Како изабрати ЛЕД и ЛЕД осветљење великих и малих снага
Било да се ради о ЛЕД осветљењу велике снаге или мале снаге, оно се углавном састоји од напајања, ЛЕД драјвера, ЛЕД диода, сочива и подлоге. Кључна компонента је ЛЕД покретач, који мора да обезбеди константан излаз струје за светлост коју емитује ЛЕД. Неће треперити и пригушивати и неће изазвати промену боје ЛЕД диоде. Опћенито прихвата 24В-48В ДЦ напонски улаз, али постоје и неки напредни ЛЕД управљачки програми који могу директно прихватити 220В АЦ улаз.
Главни изазови у дизајну за примену решења за ЛЕД осветљење укључују следеће аспекте: расипање топлоте, висока ефикасност, ниска цена, затамњење без треперења, затамњивање широког опсега, поузданост, безбедност и уклањање боје. Ове изазове треба решити свеобухватном применом одговарајуће топологије електроенергетског система, електричне топологије погона и машинског пројектовања.
Лианг Хоукуан, директор маркетинга технологије диода у азијско-пацифичком региону, истакао је: [ГГ] куот; За дизајнере ће највећи технички изазов бити захтеви високе ефикасности, оптички дизајн, управљање топлотом и побољшање поузданости одређених апликација, као што су осветљеност ЛЕД улична светла. Сада нудимо низ решења за ЛЕД осветљење које покривају апликације од 0,1В до 250В. [ГГ] куот;
Програм ЛЕД флуоресцентних сијалица [ГГ] "У примени програмског система ЛЕД осветљења, поред одабира одговарајућих ЛЕД производа, комплетан дизајн програма ЛЕД осветљења укључује и оптички дизајн, термички дизајн, дизајн производа и дизајн електричног погона. Будући да су ЛЕД диоде нисконапонски уређаји, претварање високонапонског напајања наизменичном струјом у нисконапонске управљачке програме са константном струјом за ЛЕД диоде суочиће се са многим изазовима. [ГГ] куот; Зхенг Киан, виши менаџер апликација компаније ОН Семицондуцтор Цхина, истакао је: [ГГ] куот; Штавише, ради предности ЛЕД осветљења, ЛЕД електрични управљачки програми морају бити поуздани и високи Ефикасни, сигурни и јефтини. Због тога, за различите примене ЛЕД осветљења, прво морате изабрати исправну електричну топологију вожње. [ГГ] куот; ОН Семицондуцтор сада може да понуди сва решења за ЛЕД осветљење у опсегу снаге од 1В до 500В.
У циљу брзог промовисања преузимања тржишта решења за ЛЕД расвету, Национална полупроводничка корпорација (НСЦ) недавно је имала за циљ врло велико тржиште директне замене сијалица са жарном нити, односно директну замену сијалица са жарном нити у постојећим домовима или на другим тржиштима примене. ЛЕД лампе, и лансирани Директни управљачки чип ЛЕД управљачки програм ЛМ3445 за ово тржиште је развијен за ово тржиште.
Међутим, менаџер маркетинга производа НСЦ Асиа Пацифиц Повер Манагемент Ву Зхимин рекао је: [ГГ] куот; Сијалице са жарном нити су доступне већ дуги низ година. Дуги низ година непромењених техничких стандарда, наши системи кућног осветљења следе много година непромењених техничких стандарда. Ситуација се не може променити преко ноћи. На пример, због проблема као што су расипање топлоте и углови осветљења, оригиналне утичнице или уређаји у старом стилу нису погодни за уградњу ЛЕД сијалица. Међутим, поред техничких проблема, исплативост такође онемогућава ЛЕД светла Највећи разлог популарности. Сијалице са волфрамовим влакнима и неонске цеви износе око 0,6-0,7 УСД/Клм, али тренутна цена ЛЕД сијалица је и даље висока чак 40-50 УСД/Клм. [ГГ] куот;
Као што је горе споменуто, будући да ЛЕД лампа мора бити могуће инсталирати у оригиналну стару утичницу, одвођење топлоте је велики проблем који се мора превазићи. Али строго говорећи, ово се може решити технологијом машинства. Одговорност произвођача ЛЕД система је да напорно раде на развоју нових технологија како би се повећала светлина ЛЕД диода (то јест, количина лумена произведена по јединици снаге). В Зхимин је самоуверено рекао: [ГГ] куот; Можемо обезбедити најефикаснији ЛЕД драјвер како бисмо осигурали да се расипање топлоте читавог система осветљења сведе на минимум. [ГГ] куот;
