КН, а еще в нее добавлен конденсатор, который заряжается при нажатии этой кнопки, заставляя светодиод загораться. Конденсатор питает диод, пока ток не опустится ниже допустимого. После этого нужно вновь нажать кнопку КН.

Эта схема более эффективна для мощных светодиодов, поскольку здесь минимальные потери энергии. Ввиду сложной конструкции импульсные драйверы дороже стоят, но их применение окупается высокой производительностью и высоким качеством стабилизации тока.

Стоит также сказать про диммируемые драйверы. Они позволяют регулировать интенсивность света, который исходит от диодов, за счет изменения входных и выходных параметров тока. Еще диммируемый драйвер может менять цвет свечения. К примеру, при меньшей мощности белые диоды будут светить желтым светом, а при большей – синим.

При подборе драйвера необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

  • входное и выходное напряжение;
  • выходная мощность;
  • выходной ток;
  • степень защиты.

ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

При подборе входного напряжения драйвера необходимо учитывать напряжение источника питания, к которому будет подключен светодиодный светильник. Напряжение источника должно входить в диапазон значений входного напряжения драйвера.

ТИП ТОКА

Он может быть переменным AC или постоянным DC. Эту информацию, как и значения входного напряжения можно найти на корпусе самого драйвера. Для подключения от розетки ток должен быть переменным, а от бортовой сети автомобиля – постоянным.

ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ: НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И МОЩНОСТЬ

При расчете драйвера для светодиодов необходимо учитывать тип их соединения. При последовательной схеме нужно сложить напряжения всех диодов цепочки. К примеру, для 3 светодиодов с током 300 мА и рабочим напряжением 3,3 В общее напряжение будет 3 · 3,3 = 9,9 В. Ток же остается одним для всех диодов – 300 мА. Выходит, что драйвер должен иметь выходной ток 300 мА и выходное напряжение 3,3 В.

Но при выборе не стоит искать драйвер именно с такими параметрами. Чаще всего устройство рассчитано на определенный диапазон. Именно в него должны укладываться рассчитанная величина напряжения и тока.

Разберем на рассматриваемом примере, как рассчитать драйвер для светодиодов по мощности:

  • Мощность – это ток, умноженный на напряжение: P = I · U = 0,3 · 9,9 = 2,97 Вт.
  • Рассчитанная мощность диодов равна мощности, которая должна быть у драйвера. Но нужно добавить запас 10-20%. Тогда получится, что оптимальным будет драйвер с мощностью от 2,97 · 1,1 = 3,27 до 2,97 · 1,2 = 3,5 Вт.

СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ

Существуют драйверы в закрытом и открытом исполнении. В первом случае устройство имеет корпус, который защищает от влаги и пыли. Открытый драйвер лучше встраивать непосредственно в корпус светильника, если тот обладает хорошей защитой от окружающей среды. Если же у светильника есть вентиляционные отверстия или он будет установлен в таком помещении, как гараж, лучше выбрать драйвер с собственным корпусом.

Драйверы для светодиодных лампочек.

Небольшая лабораторка на тему «какой драйвер лучше?» Электронный или на конденсаторах в роли балласта? Думаю, что у каждого есть своя ниша. Постараюсь рассмотреть все плюсы и минусы и тех и других схем. Напомню формулу расчёта балластных драйверов. Может кому интересно?

Свой обзор построю по простому принципу. Сначала рассмотрю драйверы на конденсаторах в роли балласта. Затем посмотрю на их электронных собратьев. Ну а в конце сравнительный вывод.
А теперь перейдём к делу.
Берём стандартную китайскую лампочку. Вот её схема (немного усовершенствованная). Почему усовершенствованная? Эта схема подойдёт к любой дешёвой китайской лампочке. Отличие будет только в номиналах радиодеталей и отсутствии некоторых сопротивлений (в целях экономии).

Бывают лампочки с отсутствующим С2 (очень редко, но бывает). В таких лампочках коэффициент пульсаций 100%. Очень редко ставят R4. Хотя сопротивление R4 просто необходимо. Оно будет вместо предохранителя, а также смягчит пусковой ток. Если в схеме отсутствует, лучше поставить. Ток через светодиоды определяет номинал ёмкости С1. В зависимости от того, какой ток мы хотим пропустить через светодиоды (для самодельщиков), можно рассчитать его ёмкость по формуле (1).

Эту формулу я писАл много раз. Повторюсь.
Формула (2) позволяет сделать обратное. С её помощью можно посчитать ток через светодиоды, а затем и мощность лампочки, не имея Ваттметра. Для расчётов мощности нам ещё необходимо знать падение напряжения на светодиодах. Можно вольтметром измерить, можно просто посчитать (без вольтметра). Вычисляется просто. Светодиод ведёт себя в схеме как стабилитрон с напряжением стабилизации около 3В (есть исключения, но очень редкие). При последовательном подключении светодиодов падение напряжения на них равно количеству светодиодов, умноженному на 3В (если 5 светодиодов, то 15В, если 10 — 30В и т.д.). Всё просто. Бывает, что схемы собраны из светодиодов в несколько параллелей. Тогда надо будет учитывать количество светодиодов только в одной параллели.
Допустим, мы хотим сделать лампочку на десяти светодиодах 5730smd. По паспортным данным максимальный ток 150мА. Рассчитаем лампочку на 100мА. Будет запас по мощности. По формуле (1) получаем: С=3,18*100/(220-30)=1,67мкФ. Такой ёмкости промышленность не выпускает, даже китайская. Берём ближайшую удобную (у нас 1,5мкФ) и пересчитываем ток по формуле (2).
(220-30)*1,5/3,18=90мА. 90мА*30В=2,7Вт. Это и есть расчетная мощность лампочки. Всё просто. В жизни конечно будет отличаться, но не намного. Всё зависит от реального напряжения в сети (это первый минус драйвера), от точной ёмкости балласта, реального падения напряжения на светодиодах и т.д. При помощи формулы (2) вы можете рассчитать мощность уже купленных лампочек (уже упоминал). Падением напряжения на R2 и R4 можно пренебречь, оно незначительно. Можно подключить последовательно достаточно много светодиодов, но общее падение напряжения не должно превышать половины напряжения сети (110В). При превышении этого напряжения лампочка болезненно реагирует на все изменения напряжения. Чем больше превышает, тем болезненнее реагирует (это дружеский совет). Тем более, за этими пределами формула работает неточно. Точно уже не рассчитать.
Вот появился очень большой плюс у этих драйверов. Мощность лампочки можно подгонять под нужный результат подбором ёмкости С1 (как самодельных, так и уже купленных). Но тут же появился и второй минус. Схема не имеет гальванической развязки с сетью. Если ткнуть в любое место включенной лампочки отвёрткой-индикатором, она покажет наличие фазы. Трогать руками (включенную в сеть лампочку) категорически запрещено.
Такой драйвер имеет практически 100%-ный КПД. Потери только на диодах и двух сопротивлениях.
Его можно изготовить в течение получаса (по-быстрому). Даже плату травить необязательно.
Конденсаторы заказывал эти:
https://aliexpress.com/item/snapshot/310648391.html
https://aliexpress.com/item/snapshot/310648393.html
Диоды вот эти:
https://aliexpress.com/item/snapshot/6008595825.html


Но у этих схем есть ещё один серьёзный недостаток. Это пульсации. Пульсации частотой 100Гц, результат выпрямления сетевого напряжения.

У различных лампочек форма незначительно будет отличаться. Всё зависит от величины фильтрующей ёмкости С2. Чем больше ёмкость, тем меньше горбы, тем меньше пульсации. Необходимо смотреть ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. Там же формула для расчёта (приложение Г).

Но это не всё. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». В зависимости от предназначения помещения максимально допустимые пульсации от 10 до 20%.
В жизни ничего просто так не бывает. Результат простоты и дешевизны лампочек налицо.
Пора переходить к электронным драйверам. Здесь тоже не всё так безоблачно.
Вот такой драйвер я заказывал. Это ссылка именно на него в начале обзора.

Почему заказал именно такой? Объясню. Хотел сам «колхозить» светильники на 1-3Вт-ных светодиодах. Подбирал по цене и характеристикам. Меня устроил бы драйвер на 3-4 светодиода с током до 700мА. Драйвер должен иметь в своём составе ключевой транзистор, что позволит разгрузить микросхему управления драйвером. Для уменьшения ВЧ пульсаций по выходу должен стоять конденсатор. Первый минус. Стоимость подобных драйверов (US $13.75 /10 штук) отличается в бОльшую сторону от балластных. Но тут же плюс. Токи стабилизации подобных драйверов 300мА, 600мА и выше. Балластным драйверам такое и не снилось (более 200мА не рекомендую).
Посмотрим на характеристики от продавца:
[input voltage] ac85-265v» that everyday household appliances.»
[output voltage] load after 10-15v; can drive 3-4 3w led lamp beads series
[output current] 600ma
А вот диапазон выходных напряжений маловат (тоже минус). Максимум, можно подцепить последовательно пять светодиодов. Параллельно можно подцеплять сколько угодно. Светодиодная мощность считается по формуле: Ток драйвера умножить на падение напряжения на светодиодах [количество светодиодов (от трёх до пяти) и умножить на падение напряжения на светодиоде (около 3В)].
Ещё один большой недостаток этих драйверов – большие ВЧ помехи. Некоторые экземпляры слышит не только ФМ радио, но и пропадает приём цифровых каналов ТВ при их работе. Частота преобразования составляет несколько десятков кГц. А вот защиты, как правило, никакой (от помех).

Под трансформатором что-то типа «экрана». Должно уменьшить помехи. Именно Этот драйвер почти не фонит.
Почему они фонят, становится ясно, если посмотреть на осциллограмму напряжения на светодиодах. Без конденсаторов ёлочка куда серьёзнее!

На выходе драйвера должен стоять не только электролит, но и керамика для подавления ВЧ помех. Высказал своё мнение. Обычно стоит либо то либо другое. Бывает, что ничего не стоит. Это бывает в дешёвых лампочках. Драйвер спрятан внутри, предъявить претензию будет сложно.
Посмотрим схему. Но предупрежу, она ознакомительная. Нанёс только основные элементы, которые необходимы нам для творчества (для понимания «что к чему»).


Микросхема 3106 отслеживает выходные параметры преобразователя через обратную связь с вспомогательной обмотки трансформатора и управляет ключевым транзистором. Попытки найти информацию на эту МС в Интернете ничего не дала. RS1 RS2 — токозадающие резисторы. От их номинала зависит выходной ток драйвера. RS1 (1 Ом) – основной, при помощи RS2 (33 Ом) выходной ток подгоняется более точно.

Оказывается, и у этих драйверов можно регулировать выходной ток. Снял зависимость выходного тока от сопротивления RS (может кому пригодится).

