Korte introductie tot LED Power Driver

Classificatie van LED-aandrijfvermogen

1. Volgens de rijmethode:

(1) Constant stroomtype:

De uitgangsstroom van het constante stroomaandrijfcircuit is constant, maar de DC-uitgangsspanning varieert binnen een bepaald bereik met de grootte van de belastingsweerstand. Hoe kleiner de belastingsweerstand, hoe lager de uitgangsspanning. Hoe groter de belastingsweerstand, hoe hoger de spanning;

Het constante stroomcircuit is niet bang voor kortsluiting in de belasting, maar het is ten strengste verboden om de belasting volledig te openen.

Het is ideaal voor een circuit met constante stroom om de LED aan te drijven, maar het is relatief duur.

Let op de maximale stroom- en spanningswaarden die worden gebruikt, die het aantal gebruikte LED’s beperken;

 

(2) Gereguleerd type:

Wanneer de verschillende parameters in het spanningsregelaarcircuit zijn bepaald, is de uitgangsspanning vast, maar de uitgangsstroom verandert met de toename of afname van de belasting;

Het circuit van de spanningsregelaar is niet bang voor het openen van de belasting, maar het is ten strengste verboden om de belasting volledig te kortsluiten.

De LED wordt aangedreven door een spanningsstabiliserend aandrijfcircuit en elke string moet worden toegevoegd met een geschikte weerstand om ervoor te zorgen dat elke string LED’s een gemiddelde helderheid vertoont;

De helderheid wordt beïnvloed door de spanningsverandering van de rectificatie.

(3) Pulsaandrijving

Veel LED-toepassingen vereisen dimfuncties, zoals LED-achtergrondverlichting of het dimmen van architecturale verlichting. De dimfunctie kan worden gerealiseerd door de helderheid en het contrast van de LED aan te passen. Door simpelweg de stroom van het apparaat te verminderen, kan de lichtuitstraling van de LED worden aangepast, maar als u de LED onder de nominale stroom laat werken, heeft dit veel ongewenste gevolgen, zoals kleurverschil. Een alternatief voor een eenvoudige stroomaanpassing is het integreren van een pulsbreedtemodulatie (PWM) -controller in de LED-driver.

 

Het PWM-signaal wordt niet direct gebruikt om de LED aan te sturen, maar om een ​​schakelaar, zoals een MOSFET, aan te sturen om de LED van de benodigde stroom te voorzien. De PWM-controller werkt meestal met een vaste frequentie en past de pulsbreedte aan de vereiste duty-cycle aan.

De meeste huidige LED-chips gebruiken PWM om de LED-lichtemissie te regelen. Om ervoor te zorgen dat mensen geen duidelijke flikkering voelen, moet de frequentie van de PWM-puls groter zijn dan 100 Hz. Het belangrijkste voordeel van PWM-besturing is dat de dimstroom via PWM nauwkeuriger is, waardoor het kleurverschil wanneer de LED licht uitstraalt tot een minimum wordt beperkt.

(4) AC-aandrijving

Volgens verschillende toepassingen kunnen frequentieregelaars ook worden onderverdeeld in drie typen: buck, boost en converter. Het verschil tussen AC-drive en DC-drive, naast de noodzaak om de ingangs-AC te corrigeren en te filteren, is er ook een probleem van isolatie en niet-isolatie vanuit veiligheidsperspectief.

 

AC-ingangsdrivers worden voornamelijk gebruikt voor retrofit-lampen: voor tien PAR-lampen (Parabolic Aluminium Reflector, a common lamp on professional stage) lampen, standaardlampen, enz., zijn ze in 100V, 120V of 230V. Het werkt onder AC-ingang, terwijl voor MR16 lamp, het moet werken onder 12V AC-ingang.

