Драйвери зі стабілізацією вихідного струму для живлення світлодіодів

11 червня 2008

Компанія Recom (Німеччина), створена в 1975 р і спеціалізується на розробці і виробництві AC / DC-, DC / DC-перетворювачів і імпульсних стабілізаторів, що відрізняються мініатюрними розмірами і високими характеристиками, випустила нову серію перетворювачів, призначених для живлення світлодіодів білого світіння - RCD-24. Драйвери світлодіодів RCD-24 відносяться до серії пристроїв INNOLINE, що забезпечують покращені технічні характеристики і призначених для жорстких умов експлуатації.

Потреба в розробці та виробництві драйверів серії RCD-24 викликана дедалі більшим застосуванням потужних світлодіодів в різних областях електронної техніки, що пов'язано з їх високою ефективністю, енергозбереженням і надійністю, а також широким діапазоном робочих температур. Крім того, можливо, найвагомішим аргументом для переходу до світлодіодів від інших джерел світла є їх термін служби, що досягає 100 тис. Годин, які можна кореспондувати в 10 років безперервної роботи. На додаток до сказаного варто підкреслити їх малі габарити і стійкість до вібрацій. Все це дозволяє розширювати сфери застосування світлодіодів в нових системах і технологіях, серед яких, наприклад, можна назвати волоконно-оптичні системи. Мінімальний термін служби світлодіодів, що становить 50 000 годин, дав поштовх для відмови від звичайних електричних ламп, термін служби яких не перевищує 1000 год, і галогенних ламп з терміном служби близько 2000 год. Це означає, що світлодіоди працюють без заміни від 25 до 50 разів довше, ніж лампи з ниткою розжарювання, застосування яких до того ж вимагає утримання великого штату співробітників для їх заміни при виході з ладу, не кажучи про необхідність їх доставки до місця установки. Альтернативою світлодіодному освітленню можуть бути малогабаритні флуоресцентні енергозберігаючі лампи, що мають термін служби до 8000 год, але містять ртуть, що робить їх екологічно «недружніми» і створює проблеми при утилізації. Крім того, в їх конструкцію входить вбудований електронний баласт, який при виході лампи з ладу повинен бути також відбракований в зв'язку з неремонтоздатність лампи.

Над'яскравих світлодіодів в залежності від типу вимагають від джерела постійного струму від 300 до 700 мА, щоб забезпечити необхідну яскравість і колір світіння. Модулі драйверів світлодіодів можуть вбудовуватися в світлодіодні лампи або монтуватися окремо, тому їх інсталяція або заміна проводиться значно простіше, ніж будь-яких інших пристроїв. Однак, модулі драйверів світлодіодів повинні відповідати певним вимогам, щоб знайти універсальне застосування.

Хоча світлодіоди мають у вісім разів більший ККД, ніж лампи з ниткою розжарювання, вони все ж нагріваються через розсіюється ними потужності. Якщо драйвер світлодіода змонтований з групою світлодіодів, він повинен витримувати вплив високої температури навколишнього середовища, і температура 80 ° С не повинна сприйматися як дуже висока.

Розроблена компанією Recom серія драйверів RCD-24 для живлення світлодіодів задовольняє цим вимогам. Забезпечуючи ККД до 96%, ці драйвери випромінюють настільки малу потужність розсіювання, що можуть бути використані при температурі навколишнього середовища 85 ° С навіть при повному навантаженні.

Це досягнення стало можливим завдяки застосуванню нової топології, яка дала змогу підвищити ККД перетворювача і розмістити його в компактному корпусі розмірами всього лише 22,1х12,6х8,5 мм (ДхШхВ). Модулі для монтажу в отвори друкованих плат і з мікропроволочнимі висновками вже випускаються компанією Recom, яка постійно працює над варіантами монтажу модулів на поверхню друкованих плат. Однак тільки високого ККД світлодіодних драйверів недостатньо, щоб відповідати вимогам, що пред'являються до елементів світлодіодним технології. Необхідно також, щоб їх надійність була не меншою, ніж надійність світлодіодів.

Технічний ресурс драйверів становить до 100 000 годин роботи при температурі 85 ° С. З метою випробувань на відповідність цим показникам компанія Recom створила спеціальну лабораторію, в якій відтворюються різні форми стресових впливів, таких як температура, швидка зміна температури, вплив вібрацій в широкій смузі частот або процесів, які можуть вплинути на точність прогнозування технічного ресурсу випробуваного пристрою.

Не можна промовчати і про те, що сімейство драйверів RCD-24 розроблялося з урахуванням вимог простоти застосування. Це означає відсутність налагодження або регулювання і відповідність вимогам стандартів щодо електромагнітної сумісності та безпеки, а також відмова від необхідності застосування зовнішніх компонентів. Крім того, перетворювачі розроблені із застосуванням матеріалів, які відповідають вимогам стандарту UL-94V0 по пожежної безпеки.

Понижуючі перетворювачі серії RCD-24 розроблені як драйвери для живлення потужних світлодіодів білого світіння. Стандартні значення вихідного струму драйверів становлять 300, 350, 500, 600 і 700 мА, що робить їх сумісними з цілою низкою світлодіодів різних виробників без необхідності підключення будь-яких зовнішніх компонентів. Перетворювачі серії RCD-24 мають компактні розміри, відрізняються високим ККД (96%), широким діапазоном вхідних напруг (4,5 ... 36 В), високою допустимою температурою навколишнього середовища і двома типами регулювання сили світла: ШІМ- і аналоговим управлінням вихідним напругою. Обидва види управління автономні і можуть комбінуватися один з одним. Драйвери відрізняються високою надійністю і великим терміном служби, порівнянним з терміном служби світлодіодів навіть при роботі в умовах підвищеної температури навколишнього середовища (до 85 ° С). На графіках рис. 1 показані залежності діапазону робочих температур різних моделей драйверів серії RCD-24 від струму навантаження.

