V 21. století se spotřeba energie stále více stává centrem pozornosti v celé lidské společnosti. Vzhledem k základní potřebě osvětlení se stalo obrovskou hnací silou pro zkoumání nových světelných technologií, jak využívat více energie k vytváření více osvětlení. Od původního osvětlení paliva až po žárovky, od zářivky až po různé luminiscenční materiály se objevila technologie osvětlení LED. V dnešní společnosti rozšiřování požadavků na osvětlovací prostředí různých mediálních zařízení dále podporuje lidské zkoumání toho, jak používat různé diody s vysokým jasem pro osvětlení. Aplikace LED osvětlení přitahuje pozornost.
Základní princip LED a charakteristiky výkonu
Nejprve se seznámíme se základními principy a výkonovými charakteristikami LED. Základní strukturou LED je elektroluminiscenční polovodičový materiál umístěný na olověném poli a následně utěsněn epoxidovou pryskyřicí, která chrání vnitřní jádro. Proto LED má dobrý seizmický výkon. Jádrová část světelné diody je deska složená z polovodičového typu p a polovodičového typu typu n a přechodová vrstva mezi polovodičovým p-typem a polovodičovým typem typu n je označována jako PN spojka. V některých PN spojkách polovodičových materiálů se vstřikované menšinové nosiče rekombinují s většinou nosičů, aby uvolňovaly přebytečnou energii ve formě světla, čímž přímo přeměňují elektrickou energii na světelnou energii. PN křižovatka přidává zpětné napětí a menšinové nosiče se obtížně vstřikují, takže nevydávají světlo. Když je v předním pracovním stavu (tj. Dopředné napětí je aplikováno na obou koncích), když proud proudí z anody LED na katodu, polovodičový krystal vydává světlo různých barev od ultrafialového až po infračervený a intenzita světla souvisí s proudem.
LED zdroje světla mají následující vlastnosti:
1. Napětí: Provozní napětí LED pro vedení je nízké, může být poháněno nízkonapěťovým napájením, napájecí napětí se liší v závislosti na konečném produktu, je poměrně bezpečné osvětlovací zařízení, vhodné zejména pro veřejné prostory.
2. Účinnost: V případě stejného osvětlení se spotřeba energie sníží o 80% ve srovnání s žárovkou se stejným světelným efektem.
3. Použitelnost: Jednotka LED čipu je čtvercová 3-5mm, takže může být připravena do různých tvarů a je vhodná pro variabilní prostředí.
4. Stabilita: obvykle 100 000 hodin, lehký úpadek je počáteční 50%.
5. Doba odezvy: Doba odezvy žárovky je milisekunda a doba odezvy LED lampy je nanosekundy.
6. Znečištění životního prostředí: žádná škodlivá kovová rtuť.
7. Barva: Barva LED a efektivita světla se vztahují k materiálům a procesům pro výrobu LED diod. V současné době existují tři základní barvy červené, zelené a modré.
8. Cena: V porovnání s žárovkami je cena LED vyšší. Cena několika LED může být srovnatelná s cenou žárovky. S pokrokem v technologii se však poměr ceny a výkonu může postupně zlepšovat.
Řešení LED disku
Od vývoje LED diod LED získala velkou pozornost. Ovladače LED a způsoby pohonu jsou neustále aktualizovány tak, aby LED diody účinněji osvětlovaly lidské osvětlení. Z časného DC / DC spínaného napájecího zdroje k nabíjecímu čerpadlu, stejně jako nízkopříkonovému pohonu a LDO za cenu si lidé vybírají různé pohonné řady v různých aplikacích, což je hot spot na trhu. Podsvícení displeje přenosných produktů je aplikace podsvícení LED. Hlavní trh, následující bude pro displej podsvícení přenosných produktů, uvádí několik běžných řešení ovladačů LED.
1. Spínací napájecí zdroj Step-UP DC / DC realizuje řízení LED
Hlavní rysy programu jsou: nízké vstupní napětí, dokonce až 0,7 V (jednobuněčná suchá baterie). Z pohledu technologického rozvoje se pohon sériových typů objevuje dřívěji, technologie je vyspělejší a účinnost je vyšší. Typický aplikační obvod je znázorněn na obrázku 1.
Obrázek 1: Typická aplikační linka pro spínaný napájecí zdroj DC / DC Step-UP.
Pro tento aplikační režim čip čipu převezme převážně režim zpětné vazby a proud LED je určen podle VFB / Rb. Napájecí napětí DC / DC VFB je obecně kolem 1,2V, což omezuje další zlepšení efektivní účinnosti, samo o sobě DC / Účinnost DC je asi 80%. V této aplikaci se skutečná účinnost snižuje. S vylepšením technologie může snížení napětí VFB o 0,1 V zvýšit efektivní účinnost na více než 85%, zejména při jízdě. 2-3 světla ve stavu aplikace. Výhody a nevýhody tohoto programu jsou následující:
Výhody: zralá technologie, poměrně nízká cena, vysoká rovnoměrnost jasu a vysoký bezpečnostní faktor díky některým novým technologickým inovacím, jako je funkce přepěťové ochrany zobrazená na obrázku 1 nebo kombinace zpětné vazby napětí a proudu. Zvláště pro podsvícení s velkými displeji. Vzhledem k tomu, že pro dosažení podsvícení obrazovky je zapotřebí více LED, je vyrovnanost jasu a stejnoměrnost výzvy, které je třeba čelit.
