 Поскольку эффективность (КПД) и яркость светодиодов увеличиваются, а их
стоимость уменьшается, то спрос на данную продукцию, также как и
количество разработок и применений на основе светодиодов, продолжают
увеличиваться. Область применения светодиодной продукции разнообразна — светофоры, автомобильные лампы, индикаторная подсветка на жидких
кристаллах, архитектурное освещение. В большинстве этих применений
для управления светодиодами используются LED-драйверы. Существует три различные схемы подключения для питания и управления множеством светодиодов. В этой статье мы детально рассмотрим каждую из них.
Светодиодный драйвер постоянного тока
Светодиодный драйвер (LED-драйвер) постоянного тока обычно используется для управления яркостью и регулировкой цвета светодиода. LED-драйвер регулирует ток через светодиод независимо от внешних факторов, таких как изменение прямого напряжения (Vf) светодиода, температуры кристалла и т. д. Как только определена величина тока, светодиод начинает управляться этим током, независимо от рабочих условий. Внутренняя сеть обратной связи контролирует электрический ток в данном светодиоде или ленте светодиодов и непрерывно корректирует выходное напряжение, чтобы сохранить желательный уровень тока.
Компания Aimtec располагает различными моделями LED-драйверов как с AC входом, так и с DC входом.
Светодиодное освещение
Драйвер постоянного тока предлагает различные мощностные решения для широкой массы светодиодной продукции. Например, для суперярких светодиодов амплитуда прямого напряжения может находиться в интервале от 3 до 3.5 В, а использоваться может один и тот же драйвер. Выбранный ток будет поддерживаться независимо от прямого напряжения светодиода.
Светодиодное освещение обычно состоит из многих светодиодов мощностью от 1 до 3 Вт, работающих вместе.
Чаще всего, когда светодиоды выходят из строя, они создают короткое замыкание (КЗ) от анода к катоду. Также, возможно размыкание цепи светодиода (в дальнейшем — РЦ), когда разомкнута цепь от анода и катода.
Варианты способов подключения
Есть две основные схемы соединения множества светодиодов вместе: параллельного или последовательного. Обе архитектуры при рассмотрении основных параметров имеют свои преимущества, КПД, уровень яркости и защиту от неисправностей светодиода. Третий вариант представляет собой гибрид двух первых и называется матрицей.
Тип подключения «последовательно»
 Когда светодиоды соединены последовательно, то уровень яркости
максимален, а колебание по яркости одного светодиода по cравнению с
другим не заметно. В результате, уровень яркости светодиода
от одинакового значения тока, текущего через каждый светодиод, не
зависит от колебаний прямого напряжения каждого светодиода — в этом
заключается главное преимущество данного типа подключения.
При последовательном подключении светодиодов катод первого светодиода связан с анодом второго и так далее, как показано на рисунке. Суммарное напряжение ряда зависит от количества светодиодов и типового прямого напряжения каждого светодиода.
Если используется 20 светодиодов с напряжением 3.5 В каждый, то суммарное напряжение ряда составляет 70 В. Один LED-драйвер постоянного тока обеспечивает питание каждого из этих светодиодов. В этой конфигурации все светодиоды получают один и тот же ток.
Преимущества:
• простая конфигурация с единой цепью;
• нет токового дисбаланса, так как все светодиоды в цепи получают один и тот же ток;
• высокий КПД из-за отсутствия токоограничивающего резистора;
• если происходит КЗ одного из светодиодов, то остальные будут работать нормально, напряжение цепи снизится на величину прямого напряжения вышедшего из строя светодиода, потребляемая мощность уменьшится. Общая яркость тоже уменьшится.
Недостатки:
• при использовании большого числа светодиодов может быть очень высокое выходное напряжение ряда, что может привести к нарушению безопасной работы светодиода;
• если в цепи происходит РЦ одного из светодиодов, то вся цепь прекращает работу.
Тип подключения «параллельно»
 Подключение веток светодиодов в параллель позволяет снизить максимальное выходное напряжение ряда и дает бо’льшую защиту светодиода.
Если, например, в лампе используется 10 светодиодов, то они могу быть в двух параллельных ветках из 5 светодиодов каждыя. Такой тип подключения
показан на рисунке.
Общее напряжение ветки уменьшается пропорционально увеличению количества веток в параллели. Ток делится между различными ветками в зависимости от значения сопротивления токоограничивающего резистора, находящегося в каждой ветке.
Разные прямые напряжения светодиодов могут привести к значительному токовому дисбалансу веток. Резистор в каждой ветке необходим для поддержания этого баланса.
Преимущества:
• общее выходное напряжение является относительно низким;
• необходим только один LED-драйвер постоянного тока;
• при правильном выборе токоограничивающего резистора возможно равное распределение тока по веткам параллели.
Недостатки:
• часть энергии рассеивается на токоограничивающих резисторах, что снижает КПД системы;
• в случае КЗ одного из светодиодов ветки, все оставшиеся на ней светодиоды будут подвергнуты более высокому уровню напряжения, в
результате чего повышается опасность выхода из строя других светодиодов ветки;
• в случае РЦ светодиода ветка, в которой он находится, прекращает свою работу, а ток на другие ветки увеличится, что тоже сопряжено с
опасностью выхода из строя других светодиодов.
Подключение типа «матрица»
 Соединение типа «МАТРИЦА» устраняет некоторые недостатки двух вышеописанных типов подключения. Это происходит за счет новых связей между светодиодами. Типовая схема такого подключения изображена на рисунке.
Топологически данное подключение аналогично подключению типа «ПАРАЛЛЕЛЬ» за тем исключением, что в этой схеме существуют связи между каждой из строк. Первый светодиод в каждой ветке подключен параллельно первым светодиодам других веток. И каждый последующий также параллелен с другими. В таком подключении светодиоды образуют матрицу из строк и столбцов.
Преимущества:
• для работы такой системы достаточно одного LED-драйвер постоянного тока, при этом общее выходное напряжение является относительно низким, как и в подключении типа «ПАРАЛЛЕЛЬ»;
• более высокая отказоустойчивость по сравнению с первыми двумя типами подключений;
• высокий КПД, так как не используется токоограничивающий резистор.
Недостатки:
• проблема токового дисбаланса, и даже добавление токоограничивающего резистора не решает проблему;
• из-за токового дисбаланса нарушается световой и тепловой балансы;
• если происходит КЗ светодиода, то выходит из строя весь ряд. Другие ряды работают нормально, но яркость лампы уменьшается;
• в случае РЦ одного из светодиодов на другие светодиоды ряда приходится больший уровень тока, при этом увеличивается вероятность выхода их из строя. Остальные светодиоды работают в нормальном режиме.
Мы рассмотрели все три варианта подключения светодиодов. У каждого из них есть свои преимущества и свои недостатки. Но в одном они совпадают — в качестве LED-драйвера для них идеально подходят преобразователи фирмы Aimtec серии AMLDL. Конструктивно они выполнены в корпусе DIP-14 для устройств с выходным током 300–700 мА и DIP-16 для устройств с выходным током 1000 мА. У них есть вход для включения/выключения, а также — для регулировки яркости светодиода. Широкий рабочий диапазон температур позволяет применять эти драйверы в устройствах, предназначенных для работы в суровых условиях (от –40 до +85 °С). Предусмотрена защита светодиодов от КЗ и РЦ. Высокий КПД делает применение данного типа драйверов экономически очень выгодным.
Информацию о наличии продукции на складе, цене и сроках поставки вы сможете узнать, написав запрос по адресу
Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
или позвонив по телефону (044) 239-96-06.
|
