Схемы драйверов для светодиодных ламп: Схемы драйверов светодиодов на PT4115, QX5241 и др. микросхемах с регулятором яркости для диммируемых светодиодных светильников
Схемы светодиодных драйверов
Сегодня светодиодные лампы есть едва ли не в каждом доме. Но к сожалению, эти осветительные приборы нередко выходят из строя задолго до положенного им срока, и причин тому множество. Не стоит, можно произвести ремонт. Сегодня мы разберем до винтика несколько таких устройств, посмотрим, что у них внутри, и попробуем провести ремонт светодиодной лампы на В своими руками.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Простая схема драйвера для светодиодной лампы на 220 вольт для сборки своими руками
- LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением
LED драйвер схема - Драйверы для светодиодных лампочек.
- Схема драйвера для светодиода от сети 220В
- Ремонт светодиодных драйверов своими руками
- Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В
- LED драйвер схема
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Ремонт драйвера светодиодной LED лампы
Простая схема драйвера для светодиодной лампы на 220 вольт для сборки своими руками
Драйвер англ. Драйвером обычно называется отдельное устройство или отдельный модуль, микросхема в устройстве, обеспечивающие преобразование электрических управляющих сигналов в электрические или другие воздействия, пригодные для непосредственного управления исполнительными или сигнальными элементами.
Светодиоды , в отличие от других излучающих свет приборов ламп, светильников , не могут быть напрямую включены в бытовую сеть. Более того, светодиоды не могут питаться фиксированным напряжением, которое указано в паспорте. Устройство питания светодиода должно иметь элементы, ограничивающие ток через светодиод в соответствии с его характеристиками, или балласт.
Светодиод, как и любой полупроводниковый диод, имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, которая меняется под воздействием температуры и, хоть и незначительно, но отличается у разных излучателей, даже выпущенных в одной партии. Поэтому ограничивающие ток элементы должны учитывать как разброс параметров светодиодов, температурный и временной уход, так и изменения питающего напряжения.
Известно множество схем питания светодиодов. Наиболее простым решением для ограничения тока светодиода является резистор, включённый последовательно с светодиодом, однако, такой вариант не слишком экономичен.
Немалая часть подводимой мощности будет выделяться на этом резисторе в виде тепла.
Можно уменьшить эту «паразитную» мощность снижением напряжения питания системы и уменьшением сопротивления резистора.
Чем меньше выбрать сопротивление резистора, тем меньше он будет греться. Но и тем больше будет меняться ток светодиода при изменении его параметров, вызванных например, изменениями температуры, а при слишком малом сопротивлении резистора, ток может выйти из рабочего диапазона и снизить долговечность светодиода вплоть до выхода его из строя.
Для таких целей выпускаются специальные микросхемы, содержащие один или несколько стабилизирующих ток выходов. При использовании такого решения, напряжение питания может быть подобрано таким, что выделяемая на драйвере активная мощность была минимальной. Драйверы со стабилизацией тока и с управлением от микроконтроллера используются в электронных светодиодных табло, где требуется управлять не только включением, выключением и яркостью каждого пикселя , но и его цветом [3].
В некоторых применениях, например батарейном питании, напряжения источника не хватает для включения светодиода.
В таких устройствах используются повышающие преобразователи, специально разработанные для эффективного использования светодиодных излучателей [4]. Такие драйверы позволяют включить один или несколько светодиодов, соединённых в одну последовательную цепочку.
Несколько параллельных цепочек таким драйвером питаться не могут, поскольку ток в отдельных цепочках может сильно отличаться [2]. В современной автоматике, да и в бытовой технике, зачастую двигатель или электромагнит включается не выключателем, а контроллером.
Входы такого драйвера совместимы с логическим устройством, а на выходе формируется необходимое напряжение нужной полярности и, в случае шагового двигателя , необходимая циклограмма возбуждения его обмоток. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 4 декабря ; проверки требуют 2 правки.
У этого термина существуют и другие значения, см. Драйвер значения.
Элементная база и способы её применения для решения задач управления питанием светодиодов. Светодиодные драйверы производства фирмы SiTI. Применение импульсных повышающих преобразователей фирмы National Semiconductor для управления светодиодами. Практический опыт применения микросхемы Supertex HV Драйверы светодиодных ламп уличного освещения производства National Semiconductor.