Регулировать ток при помощи выносного переменного резистора не получится. Паразитные ёмкости и индуктивности никто не отменял.
А теперь на счёт применимости.

В этот светильник что только не вклеивал (был обзор). Теперь приклеил 1-Вт-ные светодиоды. К ним буду подключать обозреваемые драйверы, так нагляднее.
А вот так он светит.

Всего 12 светодиодов (6 пар). Для равномерного распределения света самое оптимальное количество. Для эксперимента тоже лучше не придумаешь.
Один из вариантов подключения к драйверу с балластом на конденсаторах.

С1=1,5мкФ+1,2мкФ=2,7мкФ. Чтобы посчитать мощность, необходимо посчитать ток по формуле (2).
I=(228В-36В)*2,7мкФ/3,18=163мА. Мощность считается по формуле из школьного учебника физики.
Р= 36В*0,163А=5,9Вт.
А теперь посмотрим, что показывают приборы.


Погрешность в расчётах присутствует. Кстати, на мелких мощностях приборчик тоже подвирает.
А теперь посчитаем пульсации (теория в начале обзора). Посмотрим, что же видит наш глаз. К осциллографу подключаю фотодиод. Два снимка объединил в один для удобства восприятия. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. А у нас около 100Гц. Для глаз вредно.

У меня получилось 20%. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». Использовать можно, но не в спальне. А у меня коридор. Можно СНиП и не смотреть.
А теперь посмотрим другой вариант подключения светодиодов. Это схема подключения к электронному драйверу.

Итого 3 параллели по 4 светодиода.
Вот, что показывает Ваттметр. 7,1Вт активной мощности.

Посмотрим, сколько доходит до светодиодов. Подключил к выходу драйвера амперметр и вольтметр.

Посчитаем чисто светодиодную мощность. Р=0,49А*12,1В=5,93Вт. Всё, что не хватает, взял на себя драйвер.
Теперь посмотрим, что же видит наш глаз. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Частота повторения импульсов около 100кГц. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что вредны для здоровья только пульсации частотой до 300Гц. А у нас около 100кГц. Для глаз безвредно.

Всё рассмотрел, всё измерил.
Теперь выделю плюсы и минусы этих схем:
Минусы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
-Во время работы КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя касаться элементов схемы, они под фазой.
-Невозможно достичь высоких токов свечения светодиодов, т.к. при этом необходимы конденсаторы больших размеров. А увеличение ёмкости приводит к большим пусковым токам, портящим выключатели.
-Большие пульсации светового потока частотой 100Гц, требуют больших фильтрующих ёмкостей на выходе.
Плюсы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
+Схема очень проста, не требует особых навыков при изготовлении.
+Диапазон выходных напряжений просто фантастический. Один и тот же драйвер будет работать и с одним и с сорока последовательно соединёнными светодиодами. У электронных драйверов выходные напряжения имеют намного более узкий диапазон.
+Низкая стоимость подобных драйверов, которая складывается буквально из стоимости двух конденсаторов и диодного моста.
+Можно изготовить и самому. Большинство деталей можно найти в любом сарае или гараже (старые телевизоры и т.д.).
+Можно регулировать ток через светодиоды подбором ёмкости балласта.
+Незаменимы как начальный светодиодный опыт, как первый шаг в освоении светодиодного освещения.
Есть ещё одно качество, которое можно отнести как к плюсам, так и к минусам. При использовании подобных схем с выключателями с подсветкой, светодиоды лампочки подсвечиваются. Лично для меня это скорее плюс, чем минус. Использую повсеместно как дежурное (ночное) освещение.
Умышленно не пишу, какие драйверы лучше, у каждого есть своя ниша.
Я выложил по максимуму всё, что знаю. Показал все плюсы и минусы этих схем. А выбор как всегда делать вам. Я лишь постарался помочь.
На этом всё!
Удачи всем.

СВЕТОДИОДНЫЕ ДРАЙВЕРЫ NATIONAL SEMICONDUCTOR — Время электроники

С каждым годом расширяется сфера применения мощных светодиодов высокой яркости. Их преимущество обеспечивается за счет большей световой эффективности, высокой надежности, экономичности. Достижение всех этих параметров неразрывно связано с применением микросхем драйверов, которые обеспечивают стабилизированный ток питания цепей светодиодов. В настоящее время многие фирмы производят широкий спектр микросхем линейных и импульсных драйверов для различных приложений мощных светодиодов. National Semiconductor является одним из лидеров среди производителей светодиодных драйверов. Разработанная фирмой серия драйверов понижающего типа (step down) LM3402/LM3404/LM3405 обеспечивает достижение высоких показателей эффективности применения светодиодов c мощностью от 1 до 5 Вт в широком диапазоне входных питающих напряжений.

Введение

Широкому применению светодиодов препятствует высокая цена. Несмотря на расширение производства мощных сверхъярких светодиодов, их цена продолжает оставаться достаточно высокой. Цена светодиодного светильника определяется и стоимостью драйвера светодиода, которая может быть соизмерима со стоимостью светодиодного источника.
Драйвер светодиода должен обеспечивать заданный постоянный ток при изменении входного напряжения источника питания. Стабильный ток требуется для обеспечения постоянной яркости свечения. Вторая причина — превышение номинальной величины тока, протекающего через светодиод, негативно сказывается на сроке службы.
Спектр монохромных светодиодов, как и спектр белых светодиодов зависит от величины проходящего через него тока. При уменьшении или увеличении тока происходит смещение цветовой температуры белого светодиода, а также смещение доминантной частоты монохромного светодиода.

 

Стабилизаторы постоянноготока понижающего типа

При входных напряжениях источника питания больших, чем прямое напряжение на светодиоде или сумме прямых напряжений цепочки светодиодов, используются регуляторы тока понижающего типа. В настоящее время существует несколько методов формирования сигналов управления ключевыми элементами в понижающих регуляторах (см. рис. 1): управление по току или напряжению, гистерезису и так называемый метод Constant-on-Time (CoT) контроля, каждый из которых обладает своими особенностями.

 

Рис. 1. Принципы управления CоT и по току

 

Токовый режим управления обеспечивает простую реализацию обратной связи и позволяет защитить ключевой транзистор от экстремальных режимов работы.
При реализации метода CоT в качестве импульсного генератора используется цепочка из двух последовательных таймеров (одновибраторов). Первый таймер определяет время нахождения транзисторного силового ключа в открытом состоянии (Ton), а временной интервал второго таймера — длительность фазы транзистора в закрытом состоянии. Длительность фазы открытого состояния для CоT является фиксированной и определяется величиной внешнего резистора. Длительность фазы закрытого состояния меняется в зависимости от сигнала обратной связи. Частота следования импульсов для CоT зависит от задаваемого тока и от величины входного напряжения.
Для метода управления по току используется встроенный высокочастотный генератор фиксированной частоты, который задает период смены фаз регулирующего силового ключа (открыт/ закрыт). Частота при регулировании остается неизменной, меняется только скважность импульсов, т.е. соотношение времен открыт/закрыт.

 

Семейство драйверов светодиодов LM3402/LM3404/LM3405

Драйверы семейства относятся к регуляторам напряжения понижающего типа. Их особенности — широкий диапазон входных напряжений. Для драйверов LM3402 и LM3404 существуют более высоковольтные модификации — LM3402HV и LM3404HV (High Voltage) выдерживающие максимальное входное напряжение до 75 В. Драйверы могут использоваться для управления сверхъ­яркими светодиодами с мощностью от 1 до 5 Вт. В таблице 1 представлены основные характеристики светодиодных драйверов.

 

Таблица 1. Основные характеристики светодиодных драйверов LM3402/LM3404/LM3405

Параметры

LM3402/02HV

LM3404/04HV

LM3405/05А

Рабочий выходной ток, А

0,5

1,20

1

Предельный ток (ном.), А

0,7

1,5

2,0

Входное напряжение, В

6…42 (02)
6…75 (02HV)

6…42 (04)
6…75 (04HV)

3…15 (05)
3…22 (05А)

Встроенный мощный MOSFET-ключ

+

Частота преобразования

Регулируемая в диапазоне
от 10 кГц до 1 МГц

Регулируемая в диапазоне
от 10 кГц до 2 МГц

Фиксированная 1,6 MГц

Метод управления стабилизацией тока

CоT

По току с внутренней схемой коррекции цепи обратной связи

Опорный источник напряжения, В

0,205

Корпус

MSOP-8 (MUA08A)
или PSOP-8 (MRA08B)

SO-8
PSOP-8

SOT23-6

Защита от короткого замыкания и обрыва в выходной цепи

+

Защита от перегрева

+

Защита от низкого входного напряжения (ULVO)

+

Ограничение тока выходного ключа в каждом цикле импульсного преобразователя

+

Плавный запуск

+

Управление яркостью (dimming)

+

Режим shutdown

+

Рабочий диапазон температур, °C

–40…125

 

Особенности применения светодиодных источников света в бортовых системах транспортных средств

Наличие расширенного диапазона входных напряжений для светодиодных драйверов актуально при создании светодиодных систем освещения для транспортных средств. Источники света в транспортных средствах могут питаться от генератора или от бортовой аккумуляторной сети (см.
табл. 2).

 

Таблица 2. Напряжения бортовых аккумуляторных сетей транспортных средств

Бортовые сети транспортных средств

Напряжение, В

Самолетная сеть

27

Корабельная сеть

24

Автомобили легковые, грузовые, спецтехника

12/24

Трамвайная сеть освещения

24

Аккумуляторная сеть в поездах

24

Бортовая сеть освещения в скоростных поездах Evrostar

72

 

В бортовых сетях часто случаются броски напряжения при коммутации нагрузки. Например, в автомобильной сети 12-В импульсы перенапряжения могут достигать 70 В. Автомобильные электронные схемы, питаемые от аккумуляторной батареи 12 В, должны быть рассчитаны на более высокое напряжение 40 В и выше, чтобы противостоять напряжениям, возникающим, например, при коммутации индуктивной нагрузки. Повышенное напряжение в аккумуляторной сети возникает и в процессе подзарядки от генератора.
Модификации светодиодных драйверов LM3402HV и LM3404HV полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к автомобильному электронному оборудованию как по части защиты от перенапряжений в цепи питания, так и по части обеспечения расширенного рабочего температурного режима –40…125°C.

 

Структура драйверов LM3402

Драйвер LM3402 (см. рис. 2) является компактным, импульсным регулятором постоянного тока понижающего типа с эффективностью до 95% при выходном токе через светодиод 525 мA.