Vanwege een aantal gecompliceerde problemen, zoals het dimvermogen van standaard triacs of faseaansnijding- en faseafsnijdimmers, en compatibiliteit met elektronische transformatoren (van AC-lijnspanning tot 12V AC genereren wanneer MR16-lampen werken), is het prestatieprobleem (dwz flikker- vrije werking), daarom, vergeleken met de DC-ingangsdriver, is het veld dat betrokken is bij de AC-ingangsdriver gecompliceerder.

 

AC-voeding (netaandrijving) wordt toegepast op LED-aandrijving. Over het algemeen moet het stappen doorlopen zoals step-down, rectificatie, filtering en spanningsstabilisatie (of stroomstabilisatie) om de wisselstroom om te zetten in gelijkstroom en vervolgens geschikte LED’s te leveren via een geschikt aandrijfcircuit. Werkende stroom.

Het heeft ook een hoge conversie-efficiëntie, een klein formaat en lage kosten, terwijl het het probleem van veiligheidsisolatie oplost. Rekening houdend met de impact op het elektriciteitsnet, moeten ook problemen met elektromagnetische interferentie en arbeidsfactor worden opgelost. Voor LED’s met laag en gemiddeld vermogen is de beste circuitstructuur een geïsoleerd enkelzijdig flyback-convertercircuit. Voor toepassingen met een hoog vermogen moet een brugconvertercircuit worden gebruikt.

2. Volgens de circuitstructuur:

(1) Weerstand en condensator step-down-methode: wanneer de condensator wordt gebruikt om af te treden, vanwege het effect van opladen en ontladen, is de momentane stroom door de LED extreem groot en kan de chip gemakkelijk worden beschadigd. Het is gevoelig voor de invloed van fluctuaties in de netspanning en de voeding heeft een laag rendement en een lage betrouwbaarheid.

 

(2) Weerstand step-down methode: door middel van weerstand step-down, wordt het sterk beïnvloed door veranderingen in de netspanning, en het is niet eenvoudig om een ​​gereguleerde voeding te maken. De step-down-weerstand verbruikt een groot deel van de energie, dus de efficiëntie van de voeding van deze voedingsmethode is erg laag, en de betrouwbaarheid van het systeem is laag.

(3) Conventionele step-down-methode voor transformatoren: de voeding is klein van formaat, zwaar in gewicht en laag in stroomvoorzieningsefficiëntie, over het algemeen slechts 45% tot 60%, dus het wordt over het algemeen zelden gebruikt en heeft een lage betrouwbaarheid.

 

(4) Step-down-methode voor elektronische transformator: de efficiëntie van de voeding is laag en het spanningsbereik is niet breed, over het algemeen 180 ~ 240 V, met grote rimpelinterferentie.

 

(5) RCC step-down schakelende voeding: het spanningsregelbereik is relatief breed, de efficiëntie van de voeding is relatief hoog, over het algemeen kan 70% tot 80% worden bereikt, en de toepassing is ook breed. Omdat de oscillatiefrequentie van deze besturingsmethode niet continu is, is de schakelfrequentie niet gemakkelijk te regelen, is de rimpelcoëfficiënt van de belastingsspanning ook relatief groot en is het aanpassingsvermogen aan abnormale belastingen slecht.

 

(6) PWM-besturingsmodus schakelende voeding: hoofdzakelijk samengesteld uit vier delen, ingangsrectificatiefiltergedeelte, uitgangsrectificatiefiltergedeelte, PWM-spanningsstabilisatiebesturingsgedeelte en schakelenergieconversiegedeelte.

Het basiswerkprincipe van de PWM-schakelregelaar is dat wanneer de ingangsspanning, interne parameters en externe belasting veranderen, het stuurcircuit terugkoppeling met gesloten lus uitvoert door het verschil tussen het gecontroleerde signaal en het referentiesignaal om de pulsbreedte van het hoofdcircuit aan te passen schakel apparaat. Maak de uitgangsspanning of stroom van de schakelende voeding stabiel (dat wil zeggen, de bijbehorende gereguleerde voeding of constante stroomvoeding).