Релативно високи трошкови ЛЕД диода главна су препрека коју тржиште ЛЕД расвјете још увијек тешко узима у великој мјери. На пример, Алекандер Соммер, директор маркетинга производа пословне јединице за управљање напајањем компаније Инфинеон Тецхнологиес Цо., Лтд. рекао је: „Већина типичних ЛЕД осветљења са мање од 25 В су сигналне лампе, светлосне лампе и алтернативне стандардне сијалице са жарном нити и халогене сијалице. У поређењу са технологијом флуоресцентних сијалица и сијалица, почетни трошкови ЛЕД -а су и даље велика препрека за улазак на масовно тржиште. [ГГ] куот;
Инжењер дизајна производа и дизајна Цитецх -а Ксу Руибао такође се слаже да је главни изазов комерцијализације цена. Рекао је: [ГГ] куот; Тренутно су ЛЕД системи осветљења различитих снага електрично достижни. Технички изазов долази од захтева терминалних апликација, као што су примене у аутомобилима, које морају узети у обзир оптички дизајн и целокупни дизајн расипања топлоте. Комерцијално постављање Изазов углавном долази од цене ЛЕД диода. [ГГ] куот;
Разматрање расипања топлоте у дизајну ЛЕД расвете
Системи ЛЕД осветљења испод 25 В генерално су дизајнирани за апликације као што су стоне лампе за читање, светла у ходницима, рефлектори у дневним собама, кућна светла за трпезарију, ноћна светла итд. Купци се генерално надају да су такве апликације дизајниране што је могуће мање, тако да ПЦБ може бити постављен Простор за дизајн је релативно мали, па температура у амбалажном простору може бити веома висока ако се користи дуже време. Пошто је мало вероватно да ће дизајнер уградити вентилатор за хлађење, његов дизајн хлађења постаје веома критичан и важан.
[ГГ] "Већина апликација ЛЕД осветљења мале снаге мање од 25 В захтева одређени степен минијатуризације. Ово често доводи до веће густине снаге, иако потрошња енергије није велика. Одговарајуће мере управљања расипањем топлоте морају се обезбедити побољшаним механичким структурама. Осим тога, висока електрична ефикасност помаже у смањењу потрошње енергије. ” АлекандерСоммер је истакао: „Ако требате додатно смањити топлински отпор, то се може учинити електричном изолацијом, јер се тиме може постићи највећа ефикасност пријеноса топлине. Ове методе такође омогућавају оптимизовани излаз лумена. [ГГ] куот;
Други начин да спречите дуготрајно прегревање ЛЕД диоде је употреба решења за пригушивање. Менаџер маркетинга високонапонских ИЦ производа компаније Фаирцхилд Семицондуцтор СангЦхеолХер рекао је: „У поређењу са флуоресцентним сијалицама и сијалицама, употреба решења за пригушивање важан је начин за смањење потрошње енергије ЛЕД диода. Ово решење се реализује помоћу регулатора затамњивања. Посебно за мање од 25 В Због мале величине ПЦБ -а и ограниченог простора за паковање, проблем расипања топлоте је неизбежан за решење ЛЕД драјвера компаније, па је ово решење још важније. [ГГ] куот;
У ствари, у овом опсегу снага ЛЕД осветљење ће заменити халогене сијалице и компактне флуоресцентне сијалице (ЦФЛ). Осим тога, како би се ријешили проблема с расипањем топлине, напредна технологија мора уклонити пасивне компоненте као што су електролитички кондензатори осјетљиви на промјене температуре. Међутим, већина тренутних ЛЕД управљачких решења изведена је из топологије напајања и на основу тога, па би требало узети у обзир температурни опсег, јер су општи производи обично засновани на комерцијалним стандардима, али морају бити у стању да се прилагоде суровим индустријама, као што је као индустрије.
Архитектонски избор шеме ЛЕД расвете
Избор архитектуре система решења за ЛЕД осветљење зависи од тога да ли је ваш дизајнерски циљ ниска цена, висока ефикасност или минимална површина ПЦБ -а. Уопштено говорећи, ЛЕД системи осветљења мањи од 25 В не захтевају корекцију снаге, па се може усвојити једноставнија топологија као што је ПСР или Буцк. 25В-100В ЛЕД осветљење захтева корекцију снаге, па се опћенито користе једностепени ПФЦ, квази-резонантни (КР) ПВМ или повратна топологија. Апликације ЛЕД осветљења изнад 100 В генерално користе ефикаснију ЛЛЦ топологију и двостепени ПФЦ.
