LED-belysningsapplikationer starter med tre grundlæggende indgangseffektniveauer: Lav eller lig med 20W strøm, mellemstrøm mellem 20W og 50W og strømforbrug på mere end 50W: se Figur 1. Husk, at applikationer i virkeligheden ikke passer perfekt til disse tre slags metoder, men når man overvejer ledede driverløsninger, er disse tre effektniveauer konsistente. LED applikationer fokuserer på høj lysstyrket LED design.
Temaet for dette papir er ≤20w lav effekt applikationer, især udskiftning eller ændring af pære lamper-erstatning eksisterende lamper og belysningsarmaturer. Dette omfatter også nye strukturelle belysningsarmaturer.
Udviklingen af LED-belysning med lav effekt
2010 LED-salget med høj lysstyrke i 2010 anslået til 890 millioner dollars, anslået fra 2010 til 2015, den gennemsnitlige årlige vækstrate (CAGR) er 39%, synligt markedspotentiale. Men for LED-drev er hovedtrenden drevrelaterede forbedringer, omkostningsreduktioner og langt arbejdsliv. Effekten er forholdet mellem lumen og watt.
"Doe SSL (American Electronic Products World) http: // www. Eepw. Com. Cn / article / 133636. Htm kilde Solid State-belysning) plan" Potentialet for lysstyrker med høj lysstyrke forventes at overstige de traditionelle teknologier i dag og i fortiden; Figur 2 og 3 viser den stigende tendens af effektivitet. I definitionen af effekt er indgangseffekten placeret i nævneren, indgangseffekten og effektiviteten af forbrugsenergi til LED-lampestrengen er relateret til LED-driverløsningen. I den fulde rækkevidde af LED-belastning og belastningsmuligheder er en enkelt drevtopologi ikke det bedste valg, men du kan overveje en minimal topologi til at opfylde alle kravene til LED-driverens udvikling.
Valg af den mest effektive halvleder kan bruges som grundlag for valg af topologi, men prisen på drevet er også begrænset. DOE SSL-programmet estimerer den aktuelle pris som vist i figur 4, og driver $-nummeret af den samlede fremstillingsomkostning.
Dette er det samlede omkostningsmål, som slutbrugerne ser, og vedtagelsen af LED-belysningsløsninger er blevet den mest almindelige hindring for forbedring af ydeevnen. De krav til omkostningsmål, som Energiministeriet fremlagde på Solid State Lighting Market Presentation Workshop, fremgår af figur 5, hvor omkostningerne falder med næsten 50% pr. 4 år. LED-drev topologi udvælgelse tilbyder også den bedste pris løsning.
Arbejdslivet er også relateret til pålideligheden af strømforsyningen. Pålideligheden påvirkes af antallet af komponenter i LED-drevet, typen af komponenter, temperaturen eller strømforbruget. Brug antal komponentmetoder til at beregne LED-drevets pålidelighed og for at bestemme antallet af komponenter, der skal reduceres i henhold til målet. Pålideligheden påvirkes også af arbejdstemperaturen, så termisk design er også vigtigt, og det er også vigtigt at reducere strømforbruget i forbindelse med LED-driverkomponenterne og topologikontrolmetoderne. Udviklingen er at eliminere elektrolytkondensatorer samt andre komponenter som optiske isolatorer og integrere funktioner i siliciumstyringsanordninger.
Low power LED driver Design Challenge
LED driver design i dag står overfor følgende udfordringer; de nævnte varer bliver designbegrænsninger, som designerne skal balancere i rækkefølge af forskellige virksomheder.
forkorte udviklingscyklusen
Reducere omkostninger;
Design kompleksitet;
Leder efter magtopologier, der kan tilfredsstille indgangs- og udgangspændingsstrømsparametre, termisk design, sikkerhedsregler og beskyttelseskrav;
effektivitet og effektivitet
For at opfylde globale lovkrav er det også i LED-drevet for at reducere strømforbrug, brugen af strømfaktorkorrektion (PFC) og lav THD (total harmonisk forvrængning);
Driftsikkerhed og levetid;
Konstant strømudgangstolerance;
Dæmpnings- og dæmpningsområde (kravene til faseskærmet lysdæmper, dæmpningshastighed, indgangsstrømgrænse, dæmpningskredsløb, spændingsregulator osv.);
Ingen flimmer;
Begrænset printkort (PCB) plads eller volumen (højde) begrænsninger;
beskyttelsesfunktion-OVP, OCP, OTP, kortslutningsled, åben kredsløb ledet;
Arbejdstemperatur;
Flere leverandører komplicerer forsyningskæden.
Analyse af lav effekt LED applikation
Nedenfor ses en gennemgang af lav effekt LED belysning, struktur, funktion, design udfordringer og applikationstendenser.
MR11 / 16 LED Lys
MR11 / 16-lampen er en typisk halogenlampe, den almindelige type nominelle effekt er 20W, 35W og 50W.
Systemstruktur
Typiske designs af eksisterende halogenlamper er vist i figur 6
Indgangsspændingen kan være DC 12V eller 24V eller direkte tilsluttet 120V eller 230V vekselstrømsadapteren. Spændingen på 12V eller 24V kan komme fra en simpel transformator, der bruger vekselstrøms spænding og udgange af / 24v AC, når lampeholderne indlæses. LED-substitutionsprodukter skal styres som en konstant strømkilde. En 4W LED Mr Lamp svarer til en 20W halogen lampe. Nogle modeller har dæmpningsegenskaber, og udviklingen er, at udbuddet af sådanne produkter stiger.