 

Рис. 2. Структурная схема драйвера LM3402

 

Микросхема имеет вход для управления яркостью (ШИМ-управление). Опорное напряжение в цепи обратной связи уменьшено до 0,2 В. Диапазон входных напряжений LM3402 от 6 до 42 В. Более высоковольтная модификация LM3402HV имеет диапазон входных напряжений от 6 до 75 В.
Резистивный датчик тока включен последовательно в цепи светодиода. Выходной транзистор открывается, когда напряжение на резистивном токовом датчике ниже 0,2 В. Второй компаратор имеет порог 0,3 В и предназначен для отключения выходного каскада при обрыве цепи светодиода (светодиодов). В структуре драйвера есть и датчик для мониторинга максимального тока, протекающего через ключевой транзистор. Компаратор с порогом 0,735 А обеспечивает защиту от сверхтоков при коротком замыкании. В структуре микросхемы есть также модуль термозащиты с блокировкой рабочего режима.
Рабочая частота лежит в диапазоне от 10 кГц до 1 МГц и выбирается исходя из нескольких факторов. Она зависит от входного напряжения, топологии светодиодной нагрузки, а также от выбора КПД. Лучший КПД обеспечивается при низких частотах переключения, однако при более высоких частотах можно уменьшить размеры дросселя. Но при высоких частотах переключения повышается уровень ЭМИ. Особенностью импульсных преобразователей LM340x является необязательность установки на выходе конденсатора, который обычно присутствует в таких схемах. Его установка, однако, может помочь снизить величину индуктивности дросселя. Схема включения драйвера показана на рисунке 3.

 

Рис. 3. Уменьшение напряжение обратной связи до 208 мВ дает снижение потребления на резистивном датчике Rsns до 0,5 А × 0,2 В = 0,1 Вт

 

Установка тока через светодиод задается величиной резистора в цепи обратной связи R1.

 

IF = VFB/R1.

 

Встроенный источник опорного напряжения, используемый для работы схемы мониторинга выходного тока, имеет номинал всего 0,208 В, что дало возможность уменьшить сопротивление резистора датчика тока до 0,01…0,2 Ом, уменьшить мощность рассеивания на нем и увеличить КПД всей схемы управления. Например, для тока 1 А можно использовать датчик тока с номиналом 0,2 Ом. Рассеиваемая мощность на резисторе датчика тока составит всего 208 мВт. Поэтому в качестве датчика тока можно использовать резисторы в корпусе 0805 мощностью рассеивания 250 мВт.

 

Структура драйверов LM3404 и LM3404HV

Драйверы LM3404 и LM3404HV схожи с LM3402/3402HV. Схемы их включения также аналогичны. Отличие заключается только в использовании более мощного встроенного MOSFET-ключа, обеспечивающего рабочие токи через светодиод до 1,2 А. Драйвер предназначен для управления светодиодами мощностью 3 и 5 Вт с рабочими токами 0,7…1 A. Драйвер LM3404 может с успехом использоваться и для питания последовательной цепочки мощных светодиодов. На рисунке 4 показана схема управления последовательной гирляндой, состоящей из 10 мощных светодиодов, от источника 48 В.

 

Рис. 4. Управление гирляндой из 10 последовательных светодиодов

 

Прямое падение напряжения на цепочке светодиодов — около 35 В. Расчетные параметры схемы: частота переключения транзистора 223 кГц, индуктивность дросселя 330 мкГн, КПД токового регулятора 96%.

 

Особенности драйвера LM3405

LM 3405 (см. рис. 5) отличается от драйверов LM3402/LM3404.

 

Рис. 5. Структурная схема светодиодного драйвера LM3405

 

Во-первых, не используется метод CоT, а вместо него используется токовый метод управления с внутренней компенсацией сигнала токового датчика. Во-вторых, в нем используется фиксированная высокая частота 1,6 МГц. Работа на фиксированной высокой частоте дает возможность использовать дроссель с малой индуктивностью, который имеет меньшие размеры и меньшую стоимость. В итоге, обеспечивается минимальная стоимость и минимальные размеры схемы управления.
В-третьих, значительно уменьшен диапазон входных напряжений до 3…15 В. Корпус TSOT-6 — самый миниатюрный из тройки драйверов. Для драйвера LM3405A диапазон немного расширен: от 3 до 22 В и используется другой корпус SOT23-6. Сектор применения данного типа драйвера уже другой: светодиодные фонари, лампы-вспышки, индустриальные источники освещения как альтернатива галогеновым 12-В лампам, питаемым от понижаемого трансформатора 220/12 В. Драйвер, в частности, может быть использован в светодиодных лампах с цоколем EL16.
Ток потребления внутренней схемы управления драйвера составляет всего 1,8 мА. При токе 1 А на корпусе схемы рассеивается около 445 мВт. КПД преобразователя для одного светодиода 85% (напряжение 6 В), для двух светодиодов — 90% при входном напряжении 10 В, для трех светодиодов — 92% при входном напряжении 14 В. При повышении напряжения КПД уменьшается. Стабильная работа преобразователя обеспечивается при значениях тока через светодиод больших 200 мА, поэтому резистор R1 должен быть не более 1 Ом. Если требуется обеспечить ток через светодиод меньший 200 мА, то необходимо использовать управление яркостью через ШИМ-модуляцию. Диапазон управляющих сигналов ШИМ от 100 Гц до 5 кГц. Однако при частотах более 5 кГц сигнал ШИМ оказывает влияние на рабочий цикл схемы.

 

Рис. 6. Схема управления светодиодной лампой формата MR16 (VIN = 12 В AC, IF = 0,75 A)

 

На рисунке 6 показан пример реализации схемы управления светодиодной лампы с цоколем MR16.

 

Управление яркостью светодиодных источников

Светодиодные светильники обеспечивают ряд функций, которые не могут быть реализованы для светильников с лампами накаливания. В первую очередь это возможность управления яркостью или диммирование (dimming) с сохранением спектра излучения во всем диапазоне регулировки яркости. В обычных лампах при уменьшении напряжения уменьшается не только яркость, но и меняется спектр, он смещается в сторону красного. В светодиодах яркость и спектр зависят от величины тока.
Особенно это актуально для мощных светодиодов белого свечения, в которых используются люминофорные слои. Для сохранения баланса белого требуется обеспечивать импульсную стабилизацию значения тока. Для монохромных будет происходить смещение доминантной длины волны излучения, а для белых светодиодов — нарушение баланса белого и изменение цветовой температуры излучения.
На рисунке 7 показано смещение спектра белого светодиода мощностью 1 Вт при различных способах управления яркостью.

 

Рис. 7. Слева светодиод запитан постоянным током 50 мА (более желтый спектр)

 

Слева — спектр светодиода при протекании постоянного тока 50 мА, справа — при питании светодиода импульсным током 300 мА со скважностью 1/6, частота ШИМ 500 Гц. Средний ток в обоих случаях одинаковый, а вот результат — разный. Спектр в данном варианте смещен в сторону голубого.
Управление яркостью — обеспечивается сигналом ШИМ, имеющим более низкочастотный диапазон по отношению к частоте переключения ключевого элемента. В итоге, сигнал ШИМ накладывается поверх импульсного регулирования тока. Низкая частота ШИМ не нарушает работу схемы регулирования тока. При цифровой ШИМ-регулировке яркости интегрирование происходит в зрительной системе человека. При этом обеспечивается поддержание импульсов постоянного тока для всего диапазона яркостей. Изменяется только скважность. Сила тока задается внешним резистором.

 

Эффективность драйверов светодиодов понижающего типа

КПД драйвера зависит от многих факторов: частоты переключения, величины входного напряжения, разницы между входным напряжением и напряжением падения на цепочке светодиодов. Чем ближе напряжение на входе к напряжению на светодиодах, тем выше КПД.
Максимальная мощность, рассеиваемая на корпусе драйвера, — 448 мВт (при выходном токе 1 А).
Поскольку потери на драйвере и внешних элементах определяются только величиной тока и не зависят от числа включенных последовательно светодиодов, то КПД системы зависит от числа включенных светодиодов в последовательную цепочку (см. рис. 8).

 

Рис. 8. Эффективность драйвера в зависимости от входного напряжения и схемы включения светодиодов

 

Чем больше светодиодов, тем больше КПД. Расчет показывает, что при использовании последовательной схемы включения из 6 светодиодов КПД может достигать 91, 87% для схемы последовательно-параллельной ( 2 цепочки по 3 светодиода) и всего 83% для схемы, состоящей из 3 цепочек по 2 светодиода. Наименьший КПД (82%) получается при управлении одним светодиодом.
Для помощи разработчику доступна on-line-программа My Webench [10], которая позволяет оптимизировать выбор светодиодного драйвера под конкретный тип светодиода в зависимости от условий применения, а также рассчитать рабочие режимы и параметры схемы управления, подобрать номиналы и типы навесных компонентов (дросселей, конденсаторов, резисторов, диодов Шоттки).

 

Сравнение с аналогами

Светодиодные драйверы понижающего типа для мощных и сверхъярких светодиодов в настоящее время выпускают десятки производителей: Maxim, Analog Device, Texas Instruments, Allegro, Micrel, Zetex, Linear Technologies, Monolithic Power Systems и многие другие. Все серии драйверов, предназначенных для управления светодиодами с мощностью от 1 до 5 Вт, имеют практически одинаковый набор параметров в своих категориях мощности : у всех есть защита от перегрева и токовых перегрузок, работа в широком диапазоне температур, регулировка яркости. Однако по диапазону входных напряжений выбор драйверов не так велик. Одним из конкурентов National Semiconductor в этом секторе является фирма Maxim. В частности, Maxim производит токовые драйверы понижающего типа, работающие в широком диапазоне входных напряжений. Светодиодный драйвер MAX16831 работает в диапазоне входных напряжений 5,4…76 В и обеспечивает выходной ток 1,4/2 А. Однако для работы этого драйвера требуются два внешних мощных MOSFET. В остальном драйвер имеет такие же, как и у драйверов серии LM340x, функции защиты от короткого замыкания, обрыва, перегрева, управление яркостью. В опорном источнике используется уровень напряжения даже меньше, чем у LM340x — всего 107 мВ. В другом понижающем стабилизаторе MAX16803, рассчитанном на ток 350 мА, используется низковольтный (204 мВ) опорный источник.