De efficiëntie van de voeding is extreem hoog, over het algemeen kan 80% tot 90% worden bereikt, en de uitgangsspanning en stroom zijn stabiel. Over het algemeen heeft dit soort circuit volledige beschermingsmaatregelen en is het een zeer betrouwbare voeding.

3. Classificatie van de locatie van de stroominstallatie

Het aandrijfvermogen kan worden onderverdeeld in externe voeding en ingebouwde voeding volgens de installatiepositie.

 

(1) Externe voeding

Zoals de naam al aangeeft, is de externe voeding bedoeld om de voeding buiten te installeren. Over het algemeen is de spanning relatief hoog, wat gevaarlijk is voor de menselijke veiligheid, en is een externe voeding vereist. Het verschil met de ingebouwde voeding is dat de voeding een omhulsel, gewone straatverlichting, schijnwerpers, stadionverlichting, explosieveilige verlichting enzovoort toevoegt.

 

(2) Ingebouwde voeding

De voeding is in de lamp ingebouwd. Over het algemeen is de spanning relatief laag, van 12v tot 24v, wat geen veiligheidsrisico vormt voor mensen. Deze gewone heeft gloeilampen.

Tips om de efficiëntie te verbeteren

1. De hoofdstroomlus-printplaat moet zo kort mogelijk zijn. De ervaring en lay-out van LAYPCB is niet moeilijk. De snelle manier is om naar de werken van grote fabrikanten te kijken.
2. Optimaliseer het ontwerp van transformatorparameters om wervelstroomverlies veroorzaakt door rinkelen te verminderen. Dit is moeilijker. Eerst moet je de basiskennis van elektromagnetisme beheersen en een redelijke transformator ontwerpen. Het belangrijkste is geduld. Zelfs als u eraan denkt om de efficiëntie met 0,5% te verbeteren, moet u het proberen.
3. Redelijke selectie van schakelapparatuur. Dit is de balans tussen kosten en prestaties. Wat voor soort klanteisen en wat voor apparaten worden er gebruikt, maar het moet wel redelijk zijn. Als u efficiëntie wilt, lijdt het geen twijfel dat COOL MOS – lage VF-uitgangsdiode de beste keuze is.
4. Als het geoptimaliseerde ontwerp van het input-EMI-deel de veiligheidscertificering moet halen, is dit deel geavanceerder, voornamelijk vanwege ervaring en technisch niveau.
5. Kies een zeer efficiënte topologiestructuur. Dit is het begin van programmaselectie, zoals PWM en QR PFM. Wanneer klanten momenteel efficiëntie-eisen stellen, is het noodzakelijk om te evalueren welke topologie ze moeten kiezen.
6. Kies een goede elektrolytische condensator. Veel mensen negeren dit. Het verlies aan elektrolyse is zeer groot, waardoor het rendement van de aandrijfvoeding onzichtbaar afneemt.
7. Ervan uitgaande dat het stroomverbruik van het opstartgedeelte is ontworpen om efficiënt te zijn, moet worden overwogen. Veel chips hebben HV-opstartpinnen en de opstartstroom wordt steeds lager. Dit is natuurlijk om meer te weten over nieuwe apparaten, maar ook over extra circuits. Lossless start, etc., maar niet geschikt voor LED-aansturing.
8. Optimalisatie van de hulpvoeding van de chip. LED heeft over het algemeen een brede uitgangsspanning, dus de beste keuze is om een ​​lineaire regelaar toe te voegen om de chip op 15V te laten werken om verlies te verminderen.

De ontwikkelingsstatus van LED-aandrijfvermogen

Terwijl LED schijnt, heeft LED-aandrijfvermogen de hoogste prioriteit bij de ontwikkeling van de LED-industrieketen. De levensduur en betrouwbaarheid van LED-aandrijfvermogen hebben rechtstreeks invloed op de lange levensduur van de LED-lichtbron. Daarom, terwijl de LED-industrieketen zich blijft integreren en ontwikkelen, speelt de volwassenheid van de LED-aandrijftechnologie een beslissende factor.

