Nou în aprilie 2019

Pentru a selecta un driver LED cu un domeniu de funcționare adecvat al tensiunii (regiunea de curent constant) poate părea destul de ușor, dar acest articol va explica faptul că nu este atât de simplu. În primul rând, trebuie să ne dăm seama că tensiunile LED înainte nu sunt identice de la matriță la matriță. În al doilea rând, tensiunea LED variază atunci când temperatura joncțiunii crește sau coboară. Deoarece funcționarea corectă a șoferului este crucială pentru funcționalitatea și fiabilitatea lămpii, merită să ne uităm mai detaliat la acești factori care afectează tensiunea LED. Acest articol explică preocupările tipice ale tensiunilor directe ale LED-ului și cum se determină în mod corespunzător marja necesară pentru tensiunea driverului LED. De asemenea, sugerează căutarea unei funcții noi găsite în unele drivere noi cu LED-uri care pot funcționa cu o tensiune de ieșire crescută temporar pentru a ocoli problema tensiunii înalte LED la o temperatură extrem de scăzută.

Proiectarea unei lămpi cu LED este o lucrare de inginerie multidimensională care implică probleme de proiectare optică, termică și electrică. Pentru a atinge obiectivul cerințelor optice, se decide mai întâi tipul și cantitatea de LED-uri și curentul său de conducere. În funcție de anumite considerații de siguranță și/sau de o abordare de proiectare modularizată, anumite numere de LED-uri sunt plasate în același șir și altele în paralel. Când acești factori sunt definiți, prima estimare a tensiunii de lucru a LED-urilor poate fi făcută prin înmulțirea numărului de LED-uri într-un șir cu tensiunea tipică directă (Vforward) a acestui LED.

Vforward_total = Vforward x Num/String

Calculul de mai sus oferă o idee aproximativă despre domeniul de tensiune de funcționare și, împreună cu curentul de conducere determinat, vom cunoaște puterea necesară. Cu toate acestea, acest număr nu este o valoare absolută și nu este potrivit pentru a asigura o proiectare electrică adecvată. Pentru a face preocuparea de proiectare cu privire la tensiunea șoferului, tensiunea LED ar trebui luată în considerare prin 1) caracteristica VI, 2) Variația producției și 3) Coeficientul de temperatură. În paragraful de mai jos aceste 3 aspecte sunt explicate separat și la sfârșitul articol, un exemplu de estimare a tensiunii și pași de alegere a driverului LED sunt furnizate.

Caracteristici I/O LED

Pentru un LED ideal, tensiunea directă nu se schimbă atunci când curentul crește (Fig. 1). În realitate, tensiunea directă se schimbă odată cu curentul și este important să verificați tensiunea LED pe baza curentului real proiectat în loc să faceți referire la condițiile de testare standard ale specificațiilor.
În exemplul de mai jos, specificația arată că tensiunea tipică a LED-ului este de 3,2V. Dacă LED-ul nu este utilizat la 350mA, ci 1A, atunci în loc de 3,2V/LED, tensiunea tipică reală a LED-ului este de 3,8V/LED. Această diferență de 0,6 V ar putea duce la un rezultat foarte diferit atunci când un număr mare de LED-uri sunt puse în serie. În plus, situația se poate agrava și mai mult dacă driverul cu LED-uri are un curent ridicat de ondulare care ar duce la un curent de vârf mai mare de 1A și, astfel, tensiunea de vârf ar depăși 3,8V.

Caracteristici Unitate Minim Tipic Maxim
Tensiune înainte (@ 350mA, 85 ° C) V
3.2 3,48
tensiune
Fig 1.		 Fig. 2.

Toleranță la producția de LED-uri

Tensiunile LED către fiecare matriță au variații datorate derivei procesului. O producție matură ar trebui să ofere o toleranță mai strânsă, rezultând o distribuție normală (de exemplu, Fig. 3). Toleranța tipică a tensiunii datorată variației producției este mai mică de 10%, care poate fi derivată indirect din raportul maxim-tipic pe tensiunea tipică directă pe foaia tehnică cu LED-uri (referindu-se la coloana 4 și 5 din tabelul 1). Datele de producție, cum ar fi distribuția reală a tensiunii directe, pe de altă parte, ar trebui să fie verificate direct cu producătorul de LED-uri.
Deși maximul/minimul absolut este de +/- 10%, statistic, cu cât sunt conectate mai multe LED-uri în serie, cu atât este mai probabil ca tensiunea frontală combinată să se stabilească în jurul valorii tipice a tensiunii. Se recomandă crearea unei camere de tensiune, o marjă de 10% față de tensiunea tipică este considerată sigură. De asemenea, poate fi luată în considerare o marjă mai mare, care ar pune șoferul într-o stare mai bună de funcționare și extinde durata de viață a șoferului.