 

Литература

1. LM3402/LM3402HV 0.5A Constant Current Buck Regulator for Driving High Power LEDs Datasheet.
2. LM3404/04HV 1.0A Constant Current Buck Regulator for Driving High Power LEDs. Datasheet.
3. LM3405A 1.6MHz, 1A Constant Current Buck LED Driver with Internal Compensation in Tiny SOT23 Package, Datasheet.
4. LM3405 1.6MHz, 1A Constant Current Buck Regulator for Powering LEDs. Datasheet.
5. Никитин А. Применение импульсных по­вы­ша­ющих преобразователей фирмы Na­tio­nal Semiconductor для управления светоди­о­дами//Компоненты и технологии, 2007, №8.
6. Полищук А. Полупро­вод­ни­ковое освещение — уже реальность//Компо­нен­ты и технологии, 2007, №8.
7. Richardson C. LED Applications and Driving Techniques//National Semiconductor.
8. Koskela T. Color-Management LED Drivers Have a Bright Future//Applications Engineer National Semiconductor.
9. Давиденко Ю. Микросхемы электропитания светодиодов//Современная электроника, 2004, №12.
10. www.national.com/appinfo/webench/led/pled.html. Типы драйверов светодиодов

и расчет мощности

В питании светодиодов используются два разных типа источника питания;

1. В блоке питания светодиодов ThePower используются токоограничивающие светодиодные драйверы.

Мощность светодиодов обычно 0,5 Вт, 1Вт, 2Вт, 3Вт и 5Вт, а также 350 мА и его полы (700 мА, 1050 мА)..) в виде прогрессивных светодиодных драйверов питаются. Светодиоды питания не ограничивают ток. Поэтому совершенно необходимо использовать токоограничивающие блоки питания светодиодов.Поскольку отвод избыточного тока вызывает нагрев и сокращение срока службы. Однако основная причина выбора светодиодов заключается в том, что они имеют долгий срок службы. Токоограничивающие драйверы светодиодов выпускаются на определенные токи для простоты конструкции.

2. Эти светодиоды питаются от источников переменного или постоянного тока, обеспечивающих постоянное напряжение.

Эти блоки питания, обеспечивающие постоянное напряжение, обычно имеют напряжение 12 В, 24 Вольта.

Как создать учетную запись Power?

При параллельном соединении напряжение равно току, проходящему через каждую ветвь цепи, но ток является общим.В последовательно соединенных цепях наоборот, ток, проходящий ровно через все ингредиенты в равных количествах, по плечу проходит, но напряжение разделяется.

Первая характеристика, на которую мы будем обращать внимание при выборе драйвера светодиодного модуля Макс. Должен иметь текущее значение. С учетом потерь текущее значение модуля составляет Макс. Счет должен быть ниже его стоимости.

Например: IMAX=30 Ма — количество параллельных плеч = 5 — количество светодиодов, подключенных последовательно = 6, если мы рассчитываем для модуля;

ток, проходящий через каждый светодиод, будет 25 мА, если вы думаете, что среднее значение напряжения каждого светодиода будет равно 3.2 В т.к. мощность каждого светодиода будет; P=I. Из формулы V=P(25/100).3.2

р=0,08 Вт. Суммарная мощность 30х0,08=2,4Вт

Для этого модуля драйвер должен быть выбран в соответствии со значениями P=2,4 Вт и I=25 мА x 5 = 125 мА

Как выбрать драйвер светодиода

Добро пожаловать в это руководство по выбору драйвера светодиодов.

В этом руководстве приведены основные факторы, которые следует учитывать при выборе драйвера светодиодов для вашего приложения.Существует также информация об этих факторах, которая поможет вам принять решение. RS Components предлагает широкий ассортимент светодиодных драйверов и блоков питания от самых популярных брендов. Они также предлагают доставку на следующий день, конкурентоспособные цены и оптовые скидки.
Полную копию руководства в формате PDF можно найти внизу статьи.

Прежде чем начать…

Вы выбрали светодиод(ы)? Мы предлагаем широкий выбор светодиодной продукции, в том числе:

 

Светодиоды видимого диапазона

Это стандартные светодиоды для сквозного и поверхностного монтажа.

 

COB-светодиоды

Белые светодиоды SMD высокой яркости. Они состоят из нескольких микросхем/матриц на одной плате.

 

Светодиодные матрицы

Один или несколько светодиодов предварительно смонтированы на печатной плате.

 

Гибкие светодиоды

Гибкие светодиодные ленты различных цветов и длины.

 

Светодиодные двигатели

Подобно светодиодным матрицам, они также имеют встроенную микросхему драйвера.


Постоянный ток и постоянное напряжение

Все драйверы работают либо с постоянным током (CC), либо с постоянным напряжением (CV), либо с обоими. Это один из первых факторов, которые необходимо учитывать в процессе принятия решений.Это решение будет определяться светодиодом или модулем, который вы будете запитывать, информацию о котором можно найти в техническом описании светодиода.

ЧТО ТАКОЕ ПОСТОЯННЫЙ ТОК?

Драйверы светодиодов с постоянным током (CC) поддерживают постоянный электрический ток во всей электронной схеме за счет переменного напряжения. Драйверы CC часто являются наиболее популярным выбором для светодиодных приложений. Драйверы светодиодов CC можно использовать для отдельных лампочек или последовательно соединенных цепочек светодиодов. Последовательность означает, что все светодиоды установлены вместе в линию, чтобы ток протекал через каждый из них.Недостатком является то, что если цепь разорвана, ни один из ваших светодиодов не будет работать. Однако они, как правило, обеспечивают лучший контроль и более эффективную систему, чем постоянное напряжение.

ЧТО ТАКОЕ ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ?

Драйверы светодиодов с постоянным напряжением (CV) являются источниками питания. У них есть заданное напряжение, которое они подают на электронную схему. Вы можете использовать драйверы светодиодов CV для параллельной работы нескольких светодиодов, например, светодиодных лент. Источники питания CV можно использовать со светодиодными лентами, у которых есть токоограничивающий резистор, который есть у большинства.Выходное напряжение должно соответствовать требованиям к напряжению всей цепочки светодиодов.

Драйверы

CV также могут использоваться для двигателей светодиодного освещения, которые имеют встроенную микросхему драйвера.

ЧТО ТАКОЕ ПОСТОЯННЫЙ ТОК / ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ?

Некоторые драйверы светодиодов могут иметь обе опции CV и CC. Стандартно они работают в режиме CV, но когда выходной ток превышает предел номинального тока, они переключаются в режим CC. Эта функция подходит для приложений, требующих гибкого драйвера светодиодов.

КОГДА Я ИСПОЛЬЗУЮ CV ИЛИ CC?

ПОСТОЯННЫЙ ТОК

ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Светодиодные светильники

светодиода параллельно

Офисное освещение

Светодиодные ленты

Жилое светодиодное освещение

Светодиодные двигатели

Подсветка настроения

Движущиеся знаки

Торговое освещение

Сценическое освещение

Развлекательное освещение

Архитектурное освещение

Светодиодные вывески

Уличное освещение

 

Хай Бэй

 

Наружное освещение


ФАКТОРЫ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ


Выходной ток (мА)

При использовании драйвера светодиодов постоянного тока соблюдайте требования к току для выбранных вами светодиодов.Затем драйвер CC должен отразить это значение на выходе. В технических характеристиках светодиодов указано, что им требуется, со значением, указанным в амперах (А) или миллиамперах (мА). 1 А = 1000 мА

Существуют также регулируемые и выбираемые драйверы выходного тока. Они дают либо диапазон, например от 0 мА до 500 мА, либо ступенчатые значения, такие как 350 мА, 500 мА, 700 мА. Ваш светодиод должен соответствовать выбранным значениям.

Светодиоды

могут работать при более низком токе, чтобы продлить срок их службы. Использование более высокого тока может привести к износу светодиода намного быстрее.

Выходная мощность (Вт)

Это значение указано в ваттах (Вт). Используйте светодиодный драйвер, по крайней мере, с тем же значением, что и ваши светодиоды.

Драйвер должен иметь более высокую выходную мощность, чем требуется вашим светодиодам для дополнительной безопасности. Если выходная мощность эквивалентна требованиям к мощности светодиода, он работает на полную мощность. Работа на полной мощности может привести к сокращению срока службы драйвера. Точно так же потребляемая мощность светодиодов указана как среднее значение. С добавлением допусков для нескольких светодиодов вам потребуется более высокая выходная мощность драйвера, чтобы покрыть это.

Выходное напряжение (В)

Это значение указано в вольтах (В). Для драйверов постоянного напряжения требуется такая же мощность, как и требования к напряжению вашего светодиода. Для нескольких светодиодов требования к напряжению каждого светодиода складываются для получения общего значения.

Если вы используете постоянный ток, выходное напряжение должно превышать требования светодиода.

Ожидаемая продолжительность жизни

Драйверы будут поставляться с ожидаемым сроком службы в тысячах часов, известным как MTBF (среднее время до отказа).Вы можете сравнить уровень, на котором вы его используете, чтобы определить рекомендуемый срок службы. Работа драйвера светодиодов с рекомендованными выходными параметрами помогает продлить срок его службы, сократить время и затраты на техническое обслуживание.

Рейтинг IP

Насколько водо- и пыленепроницаемым должен быть ваш светодиодный драйвер? Если ваш драйвер собирается куда-то, где он может вступить в контакт с водой/пылью, вы можете использовать драйвер со степенью защиты IP65. Это означает, что он защищен от пыли и попадания воды.

Если вам нужно что-то водонепроницаемое, вам может понадобиться драйвер со степенью защиты IP67 или IP68.Рейтинг IP указывается в виде числа. Первая цифра обозначает твердые объекты, а вторая – жидкости. Вот определения:

Упаковка/капсула

Вам нужен светодиодный драйвер внутри корпуса? Или он будет встроен в систему? Драйверы светодиодов с открытой рамой более компактны и могут быть адаптированы для вашего приложения. Инкапсуляция обеспечивает рейтинг IP и защиту для автономных драйверов светодиодов.


Способ завершения

Как подключить светодиодный драйвер к выбранному приложению? Некоторые светодиодные драйверы поставляются с прикрепленными проводами.В качестве альтернативы вам может потребоваться приобрести провода отдельно. Также существуют отверстия для винтов или отверстий для быстрого крепления кабелей к драйверу.

Копия моего Руководства по покупке светодиодных драйверов прикреплена внизу страницы..

Пусковой ток драйвера светодиода и количество MCB

Пусковой ток в светодиодах является одной из областей, которая по-прежнему вызывает озабоченность в светодиодном освещении. Однако правда в том, что пусковой ток возникает не только в светодиодах, но и во всей концепции блока питания.Часто срабатывает MCB. Итак, теперь давайте посмотрим, что означают пусковой ток и MCB, и как рассчитать количество источников питания, которые можно подключить к MCB.

Что такое пусковой ток драйвера светодиода

Пусковой ток драйвера светодиода — это максимальный мгновенный входной ток (кратковременный), протекающий через драйвер светодиода при включении источника питания.

Пусковой ток имеет другие названия, такие как импульсный ток при включении и входной импульсный ток. Не новость, что драйверы светодиодов испытывают высокие пусковые токи, которые в 100 раз превышают номинальный непрерывный ток.