Door de snelle ontwikkeling van de LED-industrie is deze geleidelijk verschoven van de richting van gemeentelijke openbare verlichting naar gewone civiele verlichting. Het heeft geprofiteerd van een reeks beleidsmaatregelen die de ontwikkeling van de LED-industrie aanmoedigen en die zijn uitgegeven door landen over de hele wereld, maar dit heeft ook veel problemen met zich meegebracht. Het probleem met de stroomvoorziening is zichtbaar.

De markt voor LED-aandrijfvermogen is nauw verbonden met de ontwikkeling van downstream-industrieën, met name krachtige LED-straatverlichting. Met de voortdurende verbetering van verschillende prestatieparameters van LED’s is de markt voor LED-verlichting echter geleidelijk ontstaan ​​en zijn de toepassingsgebieden uitgebreider, vooral in 2012.

Bij het overschakelen van commerciële verlichtingstoepassingen voor buiten naar binnen, stellen de markt en klanten ook hogere eisen aan LED-aandrijfvermogen, met name de efficiëntie, arbeidsfactor, levensduur, constante stroomnauwkeurigheid, elektromagnetische compatibiliteit en andere prestaties van de voeding.

Aangezien de toepassing van LED geleidelijk zal veranderen van de dominantie van overheidstechniek naar de dominantie van civiele verlichting, zal de toepassing van LED geleidelijk worden onderverdeeld.

 

Hoewel de bewering dat de levensduur van een enkele LED maar liefst 100.000 uur is niet langer houdbaar is, heeft de voeding van de LED-drive inderdaad de werkelijke levensduur van de LED niet bijgehouden.

De promotie van LED-verlichtingsproducten wordt beïnvloed omdat de levensduur van de LED-aandrijfvoeding zelf de levensduur van de LED-verlichtingsarmatuur direct naar beneden trekt; of de lage efficiëntie van de aandrijfvoeding leidt tot een lage efficiëntieconversie van de LED-verlichtingsarmatuur; of de instabiliteit van de uitgangsstroom en spanning beïnvloedt de lichtemissie.

De kwaliteit van LED-verlichting vermindert de groene energiebesparende voordelen van LED-verlichting aanzienlijk, wat de populariteit van de markt beïnvloedt.

 

Om de warmteafvoer en levensduurproblemen van de bovengenoemde LED-aandrijfvoeding te overwinnen, zal de elektrolytische condensatorvrije LED-aandrijfoplossing de ultieme keuze op de markt worden. De toekomstige LED-aandrijfvoeding zal zich ontwikkelen in de richting van de trend van stabiliteit, veiligheid, hoog rendement, geen elektrolytische condensatoren, hoge integratie en kleine afmetingen.

De ontwikkelingstrend van LED-aandrijfvermogen

(1) Ontwikkel een reeks elektronische circuits voor constante spanning en constante stroomregeling op basis van de kenmerken van LED’s, gebruik geïntegreerde schakelingstechnologie om de ingangsstroom van elke LED op de beste stroomwaarde te regelen, zodat de LED een stabiele stroom kan verkrijgen en produceren de hoogste output lichtstroom. De voeding van de LED-aandrijving kan de LED-stroom het beste regelen wanneer de ingangsspanning en de omgevingstemperatuur veranderen.

 

(2) De LED-aandrijfvoeding heeft een intelligente regelfunctie, zodat de laadstroom van de LED onder invloed van verschillende factoren op een vooraf ontworpen niveau kan worden geregeld. Wanneer de belastingsstroom door verschillende factoren verandert, kan het primaire besturings-IC de schakelaar besturen om de belastingsstroom terug te brengen naar de oorspronkelijke ontwerpwaarde.

