في القرن الواحد والعشرين ، أصبح استهلاك الطاقة بشكل متزايد محط اهتمام المجتمع البشري بأكمله. نظرًا للطلب الأساسي على الإضاءة ، أصبح استخدام المزيد من الطاقة لتوليد المزيد من الإضاءة قوة دافعة ضخمة لاستكشاف تقنيات الإضاءة الجديدة. من إضاءة الوقود الأصلية إلى المصابيح المتوهجة ، من مصابيح الفلورسنت إلى مواد الإنارة المختلفة ، ظهرت تقنية إضاءة LED. في مجتمع اليوم ، يعزز التفريق بين متطلبات بيئة الإضاءة لأجهزة الوسائط المتعددة استكشاف الإنسان لكيفية استخدام مصابيح LED ذات السطوع العالي للإضاءة. وقد اجتذب تطبيق مصابيح LED في الإضاءة اهتمامًا واسعًا.
الصمام الأساسي مبادئ وخصائص الأداء
أولا ، دعونا نقدم المبادئ الأساسية وخصائص الأداء لمصابيح LED. الهيكل الأساسي لمصباح LED هو عبارة عن مادة شبه موصلة كهربائيا موضوعة على رف مرصوف ، ثم يتم غلقها باستخدام راتنجات إيبوكسية لحماية اللب الداخلي. لذلك ، LED لديه أداء زلزالي جيد. الجزء الأساسي من الصمام الثنائي الباعث للضوء هو عبارة عن رقاقة تتكون من شبه موصل من النوع p وأشباه الموصلات من النوع n ، ويشار إلى طبقة انتقالية بين أشباه الموصلات من النوع p وأشباه الموصلات من النوع n بأنها تقاطع PN. في بعض تقاطعات PN لمواد أشباه الموصلات ، فإن حاملات الأقليات المحقونة تترابط مع ناقلات الأغلبية لإطلاق الطاقة الزائدة في شكل ضوء ، وبالتالي تحويل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى طاقة ضوئية. يضيف تقاطع PN جهدًا عكسيًا ، ويصعب حقن ناقلات الأقليات ، لذلك لا يصدر الضوء. عندما تكون في حالة العمل الأمامية (أي يتم تطبيق الجهد الأمامي على كلا الطرفين) ، عندما يتدفق التيار من أنود LED إلى الكاثود ، فإن بلورة أشباه الموصلات تنبعث الضوء بألوان مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء ، ترتبط شدة الضوء بالتيار.
مصادر ضوء LED لها الخصائص التالية:
1. الجهد: الصمام إلى الأمام التوصيل جهد العمل منخفضة ، يمكن أن تكون مدفوعة من قبل امدادات الطاقة منخفضة الجهد ، التيار الكهربائي الجهد يختلف وفقا للمنتج النهائي ، هو معدات الإضاءة آمنة نسبيا ، ومناسبة خاصة للأماكن العامة.
2. الكفاءة: في حالة نفس الإنارة ، يتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 80٪ مقارنة مع المصباح المتوهج بنفس تأثير الضوء.
3. قابلية التطبيق: كل وحدة LED رقاقة هي مربع من 3-5mm ، لذلك يمكن أن تكون مستعدة لأشكال مختلفة ومناسبة للبيئة متغير.
4. الاستقرار: عادة 100،000 ساعة ، وضوء التسوس هو 50 ٪ الأولي.
5. زمن الاستجابة: زمن الاستجابة للمصباح المتوهج هو ميلي ثانية واحدة ، وزمن الاستجابة لمصباح LED هو nanosecond.
6. التلوث البيئي: لا يوجد معدن ضار بالزئبق.
7. اللون: يرتبط لون LED وكفاءة الإضاءة بالمواد والعمليات الخاصة بصنع المصابيح. حاليا ، هناك ثلاثة ألوان أساسية من الأحمر والأخضر والأزرق.
8. السعر: مقارنة مع المصابيح المتوهجة ، فإن سعر LED أعلى. يمكن أن يكون سعر العديد من المصابيح قابلة للمقارنة مع سعر مصباح وهاج. ومع ذلك ، مع تقدم التكنولوجيا ، يمكن تحسين نسبة السعر / الأداء تدريجيا.