Inrush current

Загрузите эту страницу в формате PDF

Чтобы сэкономить ваше время, мы также подготовили PDF-версию, содержащую все содержимое этой страницы, просто оставьте свой адрес электронной почты, и вы немедленно получите электронную книгу.

Что вызывает пусковой ток в драйверах светодиодов?

Пусковой ток возникает в любом устройстве, потребляющем переменный ток от источника питания, например, в трансформаторах, электродвигателях, драйверах светодиодов и т. д.

Драйверы светодиодов имеют конденсаторы, которые производят минимальный заряд по стандартной шкале с источником питания.В результате драйверы светодиодов требуют высокого начального тока для зарядки конденсатора, что приводит к пусковому току. Кроме того, время, необходимое входному току для зарядки конденсатора, очень мало, что приводит к скачку напряжения при включении.

Давайте получим более четкое представление, используя приведенный ниже график текущего времени . На графике ,

мы видим, что входному току требуется несколько миллисекунд для достижения установившегося состояния. Но из-за скорости зарядки конденсатора входным током ток увеличивается до пикового тока (обозначается 6А).Затем, через некоторое время, ток падает до установившегося тока (обозначается 5А). Таким образом, ток, существующий при короткой разнице во времени, является пусковым током.

Значение и идентификация пускового тока

Вопрос, который может возникнуть у вас в голове, может звучать так: почему мы говорим о пусковых токах? Или почему это такая проблема в индустрии освещения? Итак, чтобы дать ответы, мы хотим увидеть значение пусковых токов в драйверах светодиодов.

Влияние пускового тока на драйверы светодиодов не является привлекательным.В послужном списке есть сведения о том, что пусковые токи являются скорее помехой, чем союзником светодиодной системы. Поскольку отношение пускового тока к установившемуся току велико, это приводит к выбросу, который вызывает следующее:

  • Отключение выключателя питания
  • Перегоревшие предохранители
  • Повреждение автоматического выключателя
  • Отказ системы затемнения света
  • Сварка контактов реле
водителя и снизить эффективность.

Следующая задача этого раздела — помочь вам определить пусковой ток. Мы можем добиться этого, описав характеристики пусковых токов.

  • Они мгновенные: происходят в момент, когда драйвер светодиода получает питание
  • Обладают более высоким током, чем номинальный ток драйвера
  • Обычно имеют диапазон напряжения 120–240 В
  • Действуют кратковременно, но эффективно достаточно, чтобы вызвать повреждение
  • Среднее значение за полупериод

Как рассчитать пусковой ток?

При расчете пускового тока следует учитывать такие факторы, как время (длительность), пиковый ток и форма сигнала.Во-первых, давайте вспомним явления пускового тока, которые мы представляем на графике. Вы увидите, что когда на драйвер светодиода подается питание, входной ток достигает пикового значения, прежде чем вернуться к установившемуся току.

Описанный выше механизм приводит к возникновению сигнала, форма которого зависит от изменения уровня пускового тока. Теперь по этим формам сигналов мы можем рассчитать пусковые токи. Каждая форма сигнала имеет подходящую формулу для расчета пускового тока.

Давайте посмотрим на таблицу ниже:

Где;

Ip = Пиковый ток

Ia = Установившийся ток

t = Время

В качестве альтернативы можно измерить пусковой ток с помощью таких устройств, как цифровой мультиметр, токоизмерительные клещи и анализатор качества электроэнергии.

Факторы, влияющие на пусковой ток драйверов светодиодов

Факторы, влияющие на пусковой ток, включают входное напряжение, температуру и нагрузку. Давайте посмотрим, как они реагируют на пусковые токи

  • Входное напряжение : Пусковые токи увеличиваются по мере увеличения входного напряжения.
  • Внутренний конденсатор большой емкости : Это основная причина возникновения высокого пускового тока. Чем выше емкость, тем выше значение пускового тока.
  • Температура : при высокой температуре сопротивление становится низким, что приводит к увеличению пускового тока.Обратное происходит при более низкой температуре системы.
Объемный конденсатор в драйвере светодиодов

Как ограничить пусковой ток в драйверах светодиодов

Прочитав эту статью, мы видим, что пусковой ток является достоверным фактом и представляет большую опасность для драйверов светодиодов. Поэтому лучший шаг — изучить способы ограничения пусковых токов для сохранения и улучшения драйверов светодиодов.

Но прежде чем мы рассмотрим методы ограничения, мы должны понять факторы, которые помогают определить подходящий метод ограничения.

  • Время переключения:  При быстром времени переключения использование метода отрицательного температурного коэффициента (NTC) становится непригодным. Этот метод не подходит, потому что NTC не успевает остыть, что приведет к повышению температуры и, в свою очередь, к увеличению пускового тока.
  • Емкость нагрузки: Системе с высокой емкостью потребуется высокий переходный ток при включении питания. В результате схема плавного пуска идеально подходит для ограничения пускового тока.
  • Явления низкого напряжения и низкого тока: происходит, когда нагрузка и источник питания присутствуют в одной и той же цепи. Идеальным подходом является использование стабилизатора напряжения.
  • Номинальный ток в установившемся режиме : в этом случае подходит метод NTC, поскольку высокий ток в установившемся режиме имеет тенденцию к повышению температуры.

С факторами покончено, теперь пришло время изучить правильные методы ограничения.

Метод отрицательного температурного коэффициента (NTC)

Метод NTC также называется термистором.Он использует принцип изменения сопротивления при различных температурах. То есть он обеспечивает высокую стойкость при низких температурах и низкую стойкость при высоких температурах.

NTC и входы включены последовательно; следовательно, когда есть источник питания, NTC дает высокое сопротивление, уменьшая пусковой ток.

Схема плавного пуска

Она также называется схемой задержки, которая в основном присутствует в регуляторах напряжения. Схема поддерживает изменение времени нарастания выходного сигнала, что, в свою очередь, уменьшает выходной ток.Кроме того, схема плавного пуска помогает снизить пусковой ток.

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB)

Миниатюрный автоматический выключатель представляет собой электромагнитное устройство, которое несет цельный литой изоляционный материал. Основной функцией этого устройства является коммутация цепи. Это означает автоматическое размыкание цепи (которая подключается к току), когда ток, проходящий через цепь, превышает установленное значение или предел. Автоматический выключатель предназначен для защиты кабеля после устройства от перегрузок и коротких замыканий, предотвращая повреждение кабелей и оборудования.При необходимости устройство можно включать и выключать вручную, как и стандартные выключатели.

Автоматические выключатели C16

Миниатюрные автоматические выключатели срабатывают из-за ограничений NTC или термистора в случае, когда они не могут ограничить пусковой ток. Принцип MCB заключается в том, что он отключается, как только обнаруживает сценарий короткого замыкания или перегрузки. Таким образом, MCB действует как барьер, поскольку он срабатывает до того, как избыточная энергия поступит в драйверы, но все еще поддерживает свет.

Типы автоматических выключателей

Существует 3 типа автоматических выключателей: тип B, тип C и тип D, и скорость их срабатывания зависит от уровня перегрузки и обычно определяется тепловым устройством внутри автоматического выключателя.Типичная кривая отключения MCB показывает количество времени, необходимое для отключения автоматического выключателя при заданном уровне перегрузки по току, как показано ниже.

Эти кривые различаются от производителя к производителю и от типа к типу. Как правило, кривая автоматического выключателя типа B имеет рабочий диапазон от 3 до 5 In, тип C — от 5 до 10 In, а тип D — 10–14 In в соответствии с техническими описаниями наиболее часто используемой серии ABB S201M.

Характеристики отключения автоматических выключателей

Автоматический выключатель срабатывает путем отключения при перегрузке цепи или при возникновении короткого замыкания в системе и имеет номинальный ток, например, 6 А или 10 А, в зависимости от предполагаемого использования, т.е.д., для жилых, коммерческих, промышленных или общественных зданий. MCB отключается в двух состояниях: постоянный ток и мгновенный ток, также называемый пусковым током.

Способность MCB срабатывать зависит от продолжительности тока и его величины. Давайте посмотрим на график, который показывает характеристики каждого MCB.

Кривая отключения для автоматического выключателя типа B

Синяя кривая представляет собой номинальный ток при заданной продолжительности из приведенных выше рисунков, а область прямоугольника указывает область мгновенного отключения.

Кривая отключения для mMCB типа C

Таким образом, мы можем обобщить характеристики отключения, используя приведенную ниже таблицу.

Он показывает, что автоматический выключатель типа C может выдерживать удвоенный номинальный ток в течение 850 мс без срабатывания и трехкратный номинальный ток в течение 130 мс без срабатывания.

кривая отключения для автоматического выключателя типа d

Хотите прочитать позже?

Чтобы сэкономить ваше время, мы также подготовили PDF-версию, содержащую все содержимое этой страницы, только оставьте свой адрес электронной почты, и вы сразу же получите электронную книгу.

Формула для расчета номинала MCB, необходимого для системы

Чтобы узнать количество драйверов светодиодов, которые можно подключить параллельно к одному MCB, вам понадобится изображение ниже. Формула для расчета количества нагрузки драйвера светодиода: Мин. (I отключение / I драйвер , I удержание / I пуск) . Значение – это минимальное значение между двумя значениями.

I отключение : N x номинальный ток MCB (N зависит от различных типов MCB).

I драйвер : максимальный входной средний ток драйвера светодиодов.

I удержание : мгновенный номинальный ток MCB.

I пусковой ток : максимальный пусковой ток драйвера светодиода.

И самая важная кривая для расчета того, сколько частей светодиодных драйверов вы могли бы использовать параллельно, приведена ниже. Нам нужно найти кривую зависимости коэффициента стойкости от таймера из таблицы данных MCB, затем найти длительность импульса из таблицы данных драйвера светодиодов, после чего вы можете получить значение коэффициента стойкости-K в соответствии с кривой. Получите пиковый пусковой ток из таблицы данных драйвера светодиода.

Ниже представлен типичный пример расчета нагрузки MCB.

До сих пор вы узнали, что такое пусковой ток и как рассчитать количество драйверов светодиодов, которые можно подключить к MCB. Если у вас все еще есть какие-либо сомнения, вы можете отправить нам сообщение, чтобы узнать больше.

Выбор MCB драйвера светодиодов Upowertek

Во-первых, найдите таблицу длительности пикового тока в техническом описании MCB, вы можете взять A пик , поскольку I содержит , о котором мы упоминали выше.

Продолжительность
[нас]
Текущий B10
[A пик ]
Текущий B13
[A пик ]
Текущий B16
[A пик ]
Текущий B20
[A пика ]
100 700 910 1120 1400
200 260 338 416 520
300 177 230.1 283 354
400 145 188,5 232 290
500 122 158,6 195 244
600 110 143 176 220
700 102 132,6 163 204
800 97 126.1 155 194
900 93 120,9 149 186
1000 90 117 144 180

Ваш лучший выбор MCB уменьшает пиковый ток и длительность импульса. Таким образом, Upowertek разработала решение, предназначенное для снижения пускового тока в драйверах светодиодов.

