Aplikácie osvetlenia LED budú začínať troma základnými úrovňami vstupného výkonu: nízkym alebo rovným 20W výkonom, strednému výkonu od 20W do 50W a výkonom väčším ako 50W: pozri obrázok 1. Majte na pamäti, že aplikácie v reálnom svete nezodpovedajú presne týmto tri druhy metód, ale pri zvažovaní riešení vedúcich vodičov sú tieto tri úrovne výkonu konzistentné. LED aplikácie sa zameriavajú na dizajn s vysokým jasom.
Téma tohto článku je ≤ 20w nízkonapäťové aplikácie, najmä výmena alebo modifikácia svetelných žiaroviek - nahrádzanie existujúcich svetiel a svietidiel. Zahŕňa tiež nové konštrukčné svietidlá.
Trend osvetlenia LED s nízkym výkonom
Celosvetové predajy LED s vysokým jasom v roku 2010 sa odhadujú na 890 miliónov USD, odhaduje sa od roku 2010 do roku 2015, priemerná ročná miera rastu (CAGR) je 39%, viditeľný trhový potenciál. Pre LED jednotky je však hlavným trendom zlepšenie súvisiace s pohonom, zníženie nákladov a dlhá životnosť. Účinok je pomer lumen k Watt.
"Potenciál LED diód vysokej jasnosti sa očakáva, že prekročí tradičnú technológiu dnešnej doby a v súčasnej dobe, minulosť; Obrázky 2 a 3 ukazujú rastúci trend účinnosti. Pri definícii účinnosti je vstupný výkon umiestnený v menovateli, vstupný výkon a účinnosť prestupu energie do LED lampy sú spojené s riešením vodiča LED. V celej škále výkonov zaťaženia a zaťaženia LED nie je jedna topológia pohonu tou najlepšou voľbou, ale môžete zvážiť minimálnu topológiu, ktorá spĺňa všetky požiadavky na vývoj LED vodičov.
Výber čo najefektívnejšieho polovodiča možno použiť ako základ pri výbere topológie, ale náklady na pohon sú tiež obmedzené. Program DOE SSL odhaľuje aktuálne náklady, ako je znázornené na obrázku 4, a riadi $ počet celkových výrobných nákladov.
Toto je cieľový cieľ celkových nákladov, ktorý vidia koncoví používatelia, a prijatie osvetlenia LED riešení sa stalo najbežnejšou prekážkou v zlepšovaní výkonnosti. Požiadavky na cieľové náklady predložené ministerstvom energetiky na seminári o prezentácii trhu s osvetlením na pevnom trhu v roku 2011 sú uvedené na obrázku 5, pričom náklady klesli o takmer 50% za 4 roky. Výber topológie LED disku ponúka aj najlepšie riešenie nákladov.
Životnosť súvisí aj so spoľahlivosťou napájania. Spoľahlivosť je ovplyvnená počtom komponentov LED jednotky, typom použitých komponentov, teplotou alebo stratou výkonu. Použite metódu počtu komponentov na výpočet spoľahlivosti jednotky LED a určenie počtu komponentov, ktoré sa majú znížiť podľa cieľa. Spoľahlivosť je tiež ovplyvnená teplotou práce, takže je dôležitý aj termálny dizajn a je tiež dôležité znížiť výpadok napájania spojený s komponentmi ovládačov LED a metódami kontroly topológie. Trendom vývoja je vylúčenie elektrolytických kondenzátorov, ako aj iných komponentov, ako sú optické izolátory, a integrácia funkcií do zariadení na reguláciu kremíka.
Nízka výkonnosť LED Driver Challenge Design
LED dizajn vodičov dnes čelí týmto výzvam; uvedené položky sa stanú návrhovými obmedzeniami, ktoré musia návrhári vyvážiť, podľa poradia rôznych firiem.