قيادة محرك الحل
منذ ظهور مصابيح LED ، تلقت مؤشرات LED اهتمامًا كبيرًا. يتم باستمرار تحديث أجهزة تشغيل LED وطرق القيادة لزيادة قدرة مصابيح LED على الإضاءة البشرية. بدءًا من وحدة تحويل التيار المستمر / التيار المستمر لمضخة الشحن ، فضلاً عن محرك الأقراص الجانبي المنخفض و LDO للتكلفة ، يختار الناس خطوط محركات مختلفة في تطبيقات مختلفة ، وهي نقطة ساخنة في السوق. الخلفية للإضاءة من المنتجات المحمولة هو تطبيق الإضاءة الخلفية LED. السوق الرئيسي ، ما يلي سيكون لعرض الخلفية من المنتجات المحمولة ، ويقدم العديد من حلول سائق الصمام المشترك.
1. ST-UP DC / DC التبديل إمدادات الطاقة يدرك قيادة الصمام
الملامح الرئيسية للبرنامج هي: الجهد المنخفض المدخلات ، حتى منخفضة مثل 0.7V (بطارية جافة أحادية الخلية). من منظور التطور التكنولوجي ، يظهر محرك الأقراص من نوع السلسلة في وقت سابق ، والتكنولوجيا أكثر نضجًا ، والكفاءة أعلى. يتم عرض دائرة التطبيق النموذجي في الشكل 1.
الشكل 1: خط التطبيق النموذجي لوحدة التزويد بالتبديل DC / DC من نوع Step-UP.
من أجل وضع التطبيق هذا ، تتبنى رقاقة التشغيل المبكرة وضع التغذية المرتدة الحالي ، ويتم تحديد تيار LED وفقًا لـ VFB / Rb. إن جهد التغذية الراجعة DC / DC هو VFB بشكل عام حول 1.2V ، مما يحد من التحسين الإضافي للكفاءة الفعالة ، DC / كفاءة DC حوالي 80٪. في هذا التطبيق ، يتم تقليل الكفاءة الفعلية أكثر. مع تحسين التكنولوجيا ، فإن تقليل جهد VFB إلى 0.1 فولت يمكن أن يزيد من الكفاءة الفعالة إلى أكثر من 85٪ ، خاصة في القيادة. 2-3 أضواء في حالة التطبيق. مزايا وعيوب هذا البرنامج هي كما يلي:
مزايا: التكنولوجيا الناضجة ، منخفضة التكلفة نسبيا ، التوحيد عالية السطوع وعامل أمان عالية من خلال بعض الابتكارات التكنولوجية الجديدة ، مثل وظيفة حماية الجهد الزائد هو مبين في الشكل 1 ، أو مزيج من الجهد والتيار المرتدة. خاصة بالنسبة للضوء الخلفي مع شاشات عرض كبيرة الحجم. نظرًا لأن هناك حاجة إلى المزيد من مصابيح LED لتحقيق الإضاءة الخلفية للشاشة ، فإن التوحيد والسطوع هما من التحديات التي يجب مواجهتها.
العيوب: إن تطبيق المحاثة الخاصة به يحد من حجم الخط وارتفاعه ، ويجلب المشاكل التي لا يرغب المهندسون في مواجهتها - معالجة EMI ، خاصة في جوار الجزء RF ، يتطلب معالجة خاصة للتداخل ، وإلا فإنه سيؤدي إلى استقبال التردد اللاسلكي. يتم تقليل الحساسية ، وحتى تدخل جزء الصوت ، مثل تيار إخراج الصوت ، يتداخل مع الصوت. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة التطبيق هذه ، إذا فشل مؤشر LED ، فسوف تفشل سلسلة LED بأكملها ، وهي النتيجة التي لا يرغب الأشخاص في رؤيتها.
2. وضع محرك مضخة تهمة بالسعة
هذه هي طريقة جديدة نسبيا للقيادة. ببساطة ، تستخدم مضخة الشحن السعوية مصفوفة تبديل ومذبذبًا ومنطقًا ووحدة تحكم مقارنة لتحقيق زيادة الجهد والمكثفات لتخزين الطاقة. نظرًا لتشغيلها عالي التردد ، يمكن استخدام المكثفات السيراميكية الصغيرة (1μF) ، مما يقلل من المساحة والتكاليف. مضخة الشحن لديها وضعين للتشغيل ، وضع التيار المستمر والوضع الحالي الثابت.
1) ثابت الجهد الوضع تهمة المضخة. Shengbang Microelectronics "SGM3110 هي مضخة المسؤول مع وضع الجهد المستمر. نظرًا للخصائص التشغيلية لمضخة الشحن ذات الوضع الثابت ، فلديها تردد تحويل عالٍ وتيار عابر ذروة كبير. لذلك ، يحتاج المهندسون إلى اهتمام إضافي في تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. مطلوب أن يكون المكثف المحيطي أقرب ما يمكن إلى الجهاز نفسه. يجب أن تكون الأسلاك الطرفية قصيرة قدر الإمكان. يجب أن يكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور الطرفية أكبر حجم ممكن. يجب أن يتصل المكثف المحيطي مباشرة بأرضية SGM3110. إذا كانت الأسلاك محدودة ، يمكن أن تمر عبر PCB الكبير عبر. ووجهات متعددة للحصول على أسس جيدة.
