Chip LED na ekranie wyświetlacza LED jest charakterystycznym-wrażliwym elementem półprzewodnikowym i ma ujemną charakterystykę temperaturową. Dlatego musi być ustabilizowany i zabezpieczony podczas procesu aplikacji. Właśnie z tego powodu narodziła się koncepcja jazdy. Wymagania dotyczące urządzeń wyświetlających LED dotyczące mocy napędowej są prawie surowe. W przeciwieństwie do zwykłych żarówek, diody LED można podłączyć bezpośrednio do sieci 220V AC. Dioda LED jest zasilana niskim napięciem od 2 do 3 woltów. Konieczne jest zaprojektowanie skomplikowanego obwodu konwersji. Światła LED do różnych celów muszą być wyposażone w różne zasilacze. Na rynku międzynarodowym klienci zagraniczni mają bardzo wysokie wymagania dotyczące konwersji wydajności, mocy efektywnej, stałej dokładności prądu, żywotności zasilania i kompatybilności elektromagnetycznej zasilacza napędu LED. Projekt dobrego zasilacza musi uwzględniać te czynniki, ponieważ zasilanie jest wyświetlane w całej diodzie LED. Rola ekranu jest równie ważna jak ludzkie serce.
Kolorowy wyświetlacz led
Zasilanie wyświetlacza LED jest bardzo ważne. Każdy wyświetlacz LED zawiera wiele dedykowanych zasilaczy. Model i moc zasilacza bezpośrednio wpływa na efekt i wydajność wyświetlacza LED. Prosta znajomość marki zasilaczy do wyświetlaczy LED Na rynku jest ich wiele, wiele, a ceny są bardzo zróżnicowane. Jeśli wydajność zasilacza wyświetlacza LED nie nadąża, spowoduje to wiele nieprzewidywalnych konsekwencji, takich jak: nieprawidłowe wyświetlanie, migotanie, poważne zwarcie i pożar, te wypadki nie są to nic nowego, to tylko prawdziwe przykłady. Wielu klientów lubi porównywać ceny podczas zakupów, a następnie obniżać ceny. Aby zrealizować zamówienia, niektórzy producenci mogą przyjmować zamówienia tylko po cenie minimalnej i robić zamieszanie wokół różnych akcesoriów. W tym zasilacz.
Zasilanie wyświetlacza LED i napęd stałoprądowy są nierozłączne. Podczas używania LED jako ekranu lub innego sprzętu oświetleniowego lub podświetlenia, musi być zasilany prądem stałym. Główne powody są następujące:
1. Unikaj prądu jazdy przekraczającego maksymalną wartość znamionową i wpływającego na jego niezawodność.
2. Uzyskaj oczekiwane wymagania dotyczące jasności i zapewnij spójność jasności i chromatyczności każdej diody LED.
Charakterystyka napędu prądu stałego
Zgodnie z zasadami zasilania sieci elektroenergetycznej oraz charakterystycznymi wymaganiami zasilania napędu LED, przy doborze i projektowaniu zasilania napędu LED należy wziąć pod uwagę następujące punkty:
1. Wysoka niezawodność: jest to szczególnie podobne do zasilania lamp ulicznych LED. Jest instalowany na dużej wysokości, co jest niewygodne i drogie w utrzymaniu.
2. Wysoka sprawność: LED to produkt energooszczędny-, a sprawność zasilacza napędu powinna być wysoka. Jest to szczególnie ważne w przypadku konstrukcji, w której w oprawie zainstalowany jest zasilacz. Ponieważ skuteczność świetlna diody LED spada wraz ze wzrostem temperatury diody, bardzo ważne jest odprowadzanie ciepła przez diodę. Wydajność zasilacza jest wysoka, jego pobór mocy jest niewielki, ciepło wytwarzane w lampie jest niewielkie, a wzrost temperatury lampy jest zmniejszony. Korzystne jest opóźnienie zanikania światła LED.