Окончательное устранение сложности выбора MCB


Когда система становится больше, становится намного сложнее выбрать правильный MCB.Таким образом, снижается пусковой ток драйвера светодиода до определенного уровня, что делает расчет выбора связанным только с входным током нормальной работы. Новая конструкция светодиодного драйвера Upowertek снижает пиковое значение пускового тока до 1/10 по сравнению с конкурентами, что значительно увеличивает выбор автоматических выключателей.

Заключительные слова

Пусковой ток, несомненно, представляет угрозу для драйверов светодиодов. Нам всем нужны эффективные светодиодные драйверы и еще более длительный срок службы наших светодиодных драйверов. Хорошая новость заключается в том, что Upowertek учитывает все эти проблемы и разрабатывает драйверы светодиодов с системами, ограничивающими пусковые токи.Это было замечательное путешествие, поскольку теперь мы хорошо знаем концепцию пускового тока. И не забывайте, что Upowertek продолжает предоставлять полезные знания, а также выдающиеся решения для драйверов светодиодов.

Свяжитесь с нами сейчас, чтобы запросить драйверы светодиодов с низким пусковым током !

Расчет токоустановочного резистора для драйвера светодиодов TLC5916 — Запах расплавленных предметов по утрам

Официальное техническое описание TI TLC5916 гораздо более запутанно в отношении расчета внешнего токозадающего резистора, чем это действительно должно быть.

Основные отношения описаны на странице 17, но подробное обсуждение на странице 22 взорвет вашу голову. Вот как я это вижу…

VRext, напряжение на Rext, эталонном резисторе, управляется опорным значением запрещенной зоны 1,26 В, умноженным на VG, коэффициент усиления по напряжению 7-разрядного ЦАП.

 VRext = 1,26 В * VG
 

ЦАП создает VG из бита HC (большой ток) и шести битов CC0..CC5 (регистр кода конфигурации). HC выбирает диапазон, а CC0..CC5 — двоичный множитель.

 ВГ = ((1 + ГК) * (1 + СС/64)) / 4 

Минимальное значение VG для HC = 0 равно 1/4, а максимальное равно 1/4 + 63/256 = 127/256:

 ВГ = (1 + СС/64)/4 = 1/4 + СС/256 

Минимальное значение VG для HC = 1 равно 1/2, а максимальное равно 1/2 + 63/128 = 127/128:

 ВГ = (1 + СС/64)/2 = 1/2 + СС/128 

Абсолютный минимум VG = 0,25 возникает, когда HG и CC0..5 равны нулю. И наоборот, абсолютный максимум VG = 0,992 возникает, когда они все равны.

Это означает, что VRext отличается от

 VRext (мин) = 1.26 * 0,25 = 0,315 В 
от

до

 VRext (макс.) = 1,26 * 0,992 = 1,25 В 

В середине этого диапазона есть перегиб, как показано на графике на стр. 23, где HC переключает передачи на высокий диапазон.

Затем

Rext преобразует это напряжение в Iref, опорный ток светодиода:

 Iref = VRext/Rext
 

CG (Current Gain) умножает Iref для установки фактического тока светодиода. Бит CM управляет CG. Вы можете либо использовать странную экспоненциальную формулу из таблицы данных, либо просто запомнить:

.
  • CM = 0 выбирает CG = 5
  • CM = 1 выбирает CG = 15

Тааак, наконец, Iout (ток светодиода) это просто:

 Iвых = CG * Iref 

Зная все это, можно выбрать Rext, чтобы абсолютный максимальный ток не превышал номинал светодиода:

 Iвых (макс.) = 20 мА = 15 * (1.25 В / Назад) 

Что говорит вам, что Rext должен быть не меньше

 Rext = (15 * 1,25 В) / (0,02 А) = 938 Ом 

Тогда можно найти минимальный ток через светодиоды:

 Iвых (мин) = 5 * (0,315 В / 938 Ом) = 1,68 мА 

Теперь, учитывая, что в спецификациях чипа указано, что минимальный регулируемый ток составляет 5 мА, я подозреваю, что все ставки сняты в отношении линейности, согласования и всего такого. Учитывая, что мой друг хочет действительно тусклые часы, я думаю, что это сработает очень хорошо…

Памятка для себя: по какой-то причине (и это должно быть настоящая мерзавка) TI нумерует биты CC в обратном порядке . CC0 — это наиболее значимый бит , CC5 — это наименее значащий бит.

И поскольку CC5 — это первый бит, сдвинутый в сдвиговый регистр TLC5916, вы должны запустить SPI с аппаратной поддержкой Arduino в режиме LSB-first.

Светодиод пульсирует и стробирует в машинном зрении

Светодиоды

можно использовать для непрерывного освещения, поддерживая постоянный ток, протекающий через устройство.

С другой стороны, светодиоды могут легко управляться в импульсном режиме (вкл/выкл) и могут включаться и выключаться последовательно, включая их только при необходимости.

Использование светодиодов в импульсном режиме имеет много преимуществ:

  • Продление срока их службы.
  • Уменьшение рассеиваемой мощности.
  • Снижение выработки тепла.

Если ток (или напряжение) управления светодиодом устанавливается на номинальное значение, заявленное производителем светодиода, на определенное время, а затем сбрасывается до нуля, мы говорим об импульсном режиме : светодиод просто включается и выкл.

Светодиоды

также могут работать при более высокой интенсивности (т.е. перегружен), чем номинальные значения, таким образом производя больше света, но только в течение ограниченного периода времени: в этом случае мы говорим, что светодиод работает в режиме стробирования .

Стробирование необходимо всякий раз, когда приложению требуется повышенное количество света, чтобы заморозить движение быстро движущихся объектов, чтобы исключить влияние окружающего света, сохранить срок службы светодиода и синхронизировать время включения света (тонн) с время захвата камеры и предмета, подлежащего проверке.

Чтобы правильно стробировать светодиодный светильник, необходимо учитывать несколько параметров (см. рисунок):

  • Максимальная ширина импульса или время включения ( t на ): максимальное время, в течение которого светодиод может быть включен при максимальном прямом токе.
  • Рабочий цикл D определяется как (обычно выражается в %):

`D=t_(вкл)/(t_(вкл)+t_(выкл))`

Где t выкл. — это время, в течение которого светодиод не горит, а T = t вкл. + t выкл. это период цикла.Рабочий цикл дает долю в % времени цикла, в течение которой светодиоды могут быть включены. Период T также может быть задан как частота цикла f = 1/T, выраженная в герцах (Гц).

Параметры рабочих циклов.

Запуск и стробирование.

Как определить максимальное t на для разных частот стробирования?

Ключевым моментом при управлении светодиодом в стробирующем режиме является не превышение максимальной номинальной мощности светодиода.Мощность, рассеиваемая устройством, выражается следующим уравнением:

`P_(diss)=V_(среднее)*I_(среднее)`

Это уравнение легко вычислить, имея дело с непрерывным световым освещением. С другой стороны, когда светодиод стробируется, необходимо учитывать время включения и выключения. Обычно прожекторы Opto Engineering поставляются со всеми характеристиками стробирования светодиодов (см. рисунок).

Характеристики стробоскопа продукта

Например, для осветителя LTPB, показанного на рисунке выше, максимальный управляющий ток равен 1.8 А, а максимальное время t на равно 1 мс при стробировании на частоте 15 Гц. В этом случае максимальный средний ток светодиода равен:

`I_(среднее,макс.)=I_(макс.)*t_(вкл.)/(t_(вкл.)+t_(выкл))`

Вспоминая, что частота стробирования:

`f=1/T=1/(t_(вкл)+t_(выкл))`

ток можно рассчитать как:

`I_(среднее,макс.)=I_(макс.)*t_(вкл.)*f`

Или по-другому, используя определение рабочего цикла D:

`I_(среднее,макс.) = I_(макс.)*D`

Подставляя максимальный ток возбуждения, время включения и частоту стробирования, получаем:

Этот ток НЕ ДОЛЖЕН превышаться при использовании этого облучателя.

Если, например, мы хотим стробировать на частоте 30 Гц (удвоенной по отношению к предыдущей частоте), обязательно уменьшить время включения до 0,5 мс (половина предыдущего времени включения), чтобы произведение максимальный ток возбуждения (1,8 А) при новых двух данных (30 Гц и 0,5 мс) не превышает значения 27 мА.

Таким образом, преимущества и недостатки стробирующих светодиодных источников следующие:

ПРЕИМУЩЕСТВА

НЕДОСТАТКИ

Можно получить большое количество света за короткий промежуток времени (обязательно для быстрого применения)

Контроллер света необходим для правильного стробирования светодиодного источника

Увеличение срока службы светодиода

Должна быть обеспечена синхронность между освещением и захватом камеры

Может уменьшить рассеиваемую мощность

Надлежащая конструкция драйвера устраняет мерцание стробоскопа светодиода (ЖУРНАЛ)

Архитектура драйвера светодиода определяет мерцание SSL, объясните ZHAOQI MAO, LANE GE и GARY HUA , но методы подавления пульсаций могут оказаться экономически эффективными и обеспечить комфортное светодиодное освещение освещение на базе.

Замена традиционных ламп накаливания и люминесцентных ламп более эффективными и долговечными твердотельными светодиодами (SSL) — неоспоримая тенденция в индустрии освещения. Однако, поскольку приборы SSL напрямую подключены к линии переменного тока, как и в случае устаревшего освещения, существует риск возникновения мерцания с частотой 100 Гц или 120 Гц в результате пульсаций тока на выходе источника питания. Мерцание может вызывать дискомфорт у людей, вызывая головные боли и другие заболевания, даже если человеческий глаз может не обнаружить мерцание.Тщательно продуманная конструкция драйвера светодиодов может свести к минимуму мерцание и помочь гарантировать, что SSL выполняет свои обещания по энергоэффективности за счет широкого развертывания.

Действительно, производители светодиодов и светильников стремятся решить проблему мерцания, и они в основном обращаются за решением к производителям драйверов, потому что в конечном итоге драйвер определяет степень мерцания. В этой статье объясняются основные причины и характеристики мерцания, описывается, как оно возникает в светодиодном освещении, и объясняется, как инженеры могут найти компромисс между различными топологиями драйверов, чтобы найти правильное сочетание затрат и выгод.Мы опишем схему подавителя пульсаций, которая представляет собой экономичный и гибкий способ реализации светодиодного освещения без мерцания.