Kør designudfordringer
Den største udfordring i MR11 / 16-designet er manglen på standarder, herunder lampe- og pæreform, effektfaktor og totale harmoniske forvrængningskrav (ENERGY STAR LED-lamper ≥ 0,9, for "5w af en lampe, ≥ 0,7) og lavt system effektivitet. " I betragtning af at størrelsen af figur 7 lampen skal indeholde et drev, er det lille fodtryk af LED-driveren velkommen.
Der er to typer printkort (PCB) dimensioner, en slags som vist i Figur 8, er rund, ved hjælp af bagsiden af LED-modulet. Den cirkulære diameter skal være mindre end 30 mm, og den højere komponent er inden for 5 mm rækkevidden af midterstikket.
En anden slags PCB bord i form af figuren størrelse. 9, er lodret. Det skal være mindre end 30 mm x 20 mm.
Ordningen med Fairchild
Fairchild præsenterer et nyt LED drev stykke for at løse AC problem, som vist i Figur 10 FL7701. Det er en intelligent, ikke-isoleret PFC-down-ledede driverløsning. Direkte ved hjælp af AC-linje indgangsspænding er det muligt at opnå den lille størrelse af printkortet, der kan bruges til Mr Lampshade. Dette ledede drevdesign eliminerer alle elektrolytkondensatorer: typisk bruges til input, output og IC VCC spændinger. Ved kun at bruge et lille antal eksterne komponenter kan PF- og THD-kravene opfyldes, mens mere end 80% effektivitet opnås. I modsætning til step-up-designet har træk-down-topologien også fordelene ved kontinuerlige udgangsstrømme (reducerede rippelstrømme), fordi induktansen og udgangen i serie, for LED-belastningen, ser bucktopologien ud som en konstant strømkilde . Udgangsstrømmen for boost-topologien er diskontinuerlig, medmindre output kondensatoren anvendes til at filtrere rippelstrømmen.
A19, E14 / 17, E26 / 27 pærer
Nogle pære typer kaldes også som en skrueudtag (Edison socket) og stearinlys lamper. De fleste af dem er glødelamper, der bruger CFL- eller LED-substitutionsprodukter til at opfylde de fleste applikationskrav.
Systemstruktur
Dens indgangsspænding direkte fra vekselstrømsforsyningen er typen af lampeholdere: E14 / 17 (stearinlys type), A19 / e26 / 27 skrue, nominel effekt: 1 ~ 5w til stearinlys lamper, 4 ~ 17w til glødelamper. De overordnede dimensioner er vist i figur 11.
Design udfordringer
Udfordringen for LED-driverens design til stearinlyslamper er den lille PCB-plads, som er mindre end Mr Lamp-rum og arbejder på AC-indgangsspænding. Brugen af LED-driver design til at erstatte glødelampen, dens PCB plads end lys lys lys eller Mr Lights, effekten er også større, det faktiske resultat er PCB rummet er stadig begrænset, ligner den lys-lignende lampe. Til skruelampens design er pf og THD næsten obligatoriske. Der er yderligere dæmpningsfunktioner.
For lampeholderens side er parabolsk form af E26 / 27-lampen af PCB-størrelse, lampeside for MM, i LED-modulets side mm, længden på 70 mm, se figur 12.
Kravseffektivitet er større end 75%. Et par korte noter om designet af en kompatibel lysdæmper omfatter kompatibilitet med en række holdestrømme, lineære i en bred vifte af lys og ingen flimmer.
Fairchild Solutions
Den primære regulator controller til Fairchild er vist i tabel 1. Når der arbejdes i konstant strømjusteringstilstand, estimeres udgangsstrømmen ved at bruge topdræningsstrømmen Ipeak og induktorstrømudladningstiden TDI'er, fordi udgangsstrømmen er den samme som diode nuværende gennemsnit i steady state. Ved anvendelse af Fairchild-teknologien, kan den konstante strømudgang styres nøjagtigt.
PAR16, 20, 30, 38 lyssystemstruktur
Disse lamper er AC-indgang, den nominelle effekt er mellem 4w ~ 20w, Lampholderne er E26 / 27 eller 2-pin GU10, som vist i Figur 13.
Med en større lampestørrelse er der stort rum til at rumme LED-drevopløsningen, og PF og low THD er stadig obligatoriske krav.
Design udfordringer
Den højere effekt af disse LED-lamper vil medføre højere VDS, peak (spikes) gennem MOSFET, og kræver derfor en BVDSS MOSFET med højere ratings. For højspændingsspidser skal BVDSS ratings sænkes på grund af høj indgangsstrøm. Figur 14 viser spændingsspidsen som et resumé af VDS, peak = Vin + nvo + vos, hvor nvo er refleksions udgangsspænding, også kendt som Vro.
Buffere bruges typisk til at begrænse Vos peak spændinger, men buffere bruger energi, hvilket reducerer effektiviteten af LED-drev:
Fairchild Solutions
Fairchild-løsningen er vist i tabel 2, hvor sammenligningen mellem enkelt-trin og 2-niveau metoder er vist i tabel 3.
Bedst sælgende produkter: LED-lysdioder med LED-lysdiode , LED-farvedæmpning CCT-panellampe med 40W ved CV 24V- lysopløsning , LED CCT 2800-6500K Temperaturændring og lysdiodepanellys med 40W, 48W, 60W ved CC-lysopløsning , hvid aluminiumsprofil LED-mikrobølgeovn Motion Sensor Paneler 18W / 6W / 40W / 48W Light Med TUV CE & RoHs , LED Panel Light Med Dagslys Sensor Funktion Med Hvid Profil 18W / 36W / 40W / 48W / 60W TUV CE , 600x600 2'x2 '40W UL LED Panel Light