LED Vf. Vs. Temp

Tensiunea directă LED are un coeficient de temperatură negativ, ceea ce înseamnă că cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mică tensiunea înainte. Deoarece un LED este un element de autoîncălzire, cu un design termic adecvat al lămpii, temperatura de lucru continuă și tensiunea de funcționare a LED-urilor sunt în mod normal destul de stabile. Cel mai rău caz vine atunci când lampa pornește la o temperatură scăzută. Pentru a estima necesarul de tensiune suplimentară la temperatură scăzută, specificația LED-ului oferă o curbă tipică V-T în funcție de condiția standard de testare (de exemplu, 350mA). Mulți producători oferă, de asemenea, un instrument software pentru verificarea tensiunii în funcție de parametrii variabili precum temperatura de joncțiune (Tj), curentul de conducere etc.

Poate exista o diferență dramatică în tensiunea necesară datorită temperaturii scăzute și a cerinței de tensiune datorată toleranței de producție sau diferenței de curent. În primul caz, necesarul de tensiune este doar temporar și, prin urmare, camera de tensiune nu trebuie rezervată permanent. Pe piață, există unele drivere LED avansate echipate cu funcție de adaptare a tensiunii pentru a face față cerinței de tensiune pe termen scurt.

HLG-480H-C de la Mean Well, de exemplu, are o funcție „adaptabilă la mediu” care își poate reduce automat curentul de ieșire pentru a schimba cu o tensiune de ieșire mai mare, menținând în același timp puterea totală de ieșire în cadrul specificației. Pe măsură ce lampa este aprinsă și încălzită treptat, tensiunea cade înapoi la un nivel normal și apoi curentul va reveni și la valoarea inițială proiectată. Funcția de adaptare la mediu oferă o tensiune suplimentară de 20% a spațiului capului decât driverul comun LED. HLG-480H-C1400 care funcționează la 171

343V poate crește temporar la 412V pentru a asigura pornirea cu succes a lămpilor la o temperatură extrem de scăzută (de ex. -40 ° C).

Seria de putere constantă HVGC, în mod similar, permite o tensiune de ieșire mai mare atunci când curentul este diminuat. Există, de asemenea, diferite posibilități pentru alte modele. Dacă există vreo întrebare cu privire la problema pornirii LED-ului, vă rugăm să contactați MEAN WELL pentru cele mai bune sugestii.

FIG. 4 Temperatură vs. tensiunea directă

Exemplu și rezumat

Un design al lămpii folosește 100 de LED-uri ca în Fig. 2, curentul de conducere este de 1,05A. Există 2 șiruri în total, ceea ce înseamnă că fiecare șir are 50 de LED-uri. Cea mai scăzută temperatură de funcționare conform specificațiilor lămpii este de 0 ° C. Pentru a defini cerința de tensiune:

Soluția 1: Completați acești parametri în software-ul computerului și obțineți punctul de operare LED cu marjă. Consultați producătorul cu mai multe detalii.

Soluția 2: Verificați fișa tehnică LED și urmați pașii de mai jos:

    Pasul 1: Verificați curba LED V-I, găsiți tensiunea pe curbă în funcție de curentul destinat.

Conform Fig. 2 LED-uri tensiune tipică înainte la 1.05A este 3.8V

Pasul 2: Înmulțiți această tensiune cu numărul de LED-uri dintr-un șir.

3,8 (V) x 50 (buc) = 190 V

Pasul 3: Luarea în considerare a toleranței de producție utilizând raportul dintre tensiunea maximă și cea de tip.

3,48 (V)/3,2 (V) = 108,75%
190 (V) x 108,75% = 206,6 (V)

Rezumat scurt:
Tensiunea totală înainte de LED tipică este 190V
LED-ul tensiune totală înainte 207V *
(* valul curent de la driver nu este luat în considerare aici.)

Pasul 4: Luând în considerare coeficientul de temperatură pentru a evalua cel mai rău caz tensiunea de pornire.

Din Fig. 4, tip. tensiunea la 0 ° C este de 3,6V, la 85 ° C este de 3,2V.
Să presupunem că lampa LED funcționează de obicei la Tj 85 ° C
3,6 (V, Tj = 0)/3,2 (V, Tj = 85) = 1,125 mai mic decât 1,2
La început rece
Tensiunea totală înainte de LED tipică este 190V x 1,2 = 228 V.
Tensiunea totală înainte a LED-ului cel mai rău caz este de 207V x 1,2 = 248,4 V

Model sugerat: HLG-480H-C2100, motiv ca mai jos

Lampa LED are nevoie de 190V și 2.1A (399W) tipice, în cel mai rău caz 207V (435W). Aceasta se încadrează în ratingul HLG-480C. Mai mult, HLG-480H are o ondulație de curent foarte redusă, astfel influența ondulației asupra modificării tensiunii LED poate fi ignorată. La temperatură rece, tensiunea necesară ar putea fi temporară peste 249V, ceea ce nu se află în regiunea de curent constantă normală, cu toate acestea, această situație se va întâmpla rar și poate fi acoperită de funcția de adaptare a mediului HLG-480H-C2100 care suportă maxim 275V cu curentul redus.