(3) In termen van het ontwerp van besturingscircuits is het noodzakelijk om in drie aspecten te ontwikkelen: gecentraliseerde besturing, standaardmodularisatie en systeemschaalbaarheid.

 

(4) In het geval van beperkte LED-lichtefficiëntie en lichtstroom, speel de kenmerken van LED-kleurdiversiteit volledig uit en ontwikkel kleurveranderende LED-verlichtingsbesturingscircuits.

 

De ontwikkelingsrichting van LED-aandrijfvermogen:

 

LED heeft veel voordelen, zoals milieubescherming, energiebesparing, klein formaat, lange levensduur, enz., die in de toekomst geleidelijk traditionele fluorescentielampen en gloeilampen in algemene verlichting zullen vervangen. De prestaties van de aandrijfvoeding zijn de sleutel tot het waarborgen van de algehele prestaties van de LED. Daarom is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de LED-aandrijfvoeding de voordelen heeft van een klein formaat, een lange levensduur, hoge betrouwbaarheid, enz.

Led-rijden kent de volgende onderzoekshotspots:

 

Verbeter de levensduur van de aandrijfkracht:

 

Een van de belangrijke voordelen van LED’s is hun lange levensduur, zo’n 30.000 tot 100.000 uur. Traditionele LED-aandrijfvoedingen bevatten elektrolytische condensatoren en de levensduur van elektrolytische condensatoren is relatief kort, ongeveer 5.000 uur. Dit is de belangrijkste reden die de levensduur van LED-aandrijfvoedingen beperkt. Daarom moeten elektrolytische condensatoren zoveel mogelijk niet worden gebruikt in LED-aandrijfvoedingen.

 

Verbeter de ingangsvermogensfactor van de aandrijfvoeding en verminder de totale harmonische vervorming. Het “ENERGYSTAR” solid-state verlichtingsdocument uitgegeven door het Amerikaanse ministerie van Energie bepaalt dat: elk vermogensniveau een verplichte correctie van de arbeidsfactor vereist. Deze norm is van toepassing op een reeks producten, zoals tafellampen, kastverlichting enzovoort. Onder hen moet de arbeidsfactor van de LED-aandrijfvoeding voor huishoudelijke en residentiële verlichting groter zijn dan 0,7 en voor commerciële verlichting moet deze groter zijn dan 0,9. De IEC61000-3-2 norm voor harmonische inhoud schrijft voor dat de totale harmonische vervorming (THD) minder dan 35% moet zijn en dat de arbeidsfactor niet minder dan 0,7 mag zijn bij verlichting met een vermogen van meer dan 25W. De afkondiging van deze normen stelt hogere eisen aan het ontwerp van de aandrijfvoeding voor LED-verlichting.

Verminder de grootte van het aandrijfvermogen

 

De LED zelf is relatief klein, wat zeer gunstig is voor draagbare producten. Het LED-aandrijfvermogen moet ook zo klein mogelijk zijn, zodat het soepel in de LED-lamphouder kan worden geïnstalleerd. Tijdens het ontwerpproces moet het volume van de voeding van de schijf worden geminimaliseerd.

Verbeter de betrouwbaarheid van het aandrijfvermogen

 

Tijdens het werkproces van de LED kunnen niet-menselijke factoren zoals hoge temperatuur en veroudering van het apparaat fatale schade aan de LED-behuizing veroorzaken. Daarom moeten beveiligingscircuits zoals overspanningsbeveiliging en overstroombeveiliging worden toegevoegd aan de LED-aandrijfvoeding om ongevallen op te vangen en de veilige werking van de LED-behuizing te garanderen.

Aandrijfvermogen ontwerp

Het ontwerp van LED-aandrijfkracht is niet moeilijk, maar het moet wel bekend zijn. Zolang het wordt berekend vóór het debuggen, gemeten tijdens het debuggen en verouderd na het debuggen, geloof ik dat iedereen LED goed kan doen.