Категории : Светотехника Электроника. Пространства имён Статья Обсуждение. Эта страница в последний раз была отредактирована 14 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Подробнее см. Условия использования. Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Свяжитесь с нами Разработчики Заявление о куки Мобильная версия.
LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением
Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича.
Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов. Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов.
Схема неизолированных светодиодных драйверов содержит фильтр радиопомех, блок выпрямителя, схему управления со встроенным активным либо.
LED драйвер схема
Солнечный город — Обустройство, ремонт, полезные советы для дома и квартир. Сегодня, наверное, ни одна квартира или частный дом не обходится без светодиодного освещения. Да и уличное освещение постепенно меняется на экономичные и долговечные LED-элементы. Это первый вопрос, приходящий в голову человеку, несведущему в устройстве светодиодного освещения. Без такого устройства светодиоды работать не будут. Ответ на вопрос, что такое драйвер для светодиода, довольно прост. Это устройство, стабилизирующее напряжение и придающее ему те характеристики, которые нужны для работы LED-элементов.
Чтобы было понятнее, проведем аналогию с пускорегулирующим устройством люминесцентной лампы, которая также не может работать без дополнительного оборудования. Разница лишь в том, что драйвер имеет компактный размер и умещается в корпусе светового прибора.
Драйверы для светодиодных лампочек.
Любой светодиодный светильник помимо светоизлучающих диодов содержит драйвер — электронную схему, преобразующую энергию внешней питающей цепи к пригодному для питания светодиодов виду. Драйвер во многом определяет качество излучаемого светодиодами света, длительность безотказной работы светильника, потребляемую светильником мощность и, не в последнюю очередь, его стоимость. В статье рассмотрены компоненты простейшего светодиодного драйвера на базе микросхемы CPC и процесс его проектирования. Повысился профессионализм производителей светодиодных светильников.
Подробно: ремонт светодиодных драйверов своими руками от настоящего мастера для сайта olenord.
Схема драйвера для светодиода от сети 220В
Сегодня, наверное, ни одна квартира или частный дом не обходится без светодиодного освещения.
Да и уличное освещение постепенно меняется на экономичные и долговечные LED-элементы. Это первый вопрос, приходящий в голову человеку, несведущему в устройстве светодиодного освещения. Ответ на вопрос, что такое драйвер для светодиода, довольно прост. Это устройство, стабилизирующее напряжение и придающее ему те характеристики, которые нужны для работы LED-элементов.
Ремонт светодиодных драйверов своими руками
В нашей разработке, мы взяли LED элемент мощностью 1 ватт, но можно изменить радиокомпоненты Led драйвера и использовать светодиоды и большей мощности. В качестве источника питания я применил готовый трансформаторный блок питания на 5 Вольт, т. Радиатор на мощный транзистор не нужен, т. Он является установочным и закрывает транзистор Q2, если течет повышенный ток. Транзистор FQP50N06L в соответствии с паспортными данными работает только до 18 Вольт, если требуется больше вам следует воспользоваться справочником по транзисторам. Следует также сказать о назначении транзисторов в этой конструкции.
Он также задает обратную связь, которая следит за параметрами тока и держит его в заданных пределах.
Схемы светодиодных драйверов. Ремонт LED драйвера для светодиодных светильников.
Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В
В предыдущей статье мы рассказали как сделать драйвер для светодиодов своими руками, используя транзисторы и распространенные микросхемы-стабилизаторы напряжения. Сегодня же речь пойдет о схемах драйверов на специализированных микросхемах. Просто поразительно, как это никому не известному китайскому производителю PowTech удалось создать настолько успешную микросхему драйвера светодиодов, вместив в компактном корпусе несколько блоков управления с мощным полевым транзистором на выходе! Микросхема требует минимального обвеса и позволяет конструировать светодиодные светильники мощностью более 30 Вт с высоким КПД и возможностью плавной регулировки яркости.
LED драйвер схема
Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку.
Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Идеальный номер два?
Для применения светодиодов в качестве источников освещения обычно требуется специализированный драйвер.