3. Wysoki współczynnik mocy: Współczynnik mocy to wymóg sieci energetycznej na obciążeniu. Ogólnie rzecz biorąc, nie ma obowiązkowych wskaźników dla urządzeń elektrycznych poniżej 70 watów. Chociaż współczynnik mocy pojedynczego urządzenia elektrycznego o małej mocy jest niższy, ma to niewielki wpływ na sieć energetyczną, ale jeśli wszyscy zapalą się w nocy, jeśli obciążenie tego samego rodzaju jest zbyt skoncentrowane, spowoduje to poważne zanieczyszczenie sieć energetyczna. W przypadku zasilaczy LED o mocy od 30 do 40 watów, mówi się, że w niedalekiej przyszłości mogą pojawić się pewne wymagania dotyczące współczynników mocy.
4. W ten sposób kombinacja jest elastyczna, a awaria jednej diody nie wpłynie na pracę pozostałych diod, ale koszt będzie nieco wyższy. Drugi to stałe zasilanie prądem stałym, z diodami LED działającymi szeregowo lub równolegle. Jego zaletą jest to, że koszt jest nieco niższy, ale elastyczność jest słaba i musi rozwiązać problem pewnej awarii diody LED bez wpływu na działanie innych akcesoriów do wyświetlaczy LED. Te dwie formy współistnieją przez pewien czas. Wielokanałowy tryb stałego prądu wyjściowego będzie lepszy pod względem kosztów i wydajności. Może w przyszłości będzie to główny kierunek.
5. Ochrona przeciwprzepięciowa: Zdolność diod LED do opierania się przepięciom jest stosunkowo słaba, zwłaszcza odporność na napięcie wsteczne. Ważne jest również wzmocnienie ochrony w tym obszarze. Niektóre lampy LED są instalowane na zewnątrz, na przykład lampy uliczne LED. Ze względu na inicjację obciążenia sieci i indukcję uderzeń piorunów, różne przepięcia będą miały wpływ na system sieci, a niektóre przepięcia spowodują uszkodzenie diody LED. Dlatego zasilacz napędu LED musi mieć zdolność tłumienia wtargnięcia przepięć i ochrony LED przed uszkodzeniem.
6. Funkcja ochrony: Oprócz konwencjonalnej funkcji ochrony zasilacza, najlepiej jest dodać ujemne sprzężenie zwrotne temperatury LED do stałego prądu wyjściowego, aby zapobiec zbyt wysokiej temperaturze LED.
7. W zakresie ochrony: sposób montażu lampy na zewnątrz, konstrukcja zasilacza powinna być wodoszczelna i odporna na wilgoć-, a obudowa powinna być odporna na działanie promieni słonecznych.
8. Żywotność zasilacza napędowego powinna być dopasowana do żywotności diody LED.
9. Spełniać wymagania przepisów bezpieczeństwa i kompatybilności elektromagnetycznej.
Zakres zastosowań i wykorzystanie diod LED staje się coraz bardziej rozległy, a wydajność zasilacza i sterownika LED będzie coraz bardziej dostosowana do wymagań diod LED, więc wydajność wyświetlacza LED będzie się stopniowo poprawiać i stabilizować, co jest postęp branży.
Zasada napędu prądu stałego
Krzywa zależności między spadkiem napięcia przewodzenia (VF) a prądem przewodzenia (IF). Z krzywej widać, że gdy napięcie przewodzenia przekracza pewien próg (około 2V), czyli po tak-zwanym-napięciu włączania, można w przybliżeniu przyjąć, że IF i Migotanie komór jest proporcjonalne. Zobacz tabelę z charakterystyką elektryczną aktualnych głównych super jasnych diod LED. Z tabeli widać, że najwyższy IF obecnych ultra-jasnych diod LED może osiągnąć 1A, a VF wynosi zwykle od 2 do 4V.