Рис. 1. Графіки залежності діапазону робочих температур драйверів серії RCD-24 від струму навантаження

У драйверах також забезпечено захист від КЗ.

Основні параметри і технічні характеристики драйверів серії RCD-24 наведені в таблицях 1, 2.

Таблиця 1. Основні параметри драйверів серії RCD-24

Тип Діапазон вх.
напруг, В Вихідний
ток, мА Вихідна
напруга, В Управління ККД,% RCD-24-0.30 * 4,5 ... 36 0 ... 300 1,5 ... 32 ШІМ + аналогове 96 RCD-24-0.35 0 ... 350 RCD-24-0.50 * 0 ... 500 1,5 ... 28 RCD-24-0.60 * 0 ... 600 RCD-24-0.70 * 0 ... 700 * - на стадії підготовки до серійного виробництва.

Таблиця 2. Основні технічні характеристики драйверів серії RCD24

Найменування параметра Мін Типів Макс Вхід Вхідна напруга, В 4,5 24 36 Рекомендовані вхідні напруги, В 5,0 24 36 Вхідний фільтр ємнісний Вихід Вихідна напруга, В (при Uвх = 36 В) 1,5 28 32 Діапазон вихідного струму, мА (при Uвх - U вих> 1,5 ... 4 В) 300 ... 700 Похибка установки вихідного струму,%
(При Iвих 300 ... 700 мА) - ± 2 - Потужність, що розсіюється, мВ (при повному навантаженні) - - 700 Нестабільність вихідного струму (при Uвх = 36 В,
U вих = 2 ... 28/32 В) - - ± 1 Рівень вихідних шумів і вібрацій, мВ, п-п (в смузі 20 МГц при Uвх = 36 В, U вих = 2 ... 28/32 В) - - 120 Температурний коефіцієнт напруги ,% / ° С (в Діап. -40 ... 85 ° С) - - 0,015 Ємність навантаження, мкФ - - 100 Частота перетворення, кГц 220 260 300 ККД,% (при повному навантаженні) - - 96 Захист від КЗ + Напрацювання до відмови, млн ч 1,0 2,5 Робочий діапазон температур, ° С 300/350 мА -40 ... 85 500 мА -40 ... 80 600 мА -40, ... 75 700 мА -40 ... 71 зберігання -55 ... 125 Температура корпусу, ° С - - 100 Тепловий опір, ° С / Вт
(при природній конвекції) 55 Габаритні розміри, мм 21,1 × 12,6 × 8,5 Маса, г 4,5 ШІМ-управління і вкл / викл * Дистанційне керування, В включений відкритий вхід 0 <Uупр <0,6 2 , 9 <Uупр <6 Частота сигналу управління, Гц вимкнений - - 200 управління вимірюванням рівня аналогового напруги * Діапазон напруги управління, В 0 - 15 Граничні значення напруги управління, В (див. рис. 5) повністю включений 0,13 + -4 % повністю виключений 4,25 ± 5% * - якщо вхід не використовується, він залишається відкритим.

На рис. 2-4 наведені схеми підключення сведодіодов до драйверів серії RCD-24, на рис. 5 - графік залежності вихідного струму від рівня напруги, що управляє при аналоговому управлінні, а на рис. 6 - графіки залежності ККД драйвера від вихідної напруги при напрузі на вході 24 і 32 В і вихідному струмі 300 ... 700 мА.

Рис. 2. Стандартна схема підключення світлодіодів до драйверу

Рис. 3. Схема підключення до 20 світлодіодів

Рис. 4. Схеми підключення світлодіодів при аналоговому управлінні від зовнішнього джерела (а) і підключення до 7 світлодіодів при ручному управлінні силою світла з використанням вхідної напруги (б)

Наведена на рис. 4б схема регулювання вихідного струму драйвера дозволяє управляти цим струмом вручну або дистанційно, застосувавши цифровий потенціометр.

Рис. 5. Графік залежності вихідного струму драйвера від рівня напруги, що управляє при аналоговому управлінні (див. Рис. 4, а)

Рис. 6. Графік залежності ККД драйвера від вихідної напруги при різній напрузі на вході

Зі сказаного можна зробити висновок, що світлодіодні драйвери сімейства RCD-24 можуть знайти застосування в широкому спектрі пристроїв харчування в вантажно-розвантажувальної техніки, світлофорах, сигналізації на залізницях, внутрішньому освітленні аеропортів, в автобусах і інших транспортних засобах, що працюють в небезпечних умовах навколишнього середовища і мн. ін. Модулі мають висновок «PWM Dim / On / Off» не тільки для дистанційного керування включенням / виключенням, а й для регулювання вихідного струму ШІМ-сигналом частотою до 200 Гц. Крім того, забезпечується можливість управління вихідним струмом зміною рівня постійної напруги на вході «Analogue Dim». Компанія Recom в зв'язку з цим пропонує корисне рішення «Ready-to-Go» ( «готовий до роботи»), що забезпечує можливість інсталяції без необхідності застосування зовнішніх компонентів.

Додаткову інформацію про драйвери для живлення світлодіодів та інших компонентах компанії Recom можна отримати в мережі Інтернет за адресою: www.recom-international.com .

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка -
e-mail: [email protected]

•••