Одним из условий надежной работы светодиодов является качественное стабильное питание постоянным током заданного напряжения. Рассмотрим основное назначение и принцип его работы, какими главными параметрами он характеризуется, какие разновидности существуют, чем он отличается от стандартного блока питания, как правильно подобрать и каковы основные схемы его подключения. Led-driver — это стабилизирующий модуль. Без него не способен работать ни один из ныне выпускаемых светодиодных элементов — от самых слабых до мощнейших. Он должен строго подбираться под нагрузку собираемой схемы, особенно когда светильники имеют последовательный характер соединения. При этом падение напряжение в каждом конкретном лэд-источнике света может варьироваться так как зависит от заводских параметров сборки , в то время как сила тока должна оставаться одна и та же на всех них.
При этом исходящей от лица первых его членов, не будем упоминать пофамильно, стали очень распространенными в наших световых приборах. О том, что светодиодные лампы экономичны и надежны написано много и везде, разве что не на заборах. Наш сайт также не стал тому исключением.
Балластный драйвер для светодиодных ламп и светильников
Как правильно построить схему драйвера для светодиода при запитывании его от
сети? Онлайн калькулятор по расчёту элементов балластного преобразователя
Светодиодная лампа постепенно, но уверенно приходит на смену люминесцентной лампе, которая сама, казалось бы, ещё совсем недавно заместила собой повсеместно употребляемую «лампочку Ильича».
К основным преимуществам светодиодных источников света относятся: высокая экономичность, моментальный выход на рабочий режим,
отсутствие содержания паров ртути, а также излучения ультрафиолета после выгорания люминофора внутри колбы.
Довольно часто драйверы для питания светодиодов от сети базируются на использовании специализированных микросхем и импульсных трансформаторов.
Однако значительно более простые и дешёвые балластные драйверы также имеют у производителей заслуженную популярность и, похоже, пока не собираются сдавать своих позиций.
Для примера на Рис.1 приведены схемы двух фабричных драйверов для линейки последовательно включённых светодиодов. Подобные схемы, как правило, практически
идентичны, за исключением, разве что некоторых нюансов.
Рис.1 Схемы сетевых драйверов для светодиодных ламп, продаваемых на Алиэкспресс
Драйверы для светодиодных ламп, изготавливаемых нашими китайскими коллегами, не являются образцом показательной безупречности. Они зачастую выдают
ток более высокий, чем необходимо для используемого типа светодиодов, что неизбежно приводит к сокращению срока службы изделия. Однако главным их недостатком
является коэффициент пульсаций освещённости, который, как правило, превышает 40% и даже близко не укладывается в требования СНиП (от 10 до 20%
в зависимости от предназначения помещения).
Так что давайте изобразим немного откорректированную схему балластного драйвера для питания светодиодов, а также онлайн калькулятор для корректного
расчёта номиналов его элементов.
Рис.2 Схема сетевого балластного драйвера для светодиодных ламп и светильников
Конденсатор С1 для переменного тока представляет собой реактивное и не потребляющее энергию сопротивление Хс, величина которого определяется
по формуле:
Резистор R1 предназначен для разрядки конденсатора С1 после отключения драйвера от сети, а R2 – для ограничения импульсного броска тока при включении.
Этот резистор повышает надёжность драйвера, так как в начальный момент подачи напряжения конденсаторы представляют собой практически КЗ, и токи через диоды
выпрямительного моста могут превысить допустимые значения.
Номинал резистора R2 оптимально выбрать исходя из величины:
R2 ≈ 0,025XC1.
Такого же номинала выберем и резистор R4, предназначенный для снижения пульсаций напряжения на светодиодах. От этих резисторов также зависит ток,
протекающий через светодиоды, однако при таких относительно низких номиналах их влияние будет несущественным.
Для достижения приемлемого по требованиям СНиП коэффициента пульсаций, ёмкость конденсатора С2 необходимо выбрать, исходя из соотношения: C2 = 20*C1.
В разнообразных источниках приводится одна и та же формула, определяющая ток через линейку светодиодов в зависимости от номиналов элементов драйвера:
ILed = (220 — ULed) / XC1.