Ponieważ charakterystyka świetlna diod LED jest zwykle opisana jako funkcja prądu, a nie jako funkcja napięcia, krzywa zależności między strumieniem świetlnym (φV) i IF, użycie stałego źródła prądu do sterowania może lepiej kontrolować jasność. Ponadto spadek napięcia diody LED w kierunku przewodzenia ma stosunkowo duży zakres (do 1 V lub więcej). Z krzywej VF-IF na powyższym rysunku widać, że mała zmiana VF spowoduje dużą zmianę IF, co spowoduje większą jasność. Wielka zmiana. Dlatego zastosowanie stałego źródła napięcia nie gwarantuje stałej jasności diody LED i wpływa na niezawodność, żywotność i tłumienie światła diody. Dlatego ultra-jasne diody LED są zwykle zasilane przez źródło prądu stałego.
Krzywa zależności pomiędzy temperaturą LED a strumieniem świetlnym (φV). Poniższy rysunek pokazuje, że strumień świetlny jest odwrotnie proporcjonalny do temperatury. Strumień świetlny przy 85 stopniach jest o połowę mniejszy niż przy 25 stopniach, a strumień świetlny przy 40 stopniach jest 1,8 razy większy niż przy 25 stopniach. Pewien wpływ na długość fali diody ma również zmiana temperatury. Dlatego dobre odprowadzanie ciepła jest gwarancją utrzymania stałej jasności diody LED.
Obwód napędu prądu stałego
Ze względu na ograniczenia poziomu mocy diod LED zwykle konieczne jest jednoczesne sterowanie wieloma diodami LED, aby spełnić wymagania dotyczące jasności. Dlatego do świecenia diod LED wymagany jest specjalny obwód napędowy.
1. Rezystancja-skok pojemności-w dół: użyj impedancji kondensatora pod napięciem AC, aby ograniczyć prąd wejściowy, aby uzyskać poziom prądu stałego do zasilania diody LED. Ten tryb napędu ma prostą strukturę i jest tani, ale wejście jest rozwiązaniem nieizolowanym, co stwarza potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa. Co więcej, sprawność konwersji jest bardzo niska i nie można uzyskać stałej kontroli prądu.
2. Izolacyjny obwód flyback: przy użyciu obwodu flyback poziom DC jest generowany po stronie wtórnej przez transformator, a następnie tętnienie tego poziomu jest przesyłane z powrotem do strony pierwotnej przez transoptor, co powoduje samowzbudzenie- i stabilny. Ten typ obwodu spełnia wymagania przepisów bezpieczeństwa, a dokładność stałego prądu wyjściowego jest lepsza, a wydajność konwersji wyższa. Jednak ze względu na konieczność zastosowania transoptora i obwodu sterowania prądem stałym -po stronie wtórnej, system jest skomplikowany, nieporęczny i kosztowny.
3. Plan strony pierwotnej: Plan strony pierwotnej polega na całkowitym kontrolowaniu mocy wyjściowej i prądu po stronie pierwotnej AC, najdokładniejszy może osiągnąć 5-procentową dokładność prądu stałego, a strona wtórna potrzebuje tylko prostego obwodu wyjściowego. Strona pierwotna opiera się głównie na sprzężeniu zwrotnym strony pomocniczej do sterowania napięciem wyjściowym, opiera się na rezystorze ograniczającym prąd do sterowania prądem strony pierwotnej, a jednocześnie mnoży współczynnik zwojów, aby kontrolować dokładność prądu wyjściowego. Oryginalne-rozwiązanie boczne dziedziczy zalety izolowanego obwodu flyback, a konstrukcja jest prosta i pozwala na osiągnięcie niewielkich rozmiarów i niskich kosztów.
