Analiza serij LED v primerjavi z vzporednimi gonilnimi vezji

noter LED osvetlitevIzbira pogonskega vezja neposredno določa enotnost svetlosti, stabilnost delovanja in celotno življenjsko dobo. Zaporedna in vzporedna konfiguracija sta dva najbolj temeljna pristopa k pogonu LED. Čeprav se njihova načela morda zdijo enostavna, ima vsako svoje prednosti in omejitve. Ta članek preučuje razlike med serijami LED in vzporednimiVozniška vezja s treh vidikov-načela dela, ključne značilnosti in izzivi oblikovanja-inženirjem zagotavlja jasne smernice za izbiro.

1. Konfiguracija serije LED

V serijski konfiguraciji je število LED diod omejeno z največjo izhodno napetostjo gonilnika. Na primer, če je največja napetost 40 V, je število LED, ki jih je mogoče povezati zaporedno, odvisno od napetosti naprej vsake bele LED. Običajno to omogoča zaporedno delovanje približno 10 do 13 belih LED.

Pogonski tok se običajno giblje od 10 mA do 350 mA pri neprekinjenem delovanju. Ena od ključnih prednosti te konfiguracije je, da imajo vse LED diode v serijskem nizu enak tok, kar omogoča, da se celotna veriga napaja po eni tokovni poti.

Slabosti

Kadar je prostor na tiskanem vezju omejen-zlasti pri-zmogljivih izvedbah-lahko postane gostota toka v bakrenih sledovih kritična težava. Poleg tega, če odpove ena bela LED v nizu, bodo vse LED diode ugasnile.

Če je v seriji n belih LED, je treba z vidika načrtovanja napajalno napetost povečati na n × VF. To zahteva topologijo pospeševalnega (step{1}}up) pretvornika. Z uporabo induktorja je mogoče natančno nadzorovati tokovno rampo, kar pomaga omejiti nenadzorovane prehodne tokove in zmanjša EMI. Tipična pospeševalna topologija je prikazana na sliki 1.

2. Vzporedna konfiguracija LED

V vzporedni konfiguraciji je število belih LED v danem nizu omejeno z zmogljivostjo paketa gonilnika in razpoložljivimi zatiči konektorja. Poleg tega mora biti vsaka svetleča dioda individualno-nadzorovana, da se zagotovi pravilno ujemanje toka v nizu, kar je ključnega pomena za dosledno delovanje v določenih aplikacijah.

V praksi lahko več kot 10-odstotno neujemanje toka med dvema belima LED-diodama opazno poslabša kakovost slike barvnega LCD-ja, če se LED-diode uporabljajo kot vir osvetlitve ozadja.

Druga prednost vzporedne konfiguracije je, da lahko izkoristi tehnologijo polnilne črpalke. Z dvema keramičnima kondenzatorjema se lahko energija prenese iz baterije na niz belih LED. Blokovni diagram gonilnika LED na osnovi polnilne črpalke je prikazan na sliki 2. Z optimizirano zasnovo tokovnega-vira lahko ta tip gonilnika regulira tok LED neodvisno od variacij v prednji napetosti in vhodnem napajanju, kar zagotavlja stabilno in dosledno osvetlitev.

3. Primerjava serijskih in vzporednih pogonskih vezij LED

Za načrtovanje gonilnikov LED se običajno upoštevata dve glavni topologiji: ojačevalni pretvorniki in polnilne črpalke. Ključ do izbire med njimi je v ocenjevanju vseh pomembnih oblikovalskih dejavnikov za določeno aplikacijo.

Eden od pomembnih parametrov gonilnikov bele LED na osnovi polnilne črpalke je hrup. Ker se kondenzatorji nenehno polnijo in praznijo, polnilne črpalke ponavadi ustvarjajo velike tokovne konice, ki lahko v sistem vnesejo hrup. Za ublažitev tega učinka je potrebno visoko{2}}filtriranje vnosa.

Nasprotno pa lahko ojačevalni pretvorniki na osnovi induktorjev- ustvarjajo elektromagnetne motnje (EMI) zaradi prisotnosti induktorjev. V mnogih primerih lahko prilagoditev preklopne frekvence pomaga zmanjšati motnje, čeprav je optimalna frekvenca odvisna od pogojev delovanja pretvornika.

Zaključek

Ni absolutne »boljše« izbire med serijskimi in vzporednimi konfiguracijami-optimalna rešitev je odvisna od posebne aplikacije in zahtev glede oblikovanja.

Serijske konfiguracije se odlikujejo po trenutni doslednosti in nadzorovanju EMI, zaradi česar so zelo-primerne za srednje{1}} do-aplikacije razsvetljave, ki zahtevajo visoko enotnost. Po drugi strani pa vzporedne konfiguracije ponujajo prednosti, kot so delovanje pri nizki-napetosti, boljša odpornost na napake in kompaktna velikost, zaradi česar so primernejše za potrošniško elektroniko in prenosne naprave.

Jasno razumevanje ključnih značilnosti obeh topologij-v kombinaciji s praktičnimi inženirskimi omejitvami-načrtovalcem omogoča razvoj visoko{2}}kakovostnih izdelkov, ki dosegajo pravo ravnovesje med zmogljivostjo in stroški.