Эта формула верна исключительно при отсутствии сглаживающего конденсатора С2, однако в случае его наличия, даёт приемлемую точность исключительно при
низких величинах ULed, в то время как при ULed > 100 В, погрешность расчёта может превышать 50%.
Поэтому приведём откорректированную формулу, лишённую этого недостатка, а заодно учитывающую влияние резисторов R2 и R4:
ILed ≈ (220 — ULed/1.41) / (XC1 + R2 + R4).
А теперь обещанный онлайн калькулятор:
РАСЧЁТ СЕТЕВОГО (220 В) БЕСТРАНСФОРМАТОРНОГО ДРАЙВЕРА ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ
ULed – это сумма падений напряжений на каждом из светодиодов при заданном токе.
ILed – это ток, который не должен превышать, а ещё лучше – быть процентов на 15…20 меньше, чем максимально допустимый постоянный ток,
приведённый в характеристиках светодиода.
| Суммарное напряжение на светодиодах ULed (В) | |
| Ток через светодиоды ILed (мА) | |
| Ёмкость конденсатора С1 (МкФ) | |
| Сопротивление резисторов R2 и R4 (Ом) | |
| Мощность, рассеиваемая на R2 и R4 (Вт) | |
| Ёмкость конденсатора С2 (МкФ) |
Все конденсаторы и выпрямительные диоды должны быть рассчитаны на напряжение – не менее 400 вольт.
Объяснение схемы драйвера светодиода
и доступные решения
Дни ламп накаливания прошли. В настоящее время светодиодное освещение берет верх, так как оно намного более энергоэффективно. С другой стороны, светодиодные фонари требуют хорошей схемы управления для правильной работы, и это так называемая схема драйвера светодиодов. Светодиоды в основном представляют собой форму диода, который излучает свет при прямом смещении. Диод рассчитан на прямое напряжение 0,3 В или 0,7 В для германия и кремния соответственно. Для светодиодных ламп прямое напряжение выше, чем у диода, и обычно может достигать 2-3,5 В на светодиод. Некоторые светодиоды, для которых указано более высокое напряжение, уже являются комбинацией нескольких светодиодов.
Светодиоды по своей природе являются источниками постоянного тока, но почему светодиоды используются непосредственно вместо ламп накаливания и КЛЛ в розетке переменного тока? Это стало возможным благодаря использованию схемы драйвера светодиодов.
Схема драйвера светодиода будет преобразовывать переменный ток в постоянный, уровень которого будет безопасно использоваться светодиодами. Есть несколько доступных решений для схемы драйвера светодиодов. Драйверы светодиодов могут быть линейными или импульсными. Ознакомимся с этими решениями.
В схеме линейного драйвера светодиодов используется линейное устройство для управления током светодиодов. Это схемное решение совершенно неэффективно и ограничено только приложениями малой мощности. Линейный драйвер светодиодов может быть только простым источником напряжения и токоограничивающим резистором; это действительно очень просто, поэтому до сих пор популярное решение для управления светодиодами. Еще одним преимуществом линейного светодиодного драйвера является то, что он может обеспечить очень чистый свет, я имею в виду, что чистый свет заключается в отсутствии эффекта размытия или мерцания.
Простая линейная схема управления светодиодами Ниже приведена очень простая схема управления светодиодами.
В основном он состоит только из источника постоянного напряжения и ограничительного резистора Rlimit. Однако в этом решении источником напряжения должен быть чистый постоянный или линейный уровень, чтобы установка тока для светодиодов не менялась. В том случае, если ток на светодиодах будет меняться, освещение несколько покажет изменение интенсивности, и это не приятно видеть глазами. Еще одним недостатком изменения тока светодиода является то, что светодиоды могут перегреться и выйти из строя.
В приведенной выше схеме источником напряжения является чистый постоянный ток, а ток светодиода, устанавливаемый ограничительным резистором, составляет 600 мА. Это дает общую мощность светодиода 8,332 Вт . Токоограничивающий резистор рассеивает 3,67 Вт. Общая мощность, подаваемая на схему, составляет 12 Вт , а эффективность составляет всего 69,43%, что очень мало.
Эффективность светодиода = 8,332 Вт / 12 Вт = 69,43%
Линейный регулятор в качестве драйвера светодиода Вышеприведенный пример очень простой и элементарный подход к управлению светодиодами.