Рыночные ожидания

Хорошо известно, что в ближайшие несколько лет светодиодное освещение заменит устаревшие источники, включая лампы накаливания, люминесцентные лампы и трубки. Поскольку светодиод представляет собой источник света нового поколения с электронными корнями, рынок ожидает не только более высокой эффективности на уровне системы SSL, но и лучшего освещения.

Однако, как и традиционные технологии освещения, большинство светодиодных светильников напрямую подключаются к сети переменного тока с частотой 50 или 60 Гц в различных регионах мира. Даже после выпрямления до частот 100 или 120 Гц любое мерцание, связанное с линией, может быть обнаружено человеческим глазом из-за задействованных относительно низких частот. Действительно, выпрямленная линия может привести к мерцанию стробоскопа, что может вызвать ранее упомянутый дистресс у людей.

В частности, конструкции драйверов светодиодов, основанные на однокаскадной архитектуре для обработки как коррекции коэффициента мощности (PFC), так и выходного тока привода, особенно чувствительны к мерцанию.Среди других причин на мерцание влияет пульсирующий ток светодиода. Но есть множество способов устранить проблему, включая схему подавления пульсаций. Разработчикам продуктов SSL необходимо оценить подходы и выбрать драйвер, отвечающий требованиям приложения по стоимости и производительности. В разных приложениях допустимы разные уровни мерцания. Конструкция системы, которая неприемлема для применения внутри помещений из-за мерцания, может хорошо работать в качестве наружного уличного или зонального освещения.

Эффект мерцания

Теперь рассмотрим мерцание. Согласно статье «Обзор литературы по мерцанию света: эргономика, биологические свойства, потенциальное влияние на здоровье и методы», опубликованной Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в 2010 г., частота мерцания света составляет 3– Диапазон 70 Гц хорошо воспринимается людьми, и это может вызвать у них дискомфорт (http://bit.ly/1iL2vjq и http://bit.ly/NAtjXq). Даже повторяющиеся мигающие огни и статические повторяющиеся геометрические узоры могут вызывать припадки у этих людей, и частота возникновения составляет около 0.025%. Этот тип мерцания может быть легко устранен драйвером, и обычно мы считаем драйвер нестабильным, если такую ​​частоту можно увидеть в форме пульсаций выходного тока.

Однако сейчас люди начинают больше внимания уделять длительному воздействию высокочастотного мерцания в диапазоне 70–160 Гц. Такое мерцание может вызвать недомогание, головные боли, ухудшение зрения. Некоторые исследователи даже утверждают, что сетчатка может воспринимать мерцание с частотой до 200 Гц, но тесты показали, что выше 160 Гц влияние мерцания на здоровье незначительно.Из-за ранее упомянутых частот выпрямленной линии 100 и 120 Гц мы сосредоточимся здесь на уменьшении мерцания в этом диапазоне. И на самом деле влияние мерцания с частотой 100 или 120 Гц на здоровье человека зависит не только от частоты, но и от физических и физиологических факторов.

Определение мерцания

Сначала нам нужно понять, как характеризуется мерцание. Общество инженеров по светотехнике Северной Америки (IESNA) опубликовало определение «процент мерцания» и «индекс мерцания» в девятом издании Справочника по освещению IESNA. На рис. 1 показано, как определяются метрики.

РИС. 1. IES определяет индекс мерцания.

Процентное мерцание — это относительная мера циклического изменения мощности источника света (т. е. процентная модуляция). Его также иногда называют «индексом модуляции». Ссылаясь на рис. 1, вы вычисляете процент мерцания на основе максимального (A) и минимального (B) уровней светоотдачи.Вы делите сумму A и B на разницу двух, чтобы получить процент.

Показатель мерцания определяется в справочнике IESNA как «надежная относительная мера циклических изменений выходной мощности различных источников при заданной частоте сети. Она учитывает форму выходного светового сигнала, а также его амплитуду». Индекс мерцания принимает значения от 0 до 1,0, где 0 означает постоянный световой поток. Более высокие значения указывают на повышенную вероятность заметного мерцания лампы, а также стробоскопического эффекта.Снова обратившись к рис. 1, вы вычисляете индекс, разделив площадь 1 на сумму площадей 1 и 2.

Как отмечалось ранее, помимо частоты, индекс мерцания оказывает существенное влияние на то, как свет заставляет людей чувствовать себя. . Более высокий индекс мерцания означает большую чувствительность к человеческому глазу и более низкий уровень комфорта. В таблице 1 показан типичный индекс мерцания различных световых двигателей согласно статье «Оценка мерцания в светодиодных светильниках», написанной Майклом Гратером, президентом Лаборатории испытаний светильников и размещенной на веб-сайте Совета по измерению оптического излучения (CORM).

Выход источника света SSL

Определив мерцание, давайте рассмотрим, как работает светодиодный источник света. Световой поток светодиода почти линейно зависит от тока возбуждения. Просмотрите технические характеристики любого мощного светодиода, и вы увидите линейность графиков, отображающих прямой ток в зависимости от светового потока. Такой график делает совершенно очевидным, что ток привода является критическим источником мерцания света светодиода, а подача постоянного тока является основной задачей драйвера светодиода.

Когда мы обсуждаем мерцание 100–120 Гц, чаще всего мы имеем в виду приложения для внутреннего освещения.Существует довольно много схем драйверов светодиодов для внутреннего освещения, способных обеспечить постоянный ток. Например, можно использовать простые токоограничивающие резисторы, линейную полупроводниковую стабилизацию и коммутационную широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) после выпрямления переменного тока. Но эти схемы не входят в нашу задачу, потому что они не могут обеспечить коэффициент мощности (PF), необходимый для коммерческих приложений внутри помещений. Как правило, для коммерческих приложений требуется коэффициент мощности более 0,9. Все больше и больше стран и ассоциаций стандартов, таких как Energy Star и DesignLights Consortium (DLC), требуют, чтобы освещение было больше 0.9 Значение ПФ. Мы прогнозируем, что любые лампы и светильники с коэффициентом мощности ниже 0,9 скоро будут сняты с производства.

Топологии драйверов

Учитывая наше требование PF, давайте рассмотрим некоторые топологии драйверов, которые можно использовать в продуктах SSL для помещений, а также стоимость и влияние каждой из них на производительность. Различные подходы сведены в Таблицу 2. Мы также представим новую схему для уменьшения больших пульсаций, характерных для однокаскадных драйверов.

РИС.2. Пассивный каскад или каскад ККМ с заполнением долины плюс каскад преобразователя постоянного тока в драйвере светодиода.

Пассивная коррекция коэффициента мощности плюс переключение DC/DC. На рис. 2 показана двухкаскадная конструкция, включающая пассивную ступень коррекции коэффициента мощности и вторую ступень переключающего преобразователя постоянного тока в постоянный. Эта структура широко используется в недорогих автономных адаптерах и зарядных устройствах. Конструкция PF часто упоминается как заполнение долины, поскольку конденсаторы не позволяют выходному сигналу падать до низких уровней. Благодаря схеме заполнения долины и объемному конденсатору пульсации тока в этой схеме малы и ими легко управлять.Недостатком пассивной схемы является то, что она не подходит для более высокой мощности более 20 Вт из-за изначально плохих проблем электромагнитной совместимости (ЭМС) PF при более высоких уровнях мощности. Такие конструкции не могут пройти стандарт класса C IEC EN61000-3-2 (испытание на эмиссию гармонических токов). Кроме того, пассивная схема не подходит для достижения широких универсальных диапазонов входного напряжения, таких как 100–240 В переменного тока.

РИС. 3. Архитектура одноступенчатого активного драйвера PFC.

Одноступенчатый активный PFC. Однокаскадный подход с активной коррекцией коэффициента мощности, показанный на рис. 3, является широко распространенной топологией для драйверов светодиодов с широким входным диапазоном. Топология также обеспечивает хорошую эффективность преобразования мощности и коэффициент мощности в широком диапазоне нагрузок. Недостатком является высокая пульсация тока, которая приводит к видимому или невидимому мерцанию 100–120 Гц. Хороший дизайн может уменьшить пульсацию тока до относительно низкого значения; однако пульсации обычно все еще выше, чем в предыдущей двухступенчатой ​​​​схеме.Одной интересной особенностью однокаскадной топологии является то, что на пульсации сильно влияют различные характеристики напряжения и тока, характерные для каждой светодиодной нагрузки. Разработчики драйверов ищут лучшие способы контроля пульсаций в однокаскадной конструкции.

РИС. 4. Активный каскад коррекции коэффициента мощности плюс каскад преобразователя постоянного тока в драйвере светодиода.

Активный PFC плюс переключение DC/DC. Одним из способов решения проблемы пульсаций на выходе является добавление активной второй ступени после активной ступени PFC. Такая топология изображена на рис. 4 с добавлением каскада преобразователя постоянного тока в постоянный. Но дополнительная ступень DC/DC в драйвере увеличивает стоимость на 15–20%. Эта схема значительно снижает пульсации выходного тока и делает выход почти идеальным постоянным током за счет потери эффективности на 2–3%. Кроме того, эта структура может охватывать большинство уровней мощности, необходимых для применения внутри помещений, и широко используется.

РИС. 5. Блок-схема подавителя пульсаций .

Одноступенчатый PFC и подавитель пульсаций. В идеале, разработчики системы SSL предпочли бы более дешевый метод для уменьшения пульсаций на выходе, и это вернуло бы нас к одноэтапному подходу. К счастью, есть еще одно хорошее решение для снижения пульсаций выходного тока с помощью схемы, которая намного проще, чем каскад с переключением DC/DC.Вы можете сегментировать однокаскадную конструкцию с относительно простой линейной схемой подавления пульсаций, такой как изображенная на рис. 5. пульсации от одноступенчатого выхода постоянного тока PFC с потерей эффективности всего 2–3%. Такой подход дает дополнительные преимущества. Добавление переключающего каскада DC/DC к драйверу в большинстве случаев ухудшает характеристики ЭМС, а добавление линейного регулятора — нет.Улучшенные характеристики электромагнитной совместимости позволяют гибко использовать подавитель пульсаций с существующими однокаскадными драйверами светодиодов от производителей SSL. Добавление схемы к выходу намного более рентабельно, чем покупка другого драйвера или переключение преобразователя постоянного тока в постоянный, чтобы получить гораздо лучший световой поток.

Эта схема подавления пульсаций используется последовательно с однокаскадным выходом PFC и в основном состоит из мощного полевого МОП-транзистора, токочувствительного резистора и усилителя ошибки. Чувствительный резистор получает сигнал пульсаций тока, и если пульсации больше установленного значения, выход усилителя ошибки регулирует напряжение на МОП-транзисторе, чтобы уменьшить пульсации.Эти простые компоненты могут быть заключены в очень маленький корпус или даже превращены в интегральную схему.