[ГГ] куот; Решења за ЛЕД осветљење снаге испод 25 В могу користити ПСР или Буцк топологију, јер је овај распон снаге углавном за мале дизајне, наглашавајући једноставност дизајна. Решење средње снаге (25В-100В) погодно је за једностепене ПФЦ, квази-резонантне (КР) ПВМ, повратну топологију. [ГГ] куот; СангЦхеолХер је рекао, [ГГ] "Решења велике снаге (већа од 100 В) погодна су за ЛЛЦ, КРПВМ, флибацк топологију. Са аспекта ефикасности, ЛЛЦ и КР перформансе су боље; и ПСР шема не захтева секундарну повратну информацију, једноставног је дизајна и има мању величину од других шема. [ГГ] куот;
Зхенг Киан је такође рекао: „ЛЕД лампе мање од 25 В углавном се користе за унутрашње осветљење и углавном користе јефтину топологију повратног лета. ОН Семицондуцтор-ова монолитна интегрисана кола за конверзију НЦП1015 и НЦП1027 интегришу уграђене високонапонске МОСФЕТ-ове и ПВМ контролере. Може ефикасно смањити површину ПЦБ -а и јачину лампе и обезбедити максималну излазну снагу од 25В (улаз 230ВАЦ). [ГГ] куот;
[ГГ] куот; За неизоловане ЛЕД расвете са мање од 25В, ако је однос конверзије улаза и излаза низак, онда једноставан степени претварач може бити јефтин и мали избор. У изолованој топологији где је ефикасност важна, користите квази-резонантну топологију повратног летења уређаја Линг ЦоолСЕТИЦЕ2КС серије добар је избор. [ГГ] куот; Рекао је АлекандерСоммер. Инфинеон је први добављач који је обезбедио дигиталне квази-резонантне ИЦ контроле за контролу прелета.
Типичне апликације ЛЕД расвете у опсегу снаге 25В-100В су улична расвета (путеви у заједници) и јавна места попут паркиралишта. Ефикасност претварања енергије, исплатива реализација ПФЦ функције и висок квалитет боје сада су три најважнија техничка изазова. На пример, у апликацијама за комерцијално осветљење и улично осветљење, дужи век трајања и резултирајући нижи трошкови помажу у превазилажењу препрека уласку у веће почетне трошкове. Апликације за ЛЕД осветљење од 25В до 100В имају захтеве за фактор снаге, па је потребно повећати снагу корекције фактора снаге.
[ГГ] "Ова врста електричне енергије може усвојити традиционалну двостепену структуру, то јест активну електричну енергију са корекцијом фактора снаге (ПФЦ) у активном дисконтинуалном режиму, плус електричну енергију конверзије ДЦ-ДЦПВМ, као што је ОН Семицондуцтор [ГГ] #39; Регулатор корекције фактора снаге НЦП1607, периферна електрична енергија НЦП1607 је врло једноставна и може пружити добре перформансе. [ГГ] куот; Зхенг Киан је рекао, [ГГ] куот; За високо ефикасна, јефтина и ЛЕД решења малих запремина, вреди препоручити једностепено ПФЦ коло које може истовремено постићи фактор снаге и изоловани нисконапонски ДЦ излаз. има значајну трошковну предност, засигурно ће постати главно решење за ЛЕД осветљење средње снаге. ОН Семицондуцтор НЦП1652 пружа оптимално решење за управљање за остваривање једностепене ПФЦ снаге. [ГГ] куот;
Схензхен Схикианг Телецом користи СилицонЛабс [ГГ] #39; Ц8051Ф3 серија 8-битних МЦУ за имплементацију ПФЦ-а у софтвер. Помоћник менаџера маркетинга компаније Хуанг Сунфенг рекао је: „Развили смо потпуно дигитално решење за ЛЕД осветљење за кућне мреже (180В-260В) за унос 10В-30В ЛЕД осветљења мале снаге, које се може контролисати софтвером како би се постигла вредност ПФЦ од до 0,95. Са хардвером У поређењу са ПФЦ -ом, ово софтверско решење има већу флексибилност, прилагодљивост и могућност надоградње под претпоставком истог индекса перформанси. [ГГ] куот; ЛЕД управљачки програм МИЦ3230 који се користи у овом решењу има максималну излазну струју од 350мА и може да покреће до 12 А 1В ЛЕД који може задовољити потребе унутрашњег осветљења.
Алекандер Соммер је рекао: [ГГ] куот; За апликације ЛЕД осветљења са снагом од 25В-100В које захтевају ефикасност и перформансе у широком опсегу улаза и/или оптерећења (као што је затамњивање), користи се квази-резонантна топологија прелета са ПФЦ степеном. Обично се може постићи ефикасност до 90%. [ГГ] куот;
Примене веће од 100 В укључују магистрално друмско и брзо осветљење (где је потребно осветљење до 20К лумена или више и улазна снага 250В) и професионалне примене, као што су сценско осветљење и архитектонско осветљење. Кључна покретачка снага за употребу ЛЕД диода у апликацијама велике снаге су ниски трошкови власништва због поузданости и мале потрошње енергије. На пример, његова ефикасност система је упоредива са метал-халогенидним и натријумовим лампама ниског притиска. Поређење почетних трошкова може и даље бити препрека за улазак на ово тржиште у кратком року.