В случае переменного источника напряжения можно использовать линейный регулятор. Линейный регулятор способен принимать переменное входное напряжение, сохраняя при этом постоянное выходное напряжение. Это все еще решение управления светодиодами с потерями, но лучше, чем первый подход, с точки зрения стабильности тока светодиодов.
На приведенной ниже схеме показана типичная схема линейного регулятора. VOUT — это узел, к которому прикладывается нагрузка, и она регулируется до уровня напряжения, установленного пользователем. Предположим, что диапазон входного напряжения равен 9-16В, выходное напряжение останется прежним; например 7,5 В на настройку. Когда разница между входом и выходом велика, линейный регулятор рассеивает огромную мощность, чтобы поддерживать регулируемое выходное напряжение. Свойство линейного регулятора поддерживать выходное напряжение делает его популярным для управления светодиодами.
Ниже приведена схема драйвера светодиода с использованием линейного регулятора Linear Technology, LT1083-12.
Выход этого регулятора фиксированный 12В. Тем не менее, последовательный резистор необходим для установки безопасного уровня тока для светодиодов. Ток светодиода в этой схеме равен 261,6 мА .
Ток светодиода = (12 В – (3 X 3,128 В)) / 10 Ом = 261,6 мА
Мощность светодиода составляет всего 2,452 Вт .
Индикатор питания = 3 X 3,128 В X 261,6 мА = 2,45 Вт
Мощность, рассеиваемая ограничительным резистором, составляет 0,684 Вт.
Ограничительный резистор мощности = (261,6 мА) 2 X 10 Ом = 0,684 Вт
Мощность, рассеиваемая линейным регулятором, равна
= (16–12 В) X (261,6 мА + 5 мА) = 1,0664 Вт.
(Ток покоя указан в паспорте регулятора. Это лишь небольшое значение, и в большинстве случаев им можно пренебречь для упрощения расчетов.)
КПД схемы равен
Резистор ограничения мощности + регулятор мощности) = 2,45 Вт / (2,45 Вт + 0,684 Вт + 1,0664 Вт) = 58,33%
Эффективность очень низкая, как и в предыдущем решении.
КПД еще больше снизится при работе с более высоким входным напряжением.
Существуют специальные линейные ИС, разработанные исключительно для драйверов светодиодов. Однако концепция и анализ со стороны силовой части
такие же, как и в приведенном выше примере.
Преимущество этих ИС заключается в возможности управления несколькими цепочками светодиодов и встроенной защите для коротких и открытых светодиодов. Еще одним преимуществом является включение функции затемнения. Обычный линейный регулятор не имеет функции диммирования.
Одним из примеров такого решения является BD8374HFP-M от ROHM semiconductor. Ниже приведена схема приложения. Это только один канал с возможностью затемнения, защитой от обрыва и короткого замыкания светодиодов, защитой от перенапряжения и перегрева.
Для этого контроллера установка тока светодиода осуществляется с помощью резистора RVIN_F.
Этот резистор расположен на входе, в отличие от предыдущих примеров выше, которые расположены последовательно со светодиодами. В этом решении напряжение светодиода будет устанавливать выходное напряжение микросхемы контроллера. При использовании типичного регулятора напряжения выход представляет собой фиксированное напряжение, но здесь выход является переменным в зависимости от общего прямого напряжения светодиода.
Общая мощность светодиода представляет собой просто сумму прямых напряжений светодиода, умноженную на IOUT или ток, установленный резистором R VIN_F . Мощность, рассеиваемая линейной ИС (BD8374HFP-M), представляет собой разницу между входным напряжением и общим падением напряжения на светодиодах, умноженную на установленный выходной ток. С другой стороны, рассеиваемая мощность токозадающего резистора RVIN_F равна просто падению напряжения, умноженному на выходной ток, или квадрату выходного тока, умноженному на сопротивление. Расчет эффективности можно сделать так же, как и в приведенном выше примере.