Problem stałej dokładności prądu po stronie pierwotnej: Dokładność produkcji transformacji jest trudna do kontrolowania, co powoduje duży dryf prądu wyjściowego, gdy rozwiązanie po stronie pierwotnej wykorzystuje transformator niskiej -jakości. Dlatego rozwiązanie po stronie pierwotnej zostało ulepszone przez dodanie obwodu sterowania prądem stałym po stronie wtórnej, który jest bardziej skomplikowany niż zwykłe rozwiązanie po stronie pierwotnej, ale w porównaniu z rozwiązaniem flyback, transoptor można nadal pominąć, a system ma najwyższy koszt występ.
Tryb jazdy ze stałym prądem
Użycie regulatora liniowego do konwersji napięcia spowoduje problemy z poborem mocy. Ta metoda jest bardziej odpowiednia do stosowania w obwodach konwersji, które muszą unikać szumów (takich jak car audio) i nie mogą używać trybu przełączania. Cechą charakterystyczną metody przełączania jest to, że wydajność konwersji jest bardzo wysoka, ale ma również problem z szumem, więc wybór metody konwersji zależy od aplikacji.
Generalnie sprawność sposobu napędzania pompy ładunkowej zmienia się wraz ze zmianą napięcia wejściowego. W aplikacjach o szerokim zakresie zmian napięcia jego wydajność jest stosunkowo niska; oraz w zastosowaniach ze stosunkowo małym zakresem zmian napięcia, tylko wtedy, gdy napięcia wejściowe i wyjściowe są różne Gdy zależność jest wielokrotnością całkową, jej wydajność można zmaksymalizować, ale jest to trudne do osiągnięcia w praktycznych zastosowaniach zasilanych z baterii- . W przeciwieństwie do tego, na wydajność konwersji cewek indukcyjnych nie mają wpływu zakłócenia napięcia, a ograniczenia aplikacji są mniejsze niż w przypadku pomp ładunkowych.
Stałe aktualne pomysły projektowe
Status diod LED w wyświetlaczach LED jako podświetlenia w produktach przenośnych jest nie do złamania. Nawet w podświetleniu dużych-wymiarów LCD diody LED zaczęły kwestionować status CCFL (lampy fluorescencyjne z zimną katodą); oraz w dziedzinie oświetlenia Jako najbardziej krytyczny element oświetlenia półprzewodnikowego, diody LED są poszukiwane na rynku ze względu na ich energooszczędność, ochronę środowiska, długą żywotność,-konserwację i wiele innych cech. Obwód napędowy jest ważną częścią produktów LED (dioda elektroluminescencyjna). Niezależnie od tego, czy chodzi o oświetlenie, podświetlenie czy panel wyświetlacza, wybór architektury układu napędowego powinien odpowiadać konkretnemu zastosowaniu.
Zasada emitowania światła- diody LED polega na dodaniu napięcia przewodzenia do obu jego końców, dzięki czemu nośniki mniejszościowe i nośniki większościowe w półprzewodniku łączą się i uwalniają nadmiar energii, co powoduje emisję fotonów. Główną funkcją obwodu sterującego diody LED jest konwersja napięcia przemiennego na źródło prądu stałego, a jednocześnie uzupełnienie dopasowania napięcia i prądu diody LED zgodnie z wymaganiami urządzenia LED. Oprócz spełnienia wymagań bezpieczeństwa, obwód napędu LED powinien spełniać dwie inne podstawowe funkcje:
Jednym z nich jest utrzymanie w miarę możliwości stałych charakterystyk prądowych, zwłaszcza przy wahaniach napięcia zasilania o ±15%, prąd wyjściowy powinien być utrzymywany w granicach ±10%.
1. Unikaj prądu jazdy przekraczającego maksymalną wartość znamionową i wpływającego na jego niezawodność.
2. Uzyskaj oczekiwane wymagania dotyczące jasności i zapewnij spójność jasności i chromatyczności każdej diody LED.
Po drugie, obwód napędowy powinien utrzymywać niskie zużycie energii, aby wydajność systemu diody LED mogła być utrzymana na wysokim poziomie.