РИС. 6. Выходной ток одноступенчатого драйвера.

Результаты теста драйвера

Рассмотрим тесты цепи подавителя пульсаций, которые демонстрируют значение. На рис. 6 показаны выходное напряжение и ток типичного однокаскадного драйвера. Конструкция мощностью 42 Вт выдает 700 мА на светодиодную нагрузку.Пульсация очень заметна в текущей форме волны.

РИС. 7. Выходной ток драйвера со схемой подавителя пульсаций.

На рис. 7 показаны формы выходных сигналов того же драйвера мощностью 42 Вт с добавленным к выходу подавителем пульсаций. Вы можете видеть, как подавитель эффективно обрезает амплитуду пульсаций до приемлемого уровня, тем самым устраняя мерцание за счет уменьшения как процента мерцания, так и индекса.

По мере развития индустрии светодиодного освещения такие характеристики, как высокая эффективность и длительный срок службы, сами по себе не могут удовлетворить рынок. Люди ищут лучшую световую среду, особенно когда это связано со здоровьем. Для определенных мест, таких как офисы и жилые комнаты, устранение мерцания стробоскопа еще более важно.

Существует несколько способов создания хорошего постоянного тока с низкой пульсацией для питания светодиодов; каждый метод имеет преимущества и недостатки. Ключевым преимуществом подавителя пульсаций является то, что он обеспечивает очень простой и гибкий способ уменьшить мерцание уже имеющейся конструкции при минимальной и очень разумной цене.


ZHAOQI MAO, LANE GE, и GARY HUA являются членами технического и маркетингового персонала Inventronics (Hangzhou) Co., Ltd.

Как выбрать подходящий светодиодный аварийный драйвер?

Светодиодные светильники являются одними из самых популярных светильников во всем мире, и, конечно же, за такой популярностью стоит множество причин.

Одним из многих преимуществ светодиодов (то есть светодиодов, имитирующих свет) является меньшее энергопотребление.

Для освещения этих светильников требуется гораздо меньше энергии, чем для обычных галогенных и люминесцентных ламп.

Однако светодиодные светильники должны работать в определенном диапазоне температур и обеспечивать стабильный и равномерный ток для освещения. Требования к мощности и температуре различаются для разных типов светодиодов.

Чтобы обеспечить для светодиодов в источнике освещения, будь то светодиодная трубка, светодиодный светильник или светодиодная панель, стабильную и благоприятную среду, им требуется драйвер для управления температурой, а также источником питания для светодиодов.

Эти драйверы могут поставляться со светодиодной подсветкой или, в некоторых случаях, в качестве внешнего крепления.

Большинство светодиодов поставляются с драйвером светодиода, который называется внутренним драйвером светодиода, а если светодиод поставляется с драйвером, не интегрированным в источник света, то такой тип драйвера называется внешним драйвером светодиода.

Что такое аварийный светодиодный драйвер?

Драйвер аварийного освещения для светодиодов, в отличие от драйверов для светодиодов, используется для преобразования обычного освещения в необслуживаемое аварийное освещение.Аварийный драйвер светодиодов контролирует и управляет источником питания светодиода.

При включенном питании данный драйвер обеспечивает питание светодиода от сети и поддерживает заряд встроенной в него батареи.

В случае выхода из строя первичных элементов по какой-либо причине, аварийный драйвер светодиодов в доли секунды переключает питание на батарею и предотвращает выключение света.

В отличие от обычных драйверов светодиодов, эти драйверы работают от батареи и обеспечивают настроенное питание для светодиодного прибора в случае отключения электроэнергии.Как правило, эти драйверы настроены на подачу меньшего количества энергии на светодиодный прибор, чем требуется.

На светодиодные светильники подается меньше энергии, чтобы уменьшить потребление заряда батареи и увеличить продолжительность времени, в течение которого свет будет гореть при питании от батареи.

Однако подача энергии настраивается, и некоторые производители предлагают предварительно настроенные аварийные драйверы светодиодов в зависимости от потребностей.

Покончив с основами, давайте углубимся в детали, на которые следует обратить внимание при выборе аварийных светодиодных драйверов.

Требования к напряжению

Напряжение можно понимать как электродвижущую силу, которая является количественным выражением разности потенциалов между двумя точками. Это позволяет заряду течь плавно, чтобы обеспечить светодиодную молнию. Электрические приборы используют букву «V» для обозначения напряжения, которое они будут потреблять.

Каждый светодиодный светильник имеет определенное напряжение. Прежде чем выбрать аварийный светодиодный драйвер, убедитесь, что вы знаете требования к напряжению.

Существует два типа напряжения. Входное напряжение — это напряжение, которое может принять аварийный драйвер светодиодов, а выходное напряжение, также известное как поток напряжения (Vf) или выходное напряжение, — это напряжение, которое может обеспечить драйвер.

Очень важно, чтобы выходное напряжение соответствовало требованиям к напряжению светодиодного светильника.

В приведенном выше аварийном светодиодном драйвере Sanforce диапазон выходного напряжения составляет 110–265 В. Это означает, что диапазон напряжения может быть настроен точно в соответствии с требованиями светодиодного светильника.

Однако любой светодиодный прибор, требуемое напряжение которого ниже или выше заданного диапазона, не может быть установлен с аварийным драйвером светодиодов.

Мощность

Мощность – это мощность, выраженная в ваттах. Его можно объяснить как количество энергии, необходимое для работы электрического прибора или электрического устройства.

Ватт — это мера того, сколько энергии высвобождается каждую секунду. Ватт рассчитывается путем умножения напряжения на ток, что указывает на прямую связь между собой.

Необходимо выбрать те аварийные приводы, которые имеют максимальную мощность. Она должна быть выше требуемой мощности светодиодной лампы. Только в этом случае аварийные светодиодные драйверы смогут работать плавно.

Стандарты безопасности

Безопасность является важнейшим аспектом электрических приборов, включая осветительные приборы. Таким образом, каждый светодиодный аварийный драйвер имеет рейтинг IP и/или класс UL. Драйвер светодиода следует выбирать в зависимости от среды, в которой он будет установлен, и с учетом класса UL/степени защиты IP аварийного драйвера светодиода.

Прежде чем двигаться дальше, давайте объясним, что такое рейтинг IP и почему он важен. Рейтинги IP, также известные как международная маркировка защиты или маркировка защиты от проникновения, определяют уровень безопасности, который любой механический корпус или электрический корпус обеспечивает электрическому прибору от проникновения инородных тел, таких как вода, случайный контакт, грязь и т. д., а также влажность.

IP67 принято считать хорошо защищенным от пыли при временном погружении в воду.Они рассматриваются как средства измерения защиты от твердых предметов и элементов защиты от воды.

Аналогичным образом рейтинги UL Class, предоставляемые Underwriters Laboratories, также проверяют и предоставляют рейтинги для электрических приборов. Его рейтинги UL Class 1 и 2 дают представление о стандартах безопасности водителей.

Любой привод класса 2 UL считается безопасным для контакта и не имеет какой-либо значительной защиты. Этот тип номиналов гарантирует, что выходное напряжение устройств и защитная защита не представляют опасности.

Тип светодиодного светильника

На рынке доступны различные типы светодиодных светильников, такие как светодиодная трубка, светодиодная панель, светодиодный потолочный светильник или светодиодная лента. Эти светодиоды также доступны в двух широких категориях: от светодиодов для внутреннего освещения до светодиодов для наружного освещения.

Каждый тип светодиода имеет свои особые требования к входному и выходному напряжению, внутреннему или внешнему драйверу и типу тока для освещения светильника.

В зависимости от типа используемого светодиода следует выбрать соответствующий аварийный драйвер светодиодов.Например, если светодиод будет установлен при отрицательных температурах, следует выбрать драйвер, работающий в таких условиях.

Помимо климатических и погодных условий, при выборе аварийного светодиодного драйвера следует учитывать размер светодиодного светильника.

Заранее обсудите требования к физическим размерам ваших светодиодных ламп с вашим поставщиком аварийного драйвера для светодиодов, чтобы убедиться, что вы без проблем сможете их установить.

У вас все в порядке с затемнением?

Большинство аварийных драйверов светодиодов настроены на подачу меньшего количества энергии, чем требуется светодиодному светильнику для полного освещения, чтобы сохранить заряд батареи и продлить срок службы резервного питания.Но есть светодиодные аварийные драйверы, которые обеспечивают полную мощность светильников, даже если свет погаснет.

Таким образом, при установке аварийного светодиодного драйвера следует учитывать влияние приглушения света в помещении. Если затемнение света повлияет на операции вокруг, например, в операционной, вам следует искать аварийные светодиодные драйверы, которые могут обеспечить высокое напряжение для светодиодного светильника, даже если сеть отключится.

Энергоэффективность

Беспокоят ли вас или вашу организацию огромные счета за электроэнергию в конце месяца? Вы сосредоточены на сокращении расходов? Или вы сосредоточены на том, чтобы окружающее пространство было полностью освещено, не обращая внимания на счет за электроэнергию?

Аварийные драйверы светодиодов могут быть настроены для контроля потребления энергии.Эти драйверы могут управлять потоком энергии к светильнику в стандартное время или в период отключения электроэнергии.

Поставщики заказных аварийных драйверов для светодиодов, такие как Sanforce Technology, предлагают различные настраиваемые параметры на ваш выбор.

Обсудите свои потребности и идеальную ситуацию с представителем компании, прежде чем остановиться на аварийных светодиодных драйверах. Посмотрите, может ли компания предоставить вам продукты, которые помогут вам сократить расходы на электроэнергию, не влияя при этом на ваши потребности в освещении.

Тип батареи и срок службы

Аккумуляторы являются одним из важнейших компонентов аварийного светодиодного драйвера. Емкость и тип батареи, используемой в аварийном светодиодном светильнике, отрицательно сказываются на производительности светильника.

Доступны три типа перезаряжаемых батарей: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-Ion) батареи.

Каждая из этих батарей предлагает различные уровни продолжительности резервного питания и может работать в различных условиях окружающей среды.Хотя каждый из них безопасен, но безопасность связана с окружающей средой, в которой работает светильник.

Компания Sanforce написала простое для понимания руководство по перезаряжаемым батареям для чайников, и если вы хотите углубиться в науку об аккумуляторных батареях, читайте здесь.

Тем временем мы рекомендуем вам обсудить ваши потребности с выбранным вами поставщиком аварийного светодиодного драйвера и попросить его предложить вам подходящие варианты. Мы уверены, что они предложат варианты, соответствующие вашим потребностям.

Если вы планируете дооснастить свои существующие светильники аварийными светодиодными драйверами или хотели бы узнать больше о том, как они могут помочь вам сделать ваше окружение более безопасным, поговорите с одним из наших представителей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.