В драйвере светодиодов с линейным режимом колебания входного напряжения невелики, так как ограничиваются рассеиваемой мощностью линейного контроллера. Потери огромны и в линейном решении. Эти недостатки решаются за счет импульсного типа драйвера светодиодов. Драйвер светодиода с режимом переключения может быть понижающим (понижающим), повышающим (повышающим) или комбинированным (понижающий-повышающий). Импульсный светодиодный драйвер можно использовать непосредственно от универсальной сети переменного тока; скажем 90-264Vrms.
Принцип переключения режимов Режим переключения означает, что управляющее устройство работает в режиме непрерывного переключения между включением и выключением переключающего устройства, такого как MOSFET или BJT. При включении переключателя в идеале сопротивление равно нулю, поэтому в идеале потери мощности нулевые. С другой стороны, при выключении ток в идеале равен нулю, поэтому потери мощности также нет. Такое поведение делает решение с режимом переключения более эффективным, чем линейное решение.
Однако подход с переключением режимов более сложен, чем линейное решение, и будет стоить дороже.
Ниже приведена общая схема силовой части понижающего преобразователя. Понижающий преобразователь представляет собой понижающий преобразователь. Его выход всегда ниже, чем его вход. MOSFET Q1 приводится в насыщение и отключается сигналом ШИМ, чтобы генерировать выходное напряжение. Катушка индуктивности L1 служит накопителем энергии, который заряжается, когда полевой МОП-транзистор Q1 переходит в состояние насыщения. Он разряжается, когда MOSFET Q1 отключается.
Конденсатор C1 также служит в качестве резервуара для минимизации колебаний напряжения на выходной шине. Он заряжается, когда Q1 приводится в состояние насыщения, и разряжается, когда Q1 приводится в состояние отсечки. Диод D1 служит в качестве пути для тока индуктора, когда он разряжается, он функционирует только тогда, когда MOSFET Q1 находится в состоянии отсечки.
И МОП-транзистор, и диод проводят только часть периода переключения. Соотношение между входным и выходным напряжением определяется так называемым рабочим циклом. Идеальный рабочий цикл понижающего преобразователя составляет
Рабочий цикл, Buck = Vout / Vin
Пример рабочей схемы драйвера светодиода на основе понижающего преобразователяНиже приведена схема драйвера светодиода, основанная на топологии понижающего преобразователя. Это работает очень хорошо в симуляции, так что на самом деле. Управляющее устройство — LT3474 от Linear technology.
Путь питания проходит от IN к внутреннему переключателю U1 (Q1 в универсальном понижающем преобразователе выше), к L1 и C3 (C1 в универсальном понижающем преобразователе выше). D1 является диодом разрядного контура индуктора, как и D1 в общей схеме понижающего преобразователя выше. Схема позволяет широко варьировать входное напряжение в отличие от линейного решения.
Расчеты силовой части этой схемы драйвера такие же, как и для обычного понижающего преобразователя, который мы обсуждали выше.
Эта схема драйвера светодиода имеет возможность диммирования ШИМ путем подачи ШИМ-сигнала на вывод ШИМ.
Моделируемый ток светодиода с ШИМ-управлением яркостью:
Как вы можете видеть на приведенной выше осциллограмме, напряжение светодиода, которое является выходным напряжением понижающего преобразователя, меньше входного напряжения, которое составляет 10 В, поскольку понижающий понижающий преобразователь. Ток светодиода модулируется для достижения затемнения.
Драйвер светодиодов на основе повышающего преобразователя Ниже приведена типичная схема силовой части повышающего преобразователя. Q1 модулируется и работает в режимах насыщения и отсечки в быстрой манере. То же самое с понижающим преобразователем, переключающее устройство будет иметь идеальные нулевые потери, так как во время насыщения в идеале нет сопротивления, а во время отсечки нет тока. Когда Q1 включен, L1 заряжается, а D1 смещается в обратном направлении.
Когда Q1 выключится, L1 изменит полярность и сместит D1 вперед, после чего ток достигнет выходного узла. C1 служит резервуаром, так что энергия все еще поступает в нагрузку, когда катушка индуктивности заряжается. Повышающий преобразователь также является управляемым рабочим циклом, его идеальное уравнение рабочего цикла:
Рабочий цикл, форсирование = 1 – (VIN / VOUT)
Пример рабочей схемы драйвера светодиодов на основе форсированияНиже приведена схема простого драйвера светодиодов, полученного из повышающего преобразователя.