Technologia PWM (Pulse Width Modulation) to tradycyjna metoda ściemniania. Wykorzystuje proste impulsy cyfrowe do wielokrotnego przełączania sterownika LED. System musi jedynie zapewnić szerokie i wąskie impulsy cyfrowe, aby łatwo zmienić prąd wyjściowy. Tym samym dostosowując jasność diody LED. Zaletą tej technologii jest jej zdolność do zapewniania wysokiej-jakości białego światła, prostota aplikacji i wysoka wydajność, ale fatalną wadą jest podatność na zakłócenia elektromagnetyczne, a czasem nawet hałas słyszalny przez człowieka ucho.
Doładowanie jest ważnym zadaniem obwodu napędu LED, a doładowanie indukcyjne i doładowanie pompy ładującej to dwa różne tryby topologiczne. „Ponieważ dioda LED jest napędzana prądem, a cewka indukcyjna ma najwyższą wydajność podczas konwersji prądu, największą zaletą metody doładowania cewki jest jej wysoka sprawność, która może przekroczyć 90 procent, jeśli jest odpowiednio zaprojektowana; ale jej wada jest również oczywista , czyli zakłócenia elektromagnetyczne. Bardzo silne, wymagania systemowe dla produktów komunikacyjnych, takich jak telefony komórkowe, są bardzo wysokie. Wraz z pojawieniem się pomp ładujących, skuteczność metod doładowania przy użyciu pomp ładujących będzie niższa niż w przypadku doładowania indukcyjnego.
Niezależnie od tego, czy chodzi o aplikacje oświetleniowe, czy o oświetlenie, poprawa wydajności konwersji obwodu napędowego jest problemem, z którym muszą się zmierzyć projektanci produktów. Poprawa wydajności konwersji sprzyja nie tylko wydłużeniu czasu czuwania produktów przenośnych, ale także ważnym sposobem rozwiązania problemu rozpraszania ciepła przez diody LED. W oświetleniu, ze względu na zastosowanie diod LED dużej mocy-, szczególnie ważna jest poprawa wydajności konwersji.
Kolorowy wyświetlacz led
Podczas pracy diody LED muszą mieć stałe elementy stabilizujące prąd i napięcie-, ale powinny one charakteryzować się wysokim podziałem napięcia, ale niskim poborem mocy, w przeciwnym razie dioda o wyższej wydajności będzie spowodowana mocą roboczą obwód napędowy. Zbyt duże zużycie znacznie obniży wydajność całego systemu, co jest sprzeczne z celem oszczędzania energii i wysokiej wydajności. Dlatego, o ile to możliwe, rezystory lub obwody regulatora napięcia szeregowego nie powinny być używane jako główny obwód ograniczający prąd sterownika LED i należy stosować obwody o wysokiej-sprawności, takie jak kondensatory, cewki indukcyjne lub aktywne obwody przełączające aby zapewnić wysoką wydajność systemu LED. Zastosowanie szeregowego zintegrowanego obwodu o stałej mocy wyjściowej może utrzymać stałą moc światła LED w szerokim zakresie źródeł zasilania, ale wydajność ogólnych obwodów IC będzie się zmniejszać. Zastosowanie aktywnego obwodu przełączającego może zapewnić uzyskanie stałej mocy wyjściowej, gdy napięcie zasilania zmienia się znacznie przy wysokiej wydajności konwersji.
Ale dzięki swoim wyjątkowym zaletom może pracować wydajnie pod bezpiecznym i specjalnym napięciem (lampy podwodne w basenach, brodzikach, lampy górnicze). Ponadto posiada swoje unikalne zalety w bezpośrednim wykorzystaniu zielonej energii elektrycznej (energia słoneczna, wiatrowa itp.) oraz oświetlenia awaryjnego. Zwłaszcza w zakresie ściemniania, diody LED mogą nie tylko osiągnąć ściemnienie 0–100%, ale także zapewnić wysoką wydajność świetlną podczas całego procesu ściemniania bez skracania żywotności diody LED, co jest trudne w przypadku lamp wyładowczych.