skrátiť vývojový cyklus;
Znižovanie nákladov;
Zložitosť dizajnu;
Hľadáte energetické topológie, ktoré dokážu uspokojiť vstupné a výstupné parametre napätia a prúdu, tepelný návrh, bezpečnostné pravidlá a požiadavky na ochranu;
efektívnosti a účinnosti;
Aby sa splnili globálne regulačné požiadavky, je aj v jednotke LED, aby sa znížila strata napájania, použitie korekcie účinníka (PFC) a nízkeho THD (celkové harmonické skreslenie);
Spoľahlivosť a životnosť pohonu;
Tolerancia výstupného konštantného prúdu;
Rozsah stmievania a stmievania (požiadavky na fázový stmievač, stmievanie, obmedzenie prúdu, tlmiaci obvod, regulátor napätia atď.);
Žiadne blikanie;
Obmedzené obmedzenie priestoru alebo objemu (výšky) plošných plošných spojov (PCB);
ochranná funkcia - OVP, OCP, OTP, vedenie skratu, vedenie s otvoreným obvodom;
Pracovná teplota;
Viacerí dodávatelia komplikujú dodávateľský reťazec.
Analýza aplikácií LED s nízkym výkonom
Nižšie je prehľad nízkeho výkonu LED osvetlenia, štruktúry, funkcie, dizajnových problémov a aplikačných trendov.
LED svetlo MR11 / 16
Lampa MR11 / 16 je typická halogénová žiarovka, jej menovitý výkon bežného typu je 20W, 35W a 50W.
Štruktúra systému
Typické konštrukcie existujúcich halogénových žiaroviek sú znázornené na obrázku 6
Vstupné napätie môže byť DC 12V alebo 24V alebo priamo zapojené do sieťového napájania 120V alebo 230V AC. Napätie 12V alebo 24V môže pochádzať z jednoduchého transformátora, ktorý používa sieťové napätie siete a výstupy av / 24v AC ako vstup pre vstupy so zväzkami. LED náhradné produkty je potrebné riadiť ako zdroj konštantného prúdu. 4W LED svetlá svietidla sú ekvivalentné 20W halogénovej žiarovke. Niektoré modely majú stmievaciu charakteristiku a trend vývoja spočíva v tom, že ponuka takýchto výrobkov sa zvyšuje.
Výzvy týkajúce sa dizajnu pohonu
Najväčšou výzvou návrhu MR11 / 16 je nedostatok noriem vrátane tvaru žiarovky a žiarovky, účinníka a celkových požiadaviek na skreslenie harmonických (žiarovky LED ENERGY STAR ≥ 0,9, pre "5w jednej lampy ≥ 0,7) a nízke výkonnosť systému. " Vzhľadom k tomu, že veľkosť lampy s obrázkom 7 musí obsahovať pohon, malá stopa vodiča LED je vítaná.
Existujú dva typy rozmerov dosiek plošných spojov (PCB), ako je znázornené na obrázku 8, je okrúhly s použitím zadnej strany modulu LED. Kruhový priemer by mal byť menší ako 30 mm a vyšší komponent je v rozsahu 5 mm stredového konektora.
Iný druh dosky plošných spojov v tvare veľkosti podľa obr. 9, je vertikálne. Musí byť menšia ako 30 mm x 20 mm.
Schéma spoločnosti Fairchild
Spoločnosť Fairchild predstavuje novú diódu s LED diódami na vyriešenie problému striedavého prúdu, ako je znázornené na obrázku 10 FL7701. Jedná sa o inteligentné neizolované riešenie vodiča PFC s krokom nadol. Priamym vstupným napätím striedavého prúdu je možné dosiahnuť, že malá veľkosť PCB môže byť použitá pre pána Lampshade. Toto vedenie vedie k vylúčeniu všetkých elektrolytických kondenzátorov: zvyčajne sa používa na napájanie vstupov, výstupov a napájania z VCC. Použitím len malého počtu vonkajších komponentov je možné uspokojiť požiadavky PF a THD, pričom sa dosiahne viac ako 80% účinnosť. Na rozdiel od zosilňovača má topológia výhodu aj kontinuálne výstupné prúdy (redukované prúdy prúdu), pretože indukčnosť a výstup v sérii, pri zaťažení LED, topológia dolára vyzerá ako zdroj konštantného prúdu , Výstupný prúd zosilňovacej topológie je diskontinuálny, ak sa výstupný kondenzátor nepoužíva na filtrovanie zvlnenia prúdu.