При использовании повышающего драйвера вход всегда должен быть ниже общего прямого напряжения светодиодов. В этой схеме входное напряжение равно 3, а общее напряжение светодиода составляет 9,64 В на основе моделирования.
Драйвер светодиодов Buck-Boost Если приложению требуется очень широкий диапазон напряжений, который не может быть обеспечен одним только повышающим или понижающим преобразователем, рассмотрите возможность использования повышающего или повышающего драйвера светодиодов.
Примером этого является схема ниже от Linear Technology.
Цепь драйвера светодиодов, полученная от сети переменного тока
Решения, которые мы обсуждали выше, относятся ко всем приложениям постоянного тока. Как насчет того, если нам нужен светодиодный светильник, который мы можем напрямую подключить к розетке переменного тока, как коммерческие светодиодные светильники, доступные в настоящее время, что нам делать? В связи с этим нам нужна еще одна схема драйвера светодиодов, подходящая для ACDC. Есть несколько вещей, которые делают это возможным.
Неизолированный драйвер светодиодов ACDC с потерямиНиже приведена схема простого неизолированного драйвера светодиодов ACDC. Он состоит только из пассивных устройств и стабилитрона и диода. Это экономичное решение, но не эффективное и безопасное в использовании. Будь осторожен.
Неизолированный драйвер светодиодов ACDC без потерь
Решение, показанное ниже, по-прежнему не изолировано, так как отсутствует изолирующий трансформатор.
Это решение предоставлено Richtek с использованием контроллера RT8402. Однако этот драйвер эффективнее по сравнению с первой схемой выше. Это конкретное решение — доллар
производный драйвер светодиодов AC-DC. Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а Q1, D1, L1 и EC1 являются силовой секцией понижающего преобразователя. Это эффективный драйвер, поскольку Q1 работает между насыщением и отсечкой. Тем не менее, будьте осторожны, это решение не является изолированным.
Другое решение от Richtek с использованием контроллера RT8487:
Оба решения обычно используются в коммерческих маломощных и недорогих светодиодных лампах.
Изолированный драйвер светодиодов ACDC без потерь с использованием топологии обратного хода Для мощных светодиодных ламп или ламп предпочтительнее схема ниже. Это решение от Richtek с использованием RT7306. Это обратноходовой драйвер светодиодов.
Наличие трансформатора обеспечивает изоляцию между линией переменного тока и светодиодами. Нет опасности поражения электрическим током, если вы случайно коснетесь выходной стороны.
Благодаря обратноходовой топологии драйвер может работать в широком диапазоне входных напряжений от 90-264 В переменного тока. Это решение также эффективно при мощности менее 50 Вт. Однако при мощности более 50 Вт КПД может снизиться, но все равно будет достаточно высоким по сравнению с линейным решением.
Простая схема обнаружения снижает нагрузку на драйвер светодиодов благодаря диммированию по сети
Скачать PDF
Аннотация
Модификация схемы управления током в низковольтной светодиодной системе позволяет использовать отрезанное напряжение питания для модуляции интенсивности светодиода. Схема предотвращает пусковой ток на развязывающих конденсаторах, отключая светодиоды в промежутках времени, когда напряжение питания отключено.
Аналогичная версия этой статьи появилась в выпуске журнала Electronic Design от 23 сентября 2010 г.
В низковольтных (24 В) системах освещения автономные источники питания часто могут располагаться на некотором расстоянии от ламп. Две секции обычно соединяются простым двухжильным кабелем, а интенсивностью лампы можно управлять, прерывая питающее напряжение. Для ламп накаливания это не проблема, но срезанное напряжение питания может сказаться на надежности светодиодных ламп.
Для светодиодных ламп требуется специальная схема для управления током светодиода, и, как и для большинства схем управления, для этой требуется развязывающий конденсатор на входе напряжения питания. Конденсатор попеременно заряжается и разряжается при каждом переходе напряжения питания, а керамические конденсаторы при таком обращении могут издавать раздражающий акустический шум. У электролитических конденсаторов нет проблем с акустикой, но высокие пусковые токи могут вызвать рассеивание мощности на эквивалентном последовательном сопротивлении, что влияет на надежность.