Wyświetlacz LED wymagania dotyczące napędu prądu stałego
Oprócz spełnienia wymagań bezpieczeństwa, obwód napędu LED powinien spełniać dwie inne podstawowe funkcje:
Pierwszym z nich jest utrzymanie w jak największym stopniu stałoprądowych charakterystyk, zwłaszcza gdy napięcie zasilania zmienia się o ±15%, prąd wyjściowy powinien nadal być utrzymywany w zakresie ±10%. Główne powody to: 1. Unikaj prądu jazdy przekraczającego maksymalną wartość znamionową. Wpływają na jego niezawodność. 2. Uzyskaj oczekiwane wymagania dotyczące jasności i zapewnij spójność jasności i chromatyczności każdej diody LED.
Po drugie, obwód napędowy powinien utrzymywać niskie zużycie energii, aby wydajność systemu diody LED mogła być utrzymana na wysokim poziomie.
Kolorowy wyświetlacz led
Sterowanie DC
LED jest urządzeniem napędzanym prądem, a jego jasność jest proporcjonalna do prądu przewodzenia. Istnieją dwa sposoby kontrolowania prądu przewodzenia.
Pierwsza metoda polega na wykorzystaniu krzywej LEDV{{0}}I do określenia napięcia, które należy przyłożyć do diody LED, aby wytworzyć oczekiwany prąd przewodzenia. Jego sposób realizacji na ogół wykorzystuje zasilanie napięciowe i rezystor balastowy. Jak opisano poniżej, ta metoda ma kilka wad. Każda zmiana napięcia przewodzenia diody LED spowoduje zmianę prądu diody LED. Jeśli znamionowe napięcie przewodzenia wynosi 3,6 V, prąd diody LED na rysunku 1 wynosi 20 mA. Jeśli napięcie osiągnie 4,0 V, co jest określoną zmianą napięcia spowodowaną zmianami temperatury lub produkcji, prąd przewodzenia zmniejsza się do 14 mA. 11-procentowa zmiana napięcia przewodzenia spowoduje większą zmianę prądu przewodzenia, do 30 procent. Ponadto, w zależności od dostępnego napięcia wejściowego, spadek napięcia i pobór mocy rezystora balastowego spowoduje marnowanie energii i skrócenie żywotności baterii.
Druga metoda i preferowana metoda regulacji prądu diody LED polega na użyciu zasilacza prądu stałego do zasilania diody LED.
wysoka wydajność
Żywotność baterii ma krytyczne znaczenie w zastosowaniach przenośnych. Jeśli sterownik LED jest praktyczny, musi być bardzo wydajny. Pomiar wydajności sterownika LED różni się od pomiaru wydajności typowego zasilacza. Definicja typowego pomiaru sprawności zasilacza to moc wyjściowa podzielona przez moc wejściową. W przypadku sterowników LED moc wyjściowa nie jest istotnym parametrem. Ważna jest wartość mocy wejściowej potrzebnej do wytworzenia oczekiwanej jasności LED. Można to określić po prostu dzieląc moc diody LED przez moc wejściową. Uwaga: Jeśli wydajność jest zdefiniowana w ten sposób, rozpraszanie mocy w rezystorze czujnika prądu spowoduje rozproszenie mocy w zasilaczu. Dzięki wzorowi pokazanemu na rysunku 3 możemy zobaczyć, że mniejsze napięcie wykrywania prądu wytworzy sterownik LED o wyższej wydajności. Rysunek 4 ilustruje porównanie między zasilaczem o napięciu odniesienia 0 0,25 V a zasilaczem o napięciu odniesienia 1 V.