Зхенг Киан је истакао: [ГГ] куот; За ЛЕД апликације веће од 100В, користићемо традиционални активни дисконтинуални режим корекције фактора снаге и полу-мостовно резонантно ДЦ-ДЦ конверзионо коло. Покренули смо нови тип интегрисаног контролера, који интегрише активни регулатор фактора снаге у дисконтинуалном режиму и полумостовни резонантни контролер са високонапонским погоном. [ГГ] куот;
Полумостовски резонантни регулатор ради на фиксној фреквенцији укључивања и фиксном радном циклусу, а коло не захтева повратну контролу на излазној страни. Ово чини полумостовни резонантни ДЦ-ДЦ претварач да ради у најефикаснијим ЗВС и ЗЦС државама. Излазни напон једносмерне струје пратиће излаз кола за корекцију фактора снаге.
Алекандер Соммер је нагласио: „За апликације ЛЕД осветљења веће снаге изнад 100 В, ефикасност постаје важнија. Користећи ЛЛЦ резонантну топологију, може постићи ефикасност већу од 90%. Користимо нови Инфинеонов 8-пински уређај ИЦЕ1ХС01. [ГГ] куот;
Без обзира на излазну снагу система решења за ЛЕД осветљење, избор снаге ЛЕД драјвера ће у великој мери зависити од опсега улазног напона, кумулативног пада напона самог ЛЕД низа и струје потребне за погон ЛЕД. Ово је довело до многих различитих могућих топологија ЛЕД управљачких програма, као што су буцк, боост, буцк-боост и СЕПИЦ.
Тони Армстронг, директор маркетинга производа одељења за енергетске производе линеарне технологије, истакао је: „Свака топологија има своје предности и недостатке. Међу њима је стандардни степенасти претварач најједноставније и најлакше решење. -Боост претварачи су други, а СЕПИЦ претвараче је најтеже имплементирати. То је зато што користи сложене принципе магнетног дизајна и захтева од дизајнера да поседују врхунску стручност у дизајну напајања у прекидачком режиму. [ГГ] куот;
Укратко, примена терминалног производа одређује тополошку структуру ЛЕД-а, а затим разумно бира Буцк, Боост, СЕПИЦ или Буцк-Боост структуру према тополошкој структури ЛЕД-а и улазном напајању. [ГГ] куот; Уопштено говорећи, користи се више од 25В долара. Моћнији имају тенденцију да бирају структуру Боост. Што се тиче ефикасности, оба могу генерално постићи више од 85%, а ЛТ3755 може постићи до 97% ефикасности. Размотрите део вожње. Укупни трошак система треба узети у обзир када кошта БОМ. ” Ксу Руибао је рекао: „Како се конкуренција појачава, увијек ће бити нижих трошкова по рјешењима, али они можда неће бити најприкладнији. Не дизајнирамо производе према овом стандарду. Подручје ПЦБ -а углавном контролишу главне компоненте. ЛЕД светла мале снаге требало би да усвоје високо интегрисано решење што је више могуће. Решење велике снаге треба да изабере производе са високом техничком интеграцијом и једноставним спољним напајањем. Овде се расправа односи на ДЦ-ДЦ решење. [ГГ] куот;
Лианг Хоукуан је такође истакао: [ГГ] куот; Да би се постигли захтеви високе ефикасности, треба узети у обзир ЛЕД управљачке програме за режим пребацивања. Већина ових купаца радије бирају силазне ЛЕД управљачке програме јер је укупна ефикасност већа. Ако узмете у обзир најнижу цену спецификације, прекидачи ЛЕД претварачи нису најјефтинији. Такви купци могу покушати да користе линеарне ЛЕД управљачке програме са константном струјом. Ово може обезбедити најниже трошкове спецификације, али ефикасност можда неће бити тако висока као управљачки програми за ЛЕД режиме пребацивања. На пример, са најмање површине ПЦБ плоче С обзиром на перспективу, претварачи режима пребацивања се обично бирају јер производе мање топлоте, па ће чак и повезане компоненте бити мање. [ГГ] куот;
Аналогна, ПВМ и ТРИАЦ решења за затамњивање
Рјешења и спецификације затамњивања ЛЕД диода стално су се мијењали и до сада нису фиксирани, па сада постоје ПВМ, аналогни и тиристорски (ТРА