(ESR для электролитов выше, чем у керамических конденсаторов.) Этот эффект может сократить срок службы электролитического конденсатора.
Вы можете избежать разряда развязывающих конденсаторов, просто выключив светодиоды во время отключения напряжения питания. Большинство драйверов светодиодов (например, MAX16832) имеют специальный вход (DIM), который можно использовать для быстрого включения и выключения тока светодиода. Но вы должны управлять входом DIM дополнительным сигналом, что невозможно сделать, если доступны только два провода! Решение состоит в том, чтобы схема драйвера светодиода в лампе обнаруживала начало времени выключения и выключала светодиоды до того, как конденсаторы сильно разрядятся. Эта схема также должна обнаруживать начало включения, чтобы снова включить светодиоды.
Простейшая реализация этой идеи показана на рис. 1 (пока игнорируйте синие линии). Диод D (красный) изолирует сигнал DIM от развязывающего конденсатора. Когда напряжение питания отключается (т.
е. начинается время отключения), сигнал DIM переходит в логический ноль и отключает драйвер светодиода. Поскольку развязывающий конденсатор больше не нагружается светодиодами, он сохраняет свой заряд.
Рис. 1. Эта схема, включающая схему, выделенную синим цветом, и без диода, выделенного красным (см. текст), предотвращает чрезмерную зарядку и разрядку развязывающего конденсатора путем отключения светодиодов в промежутках времени, когда отключено прерываемое напряжение питания.
На практике этот подход имеет ряд недостатков. Во-первых, диод вносит рассеяние, равное V ƒ × I НАГРУЗКА . Во-вторых, точный момент выключения драйвера определяется емкостью в системе перед диодом. Если эта емкость значительна, сигнал DIM не будет падать мгновенно, а потребуется некоторое время, чтобы достичь логического нуля, и этот временной интервал может позволить развязывающему конденсатору потерять много заряда. Проблема может быть решена с помощью нагрузочного резистора, заземленного непосредственно перед диодом, который быстро притягивает сигнал DIM к земле, но этот резистор также вызывает нежелательные рассеяния во время включения.
Лучшее решение демонстрируется добавлением синего цвета, показанным на рис. 1. Диод исключен, а комбинация D2/C3 образует детектор огибающей, который отслеживает входное напряжение, но медленно. Во время включения напряжение база-эмиттер Т1 положительное, поэтому Т1 выключен, а на его коллекторе 0 В. T2, R3 и R4 образуют инвертор, который преобразует этот логический 0 в логическую 1, включая светодиоды через вывод DIM.
Входное напряжение быстро падает с началом выключения, но детектор огибающей реагирует медленнее. В результате базовое напряжение на T1 падает быстрее, чем его эмиттерное напряжение. T1 включается, когда напряжение база-эмиттер достигает -0,7 В, вызывая изменение логического уровня на DIM с 1 на 0. Этот переход мгновенно отключает драйвер светодиода, тем самым снимая нагрузку с развязывающего конденсатора. Базовое напряжение снова повышается, когда начинается время включения, отключая T1 и снова включая драйвер светодиода. Поскольку колебания входного напряжения не превышают 1 В, пусковые токи в начале включения значительно снижаются.
Эти улучшения производительности легко измеримы. Во-первых, осциллограммы на рис. 2а показывают влияние срезанного входного напряжения без каких-либо мер по защите развязывающего конденсатора. Пиковые значения пусковых токов превышают 12 А, а входное напряжение (присутствующее на развязывающем конденсаторе) демонстрирует сильные колебания. В выключенном состоянии входное напряжение падает более чем на 10В.
Введение схемы детектирования значительно снижает эти значения (рис. 2б). Пиковые значения входного тока составляют примерно 2 А, улучшение в 6 раз. Входное напряжение колеблется гораздо меньше — теперь оно составляет порядка 2 В, что достаточно мало, чтобы можно было использовать недорогие керамические развязывающие конденсаторы без слышимого шума. Сигнал DIM (рис. 3) показывает два сбоя из-за колебаний входного напряжения: один в начале периода включения и меньший в начале периода выключения. Однако эти импульсы слишком короткие, чтобы повлиять на ток светодиода (рис.
