U 21. veku potrošnja energije sve više postaje fokus pažnje u čitavom ljudskom društvu. Zbog osnovne potražnje za osvjetljavanje, kako koristiti više energije za stvaranje više osvjetljenja postao je velika pokretačka snaga za istraživanje novih tehnologija osvjetljenja. Od prvobitnog osvetljenja goriva do žarulja sa žarulje, od fluorescentnih sijalica do različitih luminiscentnih materijala, pojavila se LED tehnologija osvetljenja. U današnjem društvu, diferencijacija zahteva za osvetljavanje različitih medijskih uređaja dodatno unapređuje istraživanje ljudi kako se koriste različite LED osvetljenosti za osvetljenje. Primjena LED-a u osvetljenju privukla je široku pažnju.
LED osnovni princip i karakteristike performansi
Prvo, uvodimo osnovne principe i karakteristike performansi LED-a. Osnovna struktura LED-a je elektroluminescentni poluprovodnički materijal postavljen na olovnu policu, a zatim zatvoren epoksidnom smolom radi zaštite unutrašnjeg jezgra. Dakle, LED ima dobre seizmičke performanse. Osnovni deo diode koja emitira svetlost je vafla sastavljena od poluprovodnika p-tipa i poluprovodnika n-tipa, a prelazni sloj između poluprovodnika p-tipa i poluprovodnika n-tipa naziva se PN spoj. U nekim PN spojima poluprovodničkih materijala, injektirani manjinski nosači se rekombiniraju sa većinskim nosačima kako bi oslobađali višak energije u vidu svetlosti, čime se direktno pretvaraju električna energija u svetlost. PN spoj dodaje povratni napon, a nosioce manjina je teško ubrizgati, tako da ne emituju svetlost. Kada je u naprednom radnom stanju (tj. Naponski napon se primjenjuje na oba kraja), kada struja protiče od anode LED-a na katodu, poluprovodnički kristal emitira svjetlo različitih boja od ultravioletnog do infracrvenog, a intenzitet svetlosti je povezan sa strujom.
LED izvori svjetlosti imaju sljedeće karakteristike:
1. Napon: radni napon LED naponske provodljivosti je mali, može se upravljati napajanjem niskog napona, napon napajanja varira u zavisnosti od finalnog proizvoda, relativno je sigurna oprema za osvetljenje, posebno pogodna za javna mesta.
2. Efikasnost: U slučaju iste osvetljenosti, potrošnja energije se smanjuje za 80% u odnosu na žarulju sa jednakim svjetlom.
3. Primjenjivost: Svaki jedinični LED čip je kvadrat od 3-5mm, tako da se može pripremiti u različite oblike i pogodan je za varijabilno okruženje.
4. Stabilnost: obično 100.000 sati, rasipanje svetlosti je početni 50%.
5. Vrijeme odziva: Vreme odziva žarene lampice je milisekunda, a vreme odziva LED lampice je nanosekund.
6. Zagađenje životne sredine: nema štetne metalne žive.
7. Boja: LED boja i efikasnost svetlosti odnose se na materijale i procese za izradu LED dioda. Trenutno postoje tri osnovne boje crvene, zelene i plave boje.
8. Cena: U poređenju sa žaruljama, cijena LED-a je veća. Cena nekoliko LED dioda može biti uporediva sa cijenom žarulje. Međutim, s napredovanjem tehnologije, odnos cena / učinka može se postepeno poboljšavati.
LED pogonsko rešenje
Od dolaska LED-ova, LED-ovi su dobili veliku pažnju. LED upravljački uređaji i metodi pogona se stalno ažuriraju kako bi LED diode efikasnije radi ljudskog osvetljenja. Od ranog DC / DC prekidačkog napajanja do pumpe za punjenje, kao i niske strane pogona i LDO za troškove, ljudi biraju različite pogone u različitim aplikacijama, što je vruća tačka na tržištu. Pozadinsko osvetljenje prenosnih prenosivih proizvoda je aplikacija LED pozadinskog osvetljenja. Glavno tržište, sljedeće će biti za prikaz pozadinskog osvetljenja prenosnih proizvoda, uvodi nekoliko zajedničkih LED upravljačkih rješenja.
1. Step-up DC / DC prekidač napajanja ostvaruje LED vožnju
Glavne karakteristike programa su: niski ulazni napon, čak i niži od 0.7V (jednočlaka suva baterija). Sa perspektive tehnološkog razvoja, serijski tip pogona se javlja ranije, tehnologija je zrela, a efikasnost je veća. Tipično aplikacijsko kolo je prikazano na slici 1.
Slika 1: Tipična linija primjene za LED-upravljačke step-up DC / DC prekidače.
Za ovaj način primjene, rani upravljački čip uglavnom usvaja trenutni režim povratne sprege, a struja LED-a se određuje prema VFB / Rb. DC / DC povratni napon VFB je uglavnom oko 1.2V, što ograničava dalje poboljšanje efektivne efikasnosti, sam DC / Efikasnost DC je oko 80%. U ovoj aplikaciji, stvarna efikasnost je više smanjena. Sa poboljšanjem tehnologije smanjenje VFB napona do 0.1V može povećati efikasnu efikasnost na preko 85%, posebno u vožnji. 2-3 svetla u stanju aplikacije. Prednosti i mane ovog programa su sledeće:
Prednosti: zrela tehnologija, relativno niska cena, visoka osvetljenost i visoki faktor sigurnosti kroz neke nove tehnološke inovacije, kao što je funkcija prenaponske zaštite prikazane na slici 1, ili kombinacija povratnih napona i struje. Posebno za pozadinsko osvetljenje sa velikim ekranskim ekranima. Budući da je potrebno više LED-a za postizanje pozadinskog osvetljenja ekrana, jedinstvenost i uniformnost osvetljenosti su izazovi sa kojima se mora suočiti.