 

LED stroom

 

Iedereen weet dat als de LEDripple te groot is, de levensduur van de LED wordt beïnvloed, maar er is geen specifieke indicator.

 

Chipkoorts

 

Dit is voornamelijk gericht op de hoogspanningsdriverchip met ingebouwde vermogensmodulator om het stroomverbruik van de chip te verminderen, geen extra stroomverbruik te introduceren en een goede warmteafvoer te leveren.

 

Eindbuis verwarming

 

Met betrekking tot dit probleem heb ik iemand op het forum zien posten. Het stroomverbruik van de eindbuis is verdeeld in twee delen, schakelverlies en geleidingsverlies. Voor LED-netvoedingstoepassingen is de schakelschade veel groter dan het geleidingsverlies. Het schakelverlies is gerelateerd aan de cgd en cgs van de eindbuis, evenals het aandrijfvermogen en de werkfrequentie van de chip, dus om de verwarming van de eindbuis op te lossen, kunnen de volgende aspecten worden opgelost:

 

1. MOS-vermogenstransistoren kun je niet eenzijdig op basis van de aan-weerstand kiezen, want hoe kleiner de interne weerstand, hoe groter de cgs en cgd-capaciteiten.
2. De rest is de frequentie en het vermogen van de chipaandrijving, hier praten we alleen over de invloed van frequentie. De frequentie is ook evenredig met het geleidingsverlies, dus wanneer de eindbuis aan het opwarmen is, moet je eerst bedenken of de frequentie een beetje hoog is geselecteerd. Wanneer de frequentie afneemt, moet om dezelfde belastingscapaciteit te verkrijgen de piekstroom groter worden of moet de inductantie ook groter worden, waardoor de inductantie in het verzadigingsgebied kan komen. Als de verzadigingsstroom van de spoel groot genoeg is, kunt u overwegen om CCM (continue stroommodus) te wijzigen in DCM (discontinue stroommodus), dus moet u een belastingscapaciteit toevoegen.

 

4. Werkfrequentiereductie:

De frequentiereductie wordt voornamelijk veroorzaakt door twee aspecten. De verhouding tussen ingangsspanning en laadspanning is klein en de systeeminterferentie is groot. Zorg er bij de eerste voor dat u de laadspanning niet te hoog instelt, hoewel de laadspanning hoog is, zal de efficiëntie hoger zijn. Voor dat laatste kun je de volgende aspecten proberen: a. Stel de minimale stroom in op een kleiner punt; B. Reinig de bedrading, vooral het kritieke pad van de zintuigen; C. Selecteer een kleine inductantie of gebruik een inductantie met een gesloten magnetisch circuit; D, voeg RC laagdoorlaatfilter toe, dit effect is een beetje slecht, de consistentie van C is niet goed, de afwijking is een beetje groot, maar het zou genoeg moeten zijn voor verlichting.

 

De keuze van spoel of transformator

 

Aangezien de werkspanning van high-power LED’s slechts 3V is, wordt 220V wisselstroom omgezet in gelijkstroom door middel van full-bridge rectificatie. De spanningsval op de volledige brug is ongeveer 1,8 V en de efficiëntie van het stroomverbruik voor het aansturen van slechts één LED is slechts 60%. Het is noodzakelijk om meer dan drie light-emitting diodes in serie aan te sluiten om het totale stroomverbruiksrendement boven 80% te laten uitkomen.

 

Volgens het principe van 3 primaire kleuren om wit licht te synthetiseren, zijn drie 1W high-power light-emitting diodes van rood, groen en blauw in serie geschakeld om te werken, en de helderheid equivalent aan die van een 3W witte LED kan worden verkregen. Tegelijkertijd kunnen 6 soorten gekleurde lichten worden gecombineerd om te voldoen aan de voorkeur van mensen voor het veranderen van gekleurde lichten.