Вибір правильного джерела живлення Світлодіодне джерело живлення з правильним діапазоном робочої напруги може спочатку здатися простим завданням, але з цієї статті ми побачимо, що це далеко не просто.

Перш за все, ви повинні знати, з одного боку, що напруга розмикання світлодіодів відрізняється від мікросхеми до мікросхеми, а з іншого боку, що напруга відкриття залежить від температури мікросхеми. Оскільки джерело живлення має вирішальне значення для правильної роботи та експлуатаційної безпеки джерела світла, варто більш детально вивчити фактори, що впливають на напругу розмикання світлодіода. У нашій статті представлені основні аспекти зміни напруги розмикання світлодіодів та правильне визначення діапазону напруги джерел живлення.

Проектування світлодіодного джерела світла - це складна інженерна задача, що включає оптичну, теплову та електричну конструкцію. Для того, щоб задовольнити оптичні вимоги, спочатку слід визначити тип та кількість світлодіодів та їх струм приводу. З міркувань експлуатаційної безпеки та/або модульної конструкції доцільно підключати світлодіоди послідовно та паралельно. Після цього рівень робочої напруги можна оцінити, помноживши кількість послідовно підключених світлодіодів на типову напругу розмикання світлодіода.

рівень робочої напруги = напруга відкриття (V вперед) x кількість послідовно підключених світлодіодів

Наведений розрахунок дає порядок оцінки робочої напруги, яка множиться на струм приводу для отримання потреби в потужності. Однак визначена таким чином робоча напруга не є абсолютною величиною і не підходить для забезпечення належної роботи. Щоб визначити діапазон напруги живлення, враховуйте наступне:

  • Характеристика струму світлодіодної напруги (U-I)
  • стандартне відхилення виробництва
  • температурний коефіцієнт.

Світлодіодна напруга-струмова характеристика

Напруга відкриття ідеального світлодіода не змінюється зі збільшенням струму. Однак насправді напруга розмикання змінюється залежно від струму, що протікає. Тому важливо визначати напругу світлодіода на основі фактичного струму приводу, а не покладатися на стандартне значення тесту, наведене в специфікації. У наведеному нижче прикладі типова напруга відкривання світлодіода становить 3,2 В при струмі приводу 350 мА та температурі мікросхеми 85 ° C відповідно до специфікації. Якщо світлодіод рухається струмом 1А замість 350 мА, його напруга відкриття збільшиться з 3,2 В до 3,8 В. Ця різниця в 0,6 В може призвести до дуже різних робочих напруг, коли багато світлодіодів підключено послідовно. Ситуація може бути ще гіршою, якщо вихідна потужність світлодіодного джерела живлення буде високою, оскільки це може спричинити пікові струми вище 1А, що може призвести до подальшого збільшення напруги розмикання.

Напруга на відкритті (@ 350 мА, 85 ° C)

світлодіодних

Стандартне відхилення виробництва:

Напруга відкриття кожного світлодіода різна через стандартне відхилення від виробництва. Удосконалений виробничий процес може забезпечити нижчий стандартний відхил, коли напруги відкриття відповідають нормальному розподілу (рис. 3). Ступінь дисперсії через дисперсію виробництва, як правило, становить менше 10%, що можна опосередковано зробити з типових та максимальних значень, наведених у технічному паспорті. Однак важливо зазначити, що виробники, як правило, не розголошують розподіл напруги на відкритті.

Хоча абсолютні максимальні та мінімальні значення можуть відрізнятися на 10% від типового значення, чим більше послідовно підключених світлодіодів, тим більша статистична ймовірність того, що середня напруга відкриття буде близько типового значення. Однак рекомендується припуск 10% напруги. Більш високі націнки можуть мати сприятливий вплив на термін служби джерела живлення, але призведе до подальшого збільшення витрат.

Напруга відкриття світлодіодів як функція температури:

Напруга розмикання світлодіода має від’ємний температурний коефіцієнт, тобто напруга розмикання зменшується із збільшенням температури напівпровідникової мікросхеми. Оскільки світлодіод є генератором тепла, джерело світла вимагає належної теплової конструкції для досягнення майже постійної температури стружки і відповідно майже постійної напруги відкриття. Найгірший сценарій - це коли джерело світла запускається при низькій температурі. Для оцінки додаткової напруги, необхідної при низьких температурах, повинна використовуватися типова крива напруги і температури, визначена виробником. Багато виробників також пропонують програмне забезпечення для визначення розмірів, щоб визначити напругу відкривання в залежності від різних температур і приводних струмів.

Дуже суттєві зміни в робочій напрузі можуть бути зумовлені поєднанням низької температури, стандартного відхилення виробництва та різниці струмів приводу. У попередньому прикладі потреба в надмірній напрузі є лише тимчасовою, тому її не потрібно постійно підтримувати.

Для задоволення цієї потреби існують вдосконалені світлодіодні джерела живлення, які мають функцію адаптації до напруги, щоб задовольнити короткострокові потреби у вищій напрузі. автоматично зменшує вихідний струм, щоб задовольнити вищі вимоги до робочої напруги, зберігаючи повну вихідну потужність. Після включення джерела світла воно поступово нагрівається, напруга падає до норми і струм також повертається до початково запланованого значення. Світлодіодні джерела живлення MEAN WELL із функцією "адаптивна до навколишнього середовища" пропонують на 20% вищу норму напруги, ніж інші світлодіодні джерела живлення. Діапазон вихідної напруги джерела живлення MEAN WELL HLG-480H-C1400 становить 171 ÷ 343В, але він може тимчасово забезпечити вихідну напругу до 412В для включення джерел світла при надзвичайно низьких температурах (наприклад, -40 ° C).

Сімейство продуктів постійної потужності HVGC, як HLG-480H-C, може забезпечити вищу вихідну напругу при зменшенні струму.

Приклад та резюме:

Розглянемо, наприклад, джерело світла, в якому загалом 100 світлодіодів підключено послідовно в 2 паралельних ряди, тобто 50 світлодіодів на ряд. Приводний струм становить 1,05 А, а найнижча температура навколишнього середовища - 0 ° С.

Методи визначення потреби в робочій напрузі

Метод 1: Визначте вимогу до напруги за допомогою програмного забезпечення розмірів виробника світлодіодів.

Спосіб 2: Виконайте наведені нижче дії, виходячи з технічного опису світлодіодів:

Крок 1: Знайдіть значення напруги відкриття для струму приводу на кривій напруги та струму. Як показано на малюнку 2, 1.05A має 3,8 В.

Крок 2: Помножте цю напругу на кількість послідовно підключених світлодіодів.

Крок 3 Обчисліть стандартне відхилення виробництва від відношення максимальної до типової напруги.

Потім помножте значення напруги, отримане на кроці 2, на значення стандартного відхилення.

190В x 108,75% = 206,6В

Отже, напруга відкриття може бути 207 В у гіршому випадку.

Поточна пульсація джерела живлення тут не враховувалася!

Крок 4: Розглянемо температурний коефіцієнт, щоб отримати напругу відкриття, необхідну для холодного запуску.

Виходячи з рисунка 4, типова напруга відкриття становить 3,6 В при 0 ° C і 3,2 V при 85 ° C.

Припускаючи, що робоча температура джерела світла становить 85 ° C.