Nevýhody: Použití vlastní indukčnosti omezuje velikost a výšku linky a přináší problémy, které inženýři nejsou ochotni čelit - zpracování EMI, zejména v blízkosti části RF, vyžaduje speciální zpracování pro rušení, jinak to povede Příjem signálu RF. Citlivost se snižuje a interference zvukové části, jako je například audio výstupní proud, narušuje zvuk. Kromě toho, v případě, že LED dioda selže, celý řetězec diod LED selže, což je výsledek, který lidé nechtějí vidět.
2. Režim pohonu kapacitního náboje
Jedná se o relativně nový způsob řízení. Jednoduše řečeno, kapacitní nábojové čerpadlo využívá spínací pole a oscilátor, logiku a srovnávací řadič pro dosažení napětí a kondenzátorů pro ukládání energie. Díky vysokofrekvenčnímu provozu lze použít malé keramické kondenzátory (1 μF), které minimalizují prostor a náklady. Nabíjecí čerpadlo má dva režimy provozu, režim konstantního napětí a režim konstantního proudu.
1) nabíjecí čerpadlo s konstantním napětím. Shengbang Microelectronics SGM3110 je nabíjecí čerpadlo s režimem konstantního napětí. Vzhledem k provozním charakteristikám nabíjecího čerpadla s konstantním napětím má vysoká spínací frekvence a velký špičkový přechodový proud. Inženýři proto potřebují zvláštní pozornost v uspořádání desek plošných spojů. Je nutné, aby byl periferní kondenzátor co nejblíže k samotnému zařízení. Periferní vedení by mělo být co nejkratší. Periferní PCB by měla být co možná největší. Obvodový kondenzátor by měl být přímo připojen ke kostře SGM3110. Pokud je kabeláž omezena, může projít velkým PCB přes. A vícenásobné průchody pro dobré uzemnění.
Metoda výpočtu účinnosti: η = Iout * Vout / Iin * Vin
Jelikož samotné zařízení má přepínací ztráty a únik kondenzátoru, skutečná účinnost je nižší než tato hodnota, která se vztahuje k výrobní technologii. Výhodou použití tohoto režimu řízení LED je, že může zjednodušit periferní vedení a snížit výrobní náklady. Zejména v případě malých rozměrů jsou jako podsvícení obrazovky používány 1 až 2 LED diody; nebo použité jako flash disky pro dosažení 250mA proudového výstupu ve 100mS; nebo jednoduché DC / DC 5V zvyšují zjednodušenou verzi namísto indukčního DC / DC boostu, což snižuje náklady a EMI problémy s produktem. Nevýhoda spočívá v tom, že existuje pouze jednoduchý režim s dvojitým zesílením, účinnost je nižší, účinnost je většinou nižší než 70%, skutečná efektivita využití je nižší a značná část je spotřebována v aktuálním omezujícím rezistoru. Při ovládání více LED diod je konzistence podsvícení zcela závislá na přesnosti LED a omezujících odporových proudů.
2) čerpadlo nabíjecího režimu s konstantním proudem. Aby se zvýšila efektivita jízdy LED, společnost Shengbang Microelectronics představila v druhém čtvrtletí roku 2008 nabíjecí čerpadlo SGM3123 s konstantním proudovým režimem s podporou 1X, 1,5X a 2X. Pro čerpadlo s nábojem s konstantním proudem je prostřednictvím interního logického řízení slouží k dosažení současného sdílení pro každou LED tak, aby byla jas LED diod zůstává stejná a současně se co nejvíce zlepšila účinnost jízdy LED.
V této aplikaci je konzistence jasu LED udržována současnou technologií řízení zrcadel, LED proudová chyba každého kanálu nepřesahuje 2% a režim zvýšení rychlosti 1X, 1,5X činí efektivitu řízení LED vyváženého a LED dioda je velká. V některých pracovních hodinách lze zaručit účinnost jízdy nad 80%. Typické aplikační linie jsou znázorněny na obrázku 2.
Obrázek 2: Typická aplikační linka pro nabíjecí čerpadlo SGM3123 s konstantním proudem.
Použijte různé hodnoty odporu pro nastavení výstupního proudu LED: ILED = Zisk * Sloupec VI / RI. Různí výrobci mají různé koeficienty zisku. Současně s inovacemi technologie nabíjecích čerpadel lidé zjistili, že využívají LED k řízení řady výhod oproti DC / DC, snižují náklady, snižují velikost desky řidiče a zabraňují rušení EMI.
3. Pro dosažení nákladů a výkonu je k dispozici řada dalších způsobů řízení, jako jsou LED ovladače na nízké straně. Ve srovnání s nabíjecím čerpadlem režimu konstantního proudu chybí pouze zvýšení nabíjecího čerpadla a část pro zpracování proudu konstantního proudu je stejná. Poměr poměru nákladů k současnému režimu je poměrně nízký. Nevýhodou je, že čisté lineární zpracování, když napětí baterie klesne na minimum, například 3,6V, v případě náhlého velkého zatížení: telefon je připojen k telefonování nebo pořízení snímku, přehrávání hudby ve formátu MP3, přehrávání MP4 video, způsobí kolísání napětí, napětí poklesne o 0,1 ~ 0,2V, napětí systému se sníží na 3.