Nedostaci: Primena sopstvene induktivnosti ograničava veličinu i visinu linije i donosi probleme sa kojima se inženjeri ne žele suočiti - obrada EMI, posebno u blizini RF dela, zahtijeva posebnu obradu za smetnje, inače će dovesti do RF prijem. Osetljivost je smanjena, pa čak i smetnje audio dela, kao što je audio izlazna struja, ometa zvuk. Osim toga, u ovom slučaju, ako LED ne uspije, ceo niz LED-ova neće uspjeti, što je rezultat koji ljudi ne žele vidjeti.
2. Kapacitet pogonske pumpe kapaciteta punjenja
Ovo je relativno nov način vožnje. Jednostavno rečeno, kapacitivna pumpa za punjenje koristi niz prekidača i oscilator, logiku i kontroler upoređivanja kako bi se postiglo povećanje napona i kondenzatori za skladištenje energije. Zahvaljujući visokofrekvencijskom radu, mogu se koristiti mali keramički kondenzatori (1μF), što minimizira prostor i troškove. Pumpa za punjenje ima dva načina rada, režim konstantnog napona i režim konstantne struje.
1) Pumpa za punjenje napona konstantnog napona. Shengbang Microelectronics 'SGM3110 je pumpa za punjenje sa konstantnim naponskim režimom. Zahvaljujući karakteristikama rada pumpe za punjenje konstantnog napona, ima visoku frekvenciju preklopa i veliku vršnu tranzijentu struju. Zbog toga, inženjeri trebaju posebnu pažnju na rasporedu PCB-a. Potrebno je da se periferni kondenzator što bliže uređaju. Periferni provod mora biti što kraći. Periferni PCB mora biti što je moguće veći. Periferni kondenzator treba direktno povezati sa zemljom SGM3110. Ako je ožičenje ograničeno, može proći preko velikog PCB-a. I višestruki vias za dobro uzemljenje.
Metod proračunavanja efikasnosti: η = Iout * Vout / Iin * Vin
S obzirom na to da sam uređaj ima promene gubitaka i curenja kondenzatora, stvarna efikasnost je niža od ove vrednosti, što je povezano sa procesnom tehnologijom proizvođača. Prednost korišćenja ovog LED režima vožnje je u tome što može pojednostaviti periferne linije i smanjiti troškove proizvoda. Posebno kod malih ekrana, 1-2 LED diode se koriste kao pozadinsko osvetljenje ekrana; ili se koristi kao fleš diskovi za postizanje 250mA strujnog izlaza u 100mS; ili jednostavnu DC / DC 5V pojačanu pojednostavljenu verziju umesto induktivnog DC / DC boosta, smanjujući troškove i proizvode EMI problema. Nedostatak je u tome što postoji samo jednostavan dvostruki režim podizanja, efikasnost je manja, većina vremena je efikasnost niža od 70%, stvarna iskorišćenost je niža, a značajan dio se troši u trenutnom ograničenju otpornika. Kada vozite više LED dioda, konzistentnost pozadinskog osvetljenja u potpunosti zavisi od tačnosti LED-a i strujnih ograničenja.
2) Pumpa za punjenje režima konstantne struje. U cilju daljeg poboljšanja efikasnosti LED vožnje, Shengbang Microelectronics je u drugom tromesečju 2008.godine predstavio stalnu pumpu za punjenje SGM3123 sa 1X, 1.5X i 2X povećanjem. Za pumpu za punjenje sa konstantnom strujom, kroz unutrašnju Logičku kontrolu koristi se za postizanje trenutnog dijaloga za svaku LED, tako da se osvetljenost LED dioda održava jednako, au isto vrijeme se efikasnost vožnje LED-a poboljšava što je više moguće.
U ovoj aplikaciji, konzistentnost svetlosti LED-a se održava pomoću trenutne tehnologije kontrole ogledala, trenutna greška LED-a za svaki kanal ne prelazi 2%, a režim povećanja 1X, 1.5X povećava efikasnost upravljanja LED-u i LED je veliki. U nekom radnom vremenu, efikasnost vožnje može biti garantovana iznad 80%. Tipične linije primene prikazane su na Slici 2.
Slika 2: Tipična linija primene pumpe za punjenje konstantne struje SGM3123.
Koristite različite vrednosti otpornosti da postavite LED izlaznu struju: ILED = Gain * VIset / RIset. Različiti proizvođači imaju različite Gain koeficijente. Istovremeno sa inovacijom tehnologije punjenja punjenja, ljudi su takođe utvrdili da koristi LED za pokretanje niz prednosti preko DC / DC-a, smanjivanje troškova, smanjenje veličine upravljačke ploče i izbjegavanje EMI smetnji.
3. Za ostvarivanje troškova i performansi, postoji i niz drugih načina vožnje, kao što su LED drajveri sa niskom stranom. U poređenju sa pumpom za punjenje u režimu konstantne struje nedostaje samo povećanje pumpe punjenja, a deo za konstantnu struju za struju je isti. Relativni je odnos niske potrošnje u odnosu na trenutni odnos pumpe za punjenje. Nedostatak je to čista linearna obrada, kada napon baterije pada na nisko, kao što je 3.6V, u slučaju iznenadnog velikog opterećenja: telefon je povezan sa telefonskim pozivom ili slikanjem, MP3 reprodukcijom muzike, MP4 reprodukcijom video, će uzrokovati fluktuacije napona, napon će pasti od 0.1 ~ 0.2V, onda će se napon sistema pasti na 3.