Žiarovky A19, E14 / 17, E26 / 27
Niektoré typy žiaroviek sa označujú aj ako zásuvka so závitom (zásuvka Edison) a sviečkové svietidlá. Väčšina z nich sú žiarovky, ktoré používajú CFL alebo substitučné produkty LED na splnenie väčšiny aplikačných požiadaviek.
Štruktúra systému
Jeho vstupné napätie je priamo zo zdroja striedavého prúdu, typu žiaroviek: E14 / 17 (typ sviečky), skrutka A19 / e26 / 27, menovitý výkon: 1 ~ 5W pre sviečky, 4 ~ 17w pre výmenu žiarovky. Celkové rozmery sú znázornené na obrázku 11.
Projektové výzvy
Výzvou pre dizajn LED vodičov pre sviečky typu sviečky je malý priestor PCB, ktorý je menší ako Mr Lamp priestor a pracuje na vstupnom napätí AC. Použitie dizajnu vodiča LED na výmenu žiarovky, jeho priestoru PCB ako svetelného zdroja sviečok alebo svetlometov Svetlo sveta je tiež väčší, skutočný výsledok je taký, že priestor PCB je stále obmedzený, podobne ako sviečka podobná lampa. Pri konštrukcii skrutkovacej banky sú pf a THD takmer povinné. K dispozícii sú ďalšie funkcie stmievania.
Na strane objímok je parabolický tvar žiarovky E26 / 27 veľkosti PCB, strana žiarovky pre MM, strana LED modulu mm, dĺžka 70 mm, pozri obrázok 12.
Účinnosť požiadaviek je vyššia ako 75%. Niekoľko stručných poznámok o dizajne kompatibilného stmievača zahŕňa kompatibilitu s rôznymi držiacimi prúdmi, lineárne v širokom rozsahu svetla a bez blikania.
Fairchild Solutions
Regulátor primárneho regulátora pre Fairchild je zobrazený v tabuľke 1. Pri práci v režime nastavenia konštantného prúdu sa výstupný prúd odhaduje pomocou špičkového odtokového prúdu Ipeak a času vybíjania prúdového induktora TDI, pretože výstupný prúd je rovnaký ako dióda aktuálny priemer v ustálenom stave. Použitím technológie Truecurrent spoločnosti Fairchild je možné konštantný prúdový výstup presne riadiť.
PAR16, 20, 30, 38 štruktúra svetelného systému
Tieto svietidlá sú napájané striedavým prúdom, menovitý výkon je medzi 4w ~ 20w, Lamelové panely sú E26 / 27 alebo 2-kolíkové GU10, ako je znázornené na obrázku 13.
Pri väčších rozmeroch svietidiel existuje značný priestor na prispôsobenie riešenia LED, a PF a nízke THD sú stále povinné požiadavky.
Projektové výzvy
Vyšší príkon týchto LED svietidiel spôsobí vyššiu VDS, špičku (hroty) cez MOSFET a preto bude vyžadovať BVDSS MOSFET s vyšším hodnotením. V prípade vysokonapäťových špičiek musí byť znížená hodnota BVDSS kvôli vysokému vstupnému prúdu. Obrázok 14 zobrazuje napätie ako súhrn VDS, vrchol = Vin + nvo + vos, kde nvo je výstupné napätie odrazu, tiež známe ako Vro.
Pufre sa zvyčajne používajú na obmedzenie špičkových napätí Vos, ale vyrovnávacie pamäte spotrebúvajú energiu, čím znižujú účinnosť LED diód:
Fairchild Solutions
Riešenie Fairchild je uvedené v tabuľke 2, kde porovnanie medzi jednostupňovými a dvojúrovňovými metódami je uvedené v tabuľke 3.
Najpredávanejšie produkty: LED svietidlá núdzového osvetlenia , LED farebné tlmenie CCT panelové svetlo s 40W podľa CV 24V osvetľovacie riešenie , LED CCT 2800-6500K Teplotná zmena a stmievanie svetla s 40W, 48W, 60W pomocou CC osvetľovacieho riešenia , bieleho hliníkového profilu LED mikrovlnnej rúry Panely snímača pohybu 18W / 6W / 40W / 48W svetla s LED svetlom s LED svetlom s funkciou snímača denného svetla s bielym profilom 18W / 36W / 40W / 48W / 60W TUV CE , 600x600 2'x2 '
