Sovellusratkaisut erittäin kirkkaisiin LED-valaisimista
Perinteiseen halogeeniseen pienjännitevalaistukseen verrattuna korkean kirkkauden LED-valojen käyttäminen sisätilojen koristevaloina, maisemavalaistuksena ja katuvalaistuksena on monia etuja. Korkean kirkkauden LED-valot voivat lisätä kirkkautta ja vähentää virrankulutusta, ja niiden ominaisuudet ovat energiansäästö, ympäristönsuojelu ja alhaiset käyttökustannukset. Esimerkiksi Creen XLampXR-ELED tarvitsee vain 1W tehoa tuottaakseen 100 lumenia kirkkautta, ja vain alle 80 XR-ELEDiä voi täyttää yleisen katuvalaistuksen vaatimukset. Lisäksi, koska XLampLED-valoilla on suhteellisen pitkä käyttöikä, LED-valot eivät vaadi kallista polttimon vaihtoa, mikä voi vähentää katuvalaistuslaitteiden kokonaiskustannuksia. Tärkein asia korkean kirkkauden LED-valaistuksen suunnittelussa on lämmönhävikintä. Yleisten valaistussovellusten on laitettava useita tai suuri määrä LED-valoja moduuliin vaaditun kirkkauden saavuttamiseksi. Useiden LED-levyjen pitoisuus rajoitetussa tilassa aiheuttaa lämmönhävikintävaikeuksia. Valitsemalla laadukkaita ratkaisuja ja suorittamalla järkevän elektronisen suunnittelun ja lämmönhallinnan lämmönhävittämisongelma voidaan ratkaista.
Tässä artikkelissa keskitytään MCU: iden, LED-ohjainten ja komponenttien soveltamiseen korkean kirkkauden LED-valaistukseen. MCU voi tarjota älykkään hallinnan LED-valaistuksen himmennykseen, poistaa matalataajuisen välkynnän ja ylläpitää vakiovirtaa. Yleisesti ottaen LED-ominaisuuksilla on epäliimaiset V-I-ominaisuudet, ja virtatoimintoa tarvitaan, jotta virrankulutus ei ylitä enimmäisbudjettia. Siksi vakaa virtalähde on ihanteellisin virtalähde LED-autojen ajamiseen. Freescalen 8-bittisen mikrokontrollerin MC9RS08KA2 suunnitteleman LED-stabiilin vakiovirtalähderatkaisun (kuten kuvassa a) perusteella pieni LED-valonlähde, jossa on valo ja tumma ohjaus, voidaan toteuttaa erilaisilla virta-asetuksilla. Koko järjestelmän toteutuminen on hyvin yksinkertaista, ja sen pääominaisuuksia ovat: korkean luminanssin LED-ohjain, jossa on 350 mA:n nykyinen käyttöominaisuus; säätää virtalähteen jännitettä säätämällä taalanmuunninta vastaamaan eri LED-merkkien etujännitevaatimuksia; jopa 80 prosentin hyötysuhde; Luo sisäisesti PWM-kytkentätaajuus; toteuttaa ledin takaisinkytkennän hallinta nykyisen vastustimen kautta; yhden painikkeen valo ja tumma ohjaus. Buck-muunnin voi ajaa korkean kirkkauden LED-ohjainta 3 Ni-NH-akun ja 1 litiumioniakun kautta, ja se voi tuottaa 3 ~ 4V lähtöjännitteen ja maksimilähtövirran 1A.
Suurin osa step-down-muuntimeen perustuvasta LED-aseman tehosta tarvitsee vain 3 ~ 6 ulkoista komponenttia, ja virta on hyvin yksinkertainen. Keskijännitteiset LED-ajurit ovat joustavia syöttöjännitteitä ja lähtöjännitteitä. Erittäin suuren lähtövirran vuoksi nämä ohjaimet voivat ajaa useammalla kuin yhdellä korkean kirkkauden LED-merkkijonolla tai -taulukossa. Suurjännitteinen LED-ohjain voidaan liittää suoraan tavalliseen offline-tuloon (85 ~265V), joka voi tarjota erittäin korkean virran ja jännitteen. Useimmissa suurjännitteisiin LED-ohjaimista perustuvissa malleja käytetään eristämättömiä liitäntöjä, jotka ovat tehokkaampia kuin yksittäiset mallit. International Rectifier Companyn (IR) IRS2540 ja IRS2541 ovat suurjännitteisiä ja korkeataajuisia step-down-säädinohjaus-IC:t, jotka soveltuvat erityisen hyvin AC/DC:n offline-sovelluksiin, jotka vaativat useita LED-piirejä tai DC/DC-värien sekoitusominaisuuksia. IRS2540:n ja IRS2541:n nimellisjännite on 200V tai 600V. Ne käyttävät sisällä olevan jatkuvan tilan viivetyypin hysterees buck -säädintä ja käyttävät tarkkaa lastukaistan aukon viitearvoa keskimääräisen kuormitusvirtavirheen hallintaan 5%: n sisällä. Ulkoinen huippuluokan käynnistysvirta ohjaa alastiheitä komponentteja jopa 500kHz:n taajuuksilla.
Tyypillinen IRS2540:n sovelluskaavio. Kun LED-lamppu kytketään väärin tai sitä käytetään väärin, se aiheuttaa suuren ylikuormitusvirran ja oikosulun. Kriittisen sähkön eristäminen voi välttää kalliiden komponenttien vaurioitumisen. Ihmiset käyttävät usein PPTC-laitteita sähkön tuottamiseen suurella inrush-virrana käynnistyksen yhteydessä. Sähkösuunnittelussa, jota ei tarvitse palauttaa tai jossa vika tapahtuu vain järjestelmän vikaantuessa, sulake on sopiva. Tyco Electronicsin nanoSMD- ja nanoSMD-sarjat PolySwitch-talteenotettavat laitteet voivat estää liiallisen virran aiheuttamat vauriot. Käynnistysvirta ei vaikuta niihin, työvirta vaihtelee välillä 0,005 - 2,6A, niiden toimintanopeus on erittäin nopea ja asennusvastus sähkölevyllä on hyvin pieni.
