Aplicaciones de iluminación LED comenzará con tres niveles básicos de alimentación: bajo o igual a 20W potencia, media potencia entre 20W y 50W y más aplicaciones de 50W de potencia: vea la figura 1. Tenga en cuenta que aplicaciones del mundo real coincide exactamente estas tres clases de métodos, pero cuando considerando llevó soluciones de controlador, estos niveles de potencia de tres son constantes. Foco de aplicaciones de LED de alto brillo led de diseño.
El tema de este documento es ≤20w usos de la energía baja, especialmente la sustitución o modificación de bombilla lámparas existentes de sustitución de lámparas y luminarias. Esto también incluye nuevas luminarias estructural.
La tendencia de baja potencia de iluminación LED
2010 ventas de Global LED de alto brillo, estimados en $ 890 millones, Estimado desde 2010 a 2015, la tasa media de crecimiento anual (CAGR) es 39%, potencial de mercado visible. Pero para las unidades de LED, la tendencia principal es mejoras relacionadas con la unidad, coste de las reducciones y larga vida útil. El efecto es la relación de lúmenes por vatio.
«Doe SSL (American electrónico productos mundo http://www. eepw. com. cn/artículo/133636. plan de iluminación de estado sólido de fuente htm)"el potencial del alto-brillo LED se espera que supere las tradicionales tecnologías de hoy y en el pasado; Figuras 2 y 3 muestran la tendencia al aumento de la eficacia. En la definición de la eficacia, la energía de entrada se encuentra en el denominador, la potencia de entrada y la eficiencia de energía que pasan a la cadena de la lámpara de LED están relacionados con la solución de controlador de LED. En las gama completa de LED carga energía y carga posibilidades, una topología de disco no es la mejor opción, pero se puede considerar una topología mínima para satisfacer todas las necesidades de desarrollo de controlador de LED.
Elegir el semiconductor más eficiente puede utilizarse como base para elegir una topología, pero el costo de la unidad también es limitado. El programa SSL DOE calcula la corriente de costos como se muestra en la figura 4, unidades y los $number del general coste de fabricación.
Este es el objetivo de costo total por los usuarios finales, y la adopción de soluciones de iluminación LED se ha convertido en el obstáculo más común para la mejora del rendimiento. Los requisitos de coste objetivo presentados por el Departamento de energía en el 2011 sólido estado iluminación mercado taller de presentación se muestran en la figura 5, con los costos caen en casi un 50% por 4 años. Selección de topología de coche LED también ofrece la mejor solución costo.
La vida laboral también se relaciona con la confiabilidad de la fuente de alimentación. Confiabilidad es afectada por el número de componentes de la unidad de LED, el tipo de componentes utilizados, la temperatura o la pérdida de energía. Utilice el número de componentes para el cálculo de la confiabilidad de la impulsión del LED y para determinar el número de componentes reducido según el target. Fiabilidad también es afectada por la temperatura de la obra, así que diseño térmico es también importante, y también es importante reducir la pérdida de energía asociada con los métodos de control de topología y componentes del controlador LED. La tendencia de desarrollo es eliminar los condensadores electrolíticos, así como otros componentes como aisladores ópticos e integrar funciones en dispositivos de control de silicio.
Controlador de LED de baja potencia Design Challenge
Diseño del controlador LED hoy enfrenta los siguientes desafíos; los artículos se convertirá en restricciones de diseño que los diseñadores deben equilibrar, en el orden de diferentes empresas.
acortar el ciclo de desarrollo;
Reducir los costos;
Complejidad del diseño;
En busca de las topologías de energía que pueden satisfacer de entrada y salida de parámetros de voltaje-corriente, diseño térmico, las normas de seguridad y requisitos de protección;
eficiencia y eficacia;
Para cumplir con requerimientos regulatorios globales, también es en la unidad de LED para reducir la pérdida de energía, el uso de corrección de factor de potencia (PFC) y bajo THD (distorsión armónica total);
Conducir la fiabilidad y vida de servicio;
Tolerancia de salida corriente constante;
Atenuación y oscurecimiento de la gama (los requisitos de la fase de corte dimmer, tasa de