Pada abad ke-21, penggunaan tenaga semakin menjadi tumpuan perhatian seluruh masyarakat manusia. Oleh kerana permintaan asas untuk pencahayaan, bagaimana menggunakan lebih banyak tenaga untuk menjana lebih banyak lampu telah menjadi daya penggerak yang besar untuk menerokai teknologi pencahayaan baru. Dari pencahayaan bahan api asal kepada lampu pijar, dari lampu neon kepada pelbagai bahan pencahayaan, teknologi pencahayaan LED telah muncul. Dalam masyarakat hari ini, pembezaan keperluan persekitaran pencahayaan pelbagai alat media terus menggalakkan penerokaan manusia bagaimana menggunakan pelbagai kecerahan tinggi LED untuk pencahayaan. Penerapan LED dalam pencahayaan telah menarik perhatian yang luas.
Prinsip dasar dan ciri-ciri prestasi LED
Pertama, mari kita memperkenalkan prinsip asas dan ciri prestasi LED. Struktur dasar LED adalah bahan semikonduktor electroluminescent diletakkan pada rak yang dipimpin dan kemudian dimeteraikan dengan resin epoksi untuk melindungi inti dalaman. Oleh itu, LED mempunyai prestasi seismik yang baik. Bahagian teras dari diod pemancaran cahaya ialah wafer yang terdiri daripada semikonduktor p-jenis dan semikonduktor n-jenis, dan lapisan peralihan antara semikonduktor p-jenis dan semikonduktor n-jenis dirujuk sebagai simpang PN. Dalam sesetengah PN persimpangan bahan semikonduktor, syarikat penyuntik minoriti yang disuntik itu bergabung dengan pembawa majoriti untuk melepaskan tenaga berlebihan dalam bentuk cahaya, dengan itu secara langsung menukar tenaga elektrik ke dalam tenaga cahaya. Simpang PN menambah voltan terbalik, dan pembawa minoriti sukar untuk menyuntik, jadi mereka tidak memancarkan cahaya. Apabila ia berada dalam keadaan kerja ke hadapan (iaitu, voltan ke hadapan digunakan pada kedua-dua hujung), apabila arus mengalir dari anod LED ke katod, kristal semikonduktor memancarkan cahaya dari pelbagai warna dari ultraviolet ke inframerah, dan keamatan cahaya adalah berkaitan dengan semasa.
Sumber cahaya LED mempunyai ciri-ciri berikut:
1. voltan: voltan kerja pengaliran hadapan LED rendah, boleh didorong oleh bekalan kuasa voltan rendah, voltan bekalan kuasa berbeza-beza mengikut produk akhir, peralatan pencahayaan yang agak selamat, terutama sesuai untuk tempat awam.
2. Keberkesanan: Dalam kes cahaya yang sama, penggunaan tenaga dikurangkan sebanyak 80% berbanding dengan lampu pijar dengan kesan cahaya yang sama.
3. Kebolehgunaan: Setiap cip LED unit adalah 3-5mm persegi, jadi ia boleh disediakan dalam pelbagai bentuk dan sesuai untuk persekitaran yang berubah-ubah.
4. Kestabilan: biasanya 100,000 jam, kerosakan cahaya adalah 50% awal.
5. Masa tindak balas: Masa tindak balas lampu pijar adalah milisaat, dan masa tindak balas lampu LED adalah nanosecond.
6. Pencemaran alam sekitar: tiada merkuri logam berbahaya.
7. Warna: Warna LED dan kecekapan bercahaya berkaitan dengan bahan dan proses untuk membuat LED. Pada masa ini, terdapat tiga warna asas merah, hijau dan biru.
8. Harga: Berbanding dengan lampu pijar, harga LED lebih tinggi. Harga beberapa LED boleh dibandingkan dengan harga lampu pijar. Bagaimanapun, dengan kemajuan teknologi, nisbah harga / prestasi dapat bertambah baik secara beransur-ansur.
Penyelesaian pemacu LED
Sejak kedatangan LED, LED telah mendapat perhatian yang besar. Peranti pemandu LED dan kaedah pemacu sentiasa dikemas kini untuk memacu LED dengan lebih cekap untuk pencahayaan manusia. Dari awal DC / DC switching power supply ke pump charge, serta drive low side dan LDO untuk cost, orang memilih line drive yang berbeda dalam aplikasi yang berbeda, yang merupakan hot spot di pasar. Lampu latar paparan produk mudah alih adalah aplikasi lampu latar LED. Pasaran utama, yang berikut adalah untuk paparan latar belakang produk mudah alih, memperkenalkan beberapa penyelesaian pemacu LED yang biasa.
1. Langkah-langkah DC / DC menukar bekalan kuasa menyedari memandu LED
Ciri-ciri utama program ini ialah: voltan masukan yang rendah, walaupun serendah 0.7V (bateri tunggal sel tunggal). Dari perspektif perkembangan teknologi, pemacu siri jenis muncul lebih awal, teknologi lebih matang, dan kecekapannya lebih tinggi. Litar permohonan biasa ditunjukkan dalam Rajah 1.
Rajah 1: Barisan aplikasi biasa untuk bekalan kuasa beralih LED Langkah-UP DC / DC yang didorong oleh LED.
Untuk mod aplikasi ini, cip driver awal terutamanya menggunakan mod maklum balas semasa, dan arus LED ditentukan mengikut VFB / Rb. Voltan maklum balas DC / DC VFB biasanya sekitar 1.2V, yang membataskan peningkatan kecekapan berkesan, sendiri DC / Kecekapan DC adalah kira-kira 80%. Dalam permohonan ini, kecekapan sebenar dikurangkan lagi. Dengan peningkatan teknologi, mengurangkan voltan VFB ke dalam 0.1V dapat meningkatkan kecekapan efektif lebih dari 85%, terutamanya dalam memandu. 2-3 lampu dalam keadaan permohonan. Kelebihan dan kelemahan program ini adalah seperti berikut:
Kelebihan: teknologi matang, kos yang agak rendah, keseragaman kecerahan tinggi dan faktor keselamatan tinggi melalui beberapa inovasi teknologi baru, seperti fungsi perlindungan overvoltage yang ditunjukkan dalam Rajah 1, atau gabungan maklum balas voltan dan semasa. Terutama untuk lampu latar dengan paparan skrin bersaiz besar. Memandangkan lebih banyak LED diperlukan untuk mencapai latar belakang skrin, keseragaman dan keseragaman kecerahan adalah cabaran yang mesti dihadapi.
Kelemahan: Aplikasi induktansinya sendiri mengehadkan saiz dan ketinggian garis, dan membawa masalah yang tidak diingini oleh jurutera - Pemprosesan EMI, khususnya di sekitar bahagian RF, memerlukan pemprosesan khas untuk campur tangan, jika tidak, ia akan membawa kepada Penerimaan meja RF. Kepekaan dikurangkan, dan juga gangguan pada bahagian audio, seperti arus keluaran audio, mengganggu bunyi. Di samping itu, dalam kes permohonan ini, jika LED gagal, keseluruhan rentetan LED akan gagal, yang merupakan hasil yang tidak dapat dilihat orang.
2. Mod pemacu pam kapasitif
Ini cara memandu yang agak baru. Ringkasnya, pam cas capacitive menggunakan pelbagai suis dan osilator, logik, dan pengawal perbandingan untuk mencapai peningkatan voltan dan kapasitor untuk menyimpan tenaga. Oleh kerana operasi frekuensi tinggi, kapasitor seramik kecil (1μF) boleh digunakan, yang meminimumkan ruang dan kos. Pam caj mempunyai dua mod operasi, mod voltan malar dan mod semasa tetap.