طريقة حساب الكفاءة: η = Iout * Vout / Iin * Vin
بما أن الجهاز نفسه لديه تبديل للخسارة وتسرب مكثف ، فإن الكفاءة الفعلية أقل من هذه القيمة ، والتي ترتبط بتكنولوجيا عملية التصنيع. ميزة استخدام وضع قيادة LED هذا هو أنه يمكن تبسيط الخطوط الطرفية وتقليل تكلفة المنتج. خاصة في حالة الشاشات الصغيرة الحجم ، تستخدم مصابيح LED 1-2 كإضاءة خلفية للشاشة ؛ أو تستخدم كمحركات فلاش لتحقيق الناتج الحالي 250mA في 100mS. أو بسيطة DC / DC 5V دفعة نسخة مبسطة بدلا من تعزيز DC / DC الاستقرائي ، والحد من التكاليف وقضايا المنتج EMI. العيب هو أنه لا يوجد سوى وضع مضاعف بسيط ، والكفاءة أقل ، وكفاءة الوقت أقل من 70٪ ، وكفاءة الاستخدام الفعلية أقل ، ويتم استهلاك جزء كبير منها في المقاوم المحدد الحالي. عند قيادة مصابيح LED متعددة ، يعتمد اتساق الإضاءة الخلفية بشكل كامل على دقة مصابيح LED ومقاومات الحد الحالية.
2) مضخة تهمة الوضع الحالي المستمر. من أجل زيادة تحسين كفاءة قيادة LED ، قدم Shengbang Microelectronics مضخة شحن الوضع الثابت الحالية SGM3123 مع زيادة 1X ، 1.5X و 2X في الربع الثاني من 2008. لمضخة تهمة الوضع الحالي الثابت ، من خلال التحكم المنطقي الداخلي تستخدم لتحقيق المشاركة الحالية لكل LED ، بحيث يتم الحفاظ على سطوع LEDs متساوية ، وفي الوقت نفسه ، تم تحسين كفاءة القيادة LED بأكبر قدر ممكن.
في هذا التطبيق ، يتم الحفاظ على اتساق سطوع LED بواسطة تكنولوجيا التحكم المرآة الحالية ، لا يتجاوز خطأ LED الحالي لكل قناة 2٪ ، و وضع 1X ، 1.5X يجعل من كفاءة قيادة LED متوازنة ، و الصمام كبير. في بعض ساعات العمل ، يمكن ضمان كفاءة القيادة لتكون أعلى من 80 ٪. خطوط التطبيق النموذجية موضحة في الشكل 2.
الشكل 2: خط التطبيق النموذجي لمضخة شحن النمط الثابت الحالي SGM3123.
استخدم قيم مقاومة مختلفة لضبط خرج LED الحالي: ILED = Gain * VIset / RIset. الشركات المصنعة المختلفة لها معاملات Gain مختلفة. وفي نفس الوقت الذي تم فيه ابتكار تكنولوجيا ضخ الشحن ، وجد الناس أيضًا أنه يستخدم مصابيح LED لقيادة سلسلة من المزايا على DC / DC ، وخفض التكلفة ، وتقليل حجم لوحة السائق ، وتجنب تداخل EMI.
3. من أجل تحقيق التكلفة والأداء ، هناك أيضا مجموعة من طرق القيادة الأخرى مثل محركات LED ذات الجانب المنخفض. مقارنة بمضخة الشحن في الوضع الحالي الثابت ، هناك نقص في مضخة المضخة فقط ، و جزء المعالجة الحالي الثابت للتيار هو نفسه. التكلفة مقابل معدل مضخة تهمة الوضع الحالي منخفضة نسبيا. العيب هو أن المعالجة الخطية النقية ، عندما ينخفض جهد البطارية إلى مستوى منخفض ، مثل 3.6V ، في حالة الحمل الكبير المفاجئ: يتم توصيل الهاتف لإجراء مكالمة هاتفية أو التقاط صورة ، تشغيل موسيقى MP3 ، تشغيل MP4 الفيديو ، سوف يسبب تقلبات الجهد ، والجهد سوف ينخفض 0.1 ~ 0.2V ، ثم سوف ينخفض الجهد إلى 3.
