Правильний діапазон напруги для світлодіодного додатка

Нове у квітні 2019 року

Вибрати світлодіодний драйвер з належним робочим діапазоном напруги (область постійного струму) може виглядати досить просто, але в цій статті буде пояснено, що це не так прямо. По-перше, слід усвідомити, що прямі напруги світлодіодів не однакові від помираючої до померлої. По-друге, напруга світлодіода змінюється, коли температура спалу піднімається або знижується. Оскільки правильна робота драйвера має вирішальне значення для функціональності та надійності лампи, варто детальніше вивчити ці фактори, які впливають на напругу світлодіода. У цій статті пояснюються типові проблеми напруги прямого світлодіода та способи правильного визначення необхідного запасу напруги драйвера світлодіода. Також пропонується шукати нову функцію, яку можна знайти в деяких нових драйверах світлодіодів, які можуть працювати з тимчасово підвищеною вихідною напругою, щоб обійти проблему високої напруги світлодіодів при надзвичайно низькій температурі.

Дизайн світлодіодної лампи - це багатовимірна інженерна робота, яка стосується оптичного, теплового та електричного дизайну. Для досягнення цілі оптичних вимог спочатку визначається тип і кількість світлодіода та його струм руху. Залежно від певних міркувань безпеки та/або модулізованого дизайнерського підходу, певна кількість світлодіодів розміщуються в одному рядку, а інші паралельно. Коли ці фактори визначені, перша оцінка робочої напруги світлодіодів може бути зроблена шляхом множення кількості світлодіодів в одному рядку на типову пряму напругу (V вперед) цього світлодіода.

Vforward_total = Vforward x Num/String

Наведений вище розрахунок дає приблизне уявлення про діапазон робочої напруги, і разом із визначеним рушійним струмом він знатиме потребу в потужності. Однак це число не є абсолютним значенням і не підходить для забезпечення належної електричної конструкції. Для конструктивного занепокоєння напруги водія, світлодіодна напруга повинна враховуватися 1) характеристикою VI, 2) варіацією виробництва та 3) температурним коефіцієнтом. У абзаці нижче ці 3 аспекти пояснюються окремо та в кінці статті, наведено приклад оцінки напруги та кроки вибору драйвера світлодіода.

Характеристики світлодіодів V/I

Для ідеального світлодіода пряма напруга не змінюється при збільшенні струму (рис. 1). Насправді пряма напруга ЗМІНЮЄТЬСЯ зі струмом, і важливо перевіряти напругу світлодіода на основі фактичного розрахованого струму, а не посилаючись на стандартні умови випробування специфікації.
У наведеному нижче прикладі специфікація показує, що типова напруга світлодіода становить 3,2 В. Якщо світлодіод використовується не на 350 мА, а на 1 А, то замість 3,2 В/світлодіод фактична типова напруга світлодіода становить 3,8 В/світлодіод. Ця різниця в 0,6 В може призвести до зовсім іншого результату, коли послідовно встановлюється велика кількість світлодіодів. Крім того, ситуація може погіршитися, якщо світлодіодний драйвер має високий пульсаційний струм, що призведе до пікового струму вище 1А і, таким чином, пікова напруга перевищить 3,8 В.

Характеристика Одиниця Мінімальний Типовий Максимум
Пряма напруга (@ 350mA, 85 ° C) V 3.2 3.48
правильний
Рис.1.		 Рис.2.

Допуск виробництва світлодіодів

Прямі напруги світлодіодів на кожній матриці мають зміни внаслідок дрейфу процесу. Зріле виробництво повинно забезпечувати більш жорсткі допуски, що призводить до нормального розподілу (наприклад, рис. 3). Типовий допуск напруги внаслідок варіації виробництва становить менше 10%, що можна побічно отримати з максимального та типового співвідношення типової прямої напруги на таблиці даних світлодіодів (див. Таблицю 1, стовпці 4 та 5). З іншого боку, виробничі дані, такі як фактичний розподіл прямої напруги, можливо, доведеться перевіряти безпосередньо у виробника світлодіодів.