1) Pam voltan mod voltan malar. Shengbang Microelectronics 'SGM3110 adalah pam cas dengan mod voltan malar. Oleh kerana ciri-ciri operasi pam voltan mod voltan malar, ia mempunyai kekerapan pensuisan yang tinggi dan arus sementara puncak yang besar. Oleh itu, jurutera memerlukan perhatian tambahan dalam susunan PCB. Ia dikehendaki bahawa kapasitor periferi sedekat mungkin ke peranti itu sendiri. Pendawaian periferi sepatutnya lebih singkat. PCB periferi sepatutnya sebanyak mungkin. Kapasitor periferi harus dihubungkan terus ke tanah SGM3110. Jika pendawaiannya terhad, ia boleh melalui PCB yang besar melalui. Dan pelbagai vias untuk asas yang baik.
Kaedah pengiraan kecekapan: η = Iout * Vout / Iin * Vin
Oleh kerana peranti itu sendiri telah menukar kerugian dan kebocoran kapasitor, kecekapan sebenar lebih rendah daripada nilai ini, yang berkaitan dengan teknologi proses pengilang. Kelebihan menggunakan mod memandu LED ini adalah ia dapat memudahkan garisan tepi dan mengurangkan kos produk. Khususnya dalam kes skrin kecil, 1-2 LED digunakan sebagai lampu skrin; atau digunakan sebagai pemacu denyar untuk mencapai output semasa 250mA dalam 100mS; atau sederhana DC / DC 5V meningkatkan versi mudah bukan induksi DC / DC induktif, mengurangkan kos dan masalah produk EMI. Kelemahannya ialah hanya ada mod rangsangan ganda yang sederhana, kecekapan lebih rendah, kebanyakan kecekapan masa adalah lebih rendah daripada 70%, kecekapan penggunaan sebenar lebih rendah, dan sebahagian besarnya dimakan dalam penghalang pembatas semasa. Apabila memandu pelbagai LED, konsistensi latar belakang sepenuhnya bergantung kepada ketepatan LED dan perintang menghadkan semasa.
2) Pam caj mod berterusan semasa. Untuk mempertingkatkan lagi kecekapan pemanduan LED, Shengbang Microelectronics memperkenalkan mod semasa pam pam SGM3123 dengan rangsangan 1X, 1.5X dan 2X pada suku kedua tahun 2008. Untuk pam semasa mod tetap, melalui kawalan Logik dalaman adalah digunakan untuk mencapai perkongsian semasa bagi setiap LED, supaya kecerahan LED tetap sama, dan pada masa yang sama, kecekapan memandu LED ditingkatkan sebanyak mungkin.
Dalam aplikasi ini, konsistensi kecerahan LED dikekalkan oleh teknologi kawalan cermin semasa, kesilapan semasa LED bagi setiap saluran tidak melebihi 2%, dan mod 1X, 1.5X meningkatkan kecekapan memandu LED seimbang, dan LED adalah besar. Dalam beberapa jam bekerja, kecekapan memandu boleh dijamin melebihi 80%. Barisan aplikasi biasa ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2: Barisan aplikasi tipikal untuk cas caj mod berterusan semasa SGM3123.
Gunakan nilai rintangan yang berbeza untuk menetapkan arus output LED: ILED = Gain * VIset / RIset. Pengeluar yang berbeza mempunyai pekali Keuntungan yang berbeza. Pada masa yang sama dengan inovasi teknologi pam caj, orang juga mendapati bahawa ia menggunakan LED untuk memacu beberapa kelebihan berbanding DC / DC, mengurangkan kos, mengurangkan saiz papan pemandu, dan mengelakkan gangguan EMI.
3. Untuk mengejar kos dan prestasi, terdapat juga pelbagai kaedah pemanduan lain seperti pemacu LED rendah. Berbanding dengan pam caj mod semasa yang berterusan, hanya rangsangan pam cas kurang dan bahagian pemprosesan semasa yang berterusan untuk arus adalah sama. Nisbah pam caj kos berbanding semasa adalah agak rendah. Kelemahannya ialah pemprosesan linear tulen, apabila voltan bateri jatuh ke tahap yang rendah, seperti 3.6V, dalam hal beban besar tiba-tiba: telefon disambungkan untuk membuat panggilan telefon atau mengambil gambar, bermain MP3, bermain MP4 video, akan menyebabkan turun naik voltan, voltan akan turun 0.1 ~ 0.2V, maka voltan sistem akan jatuh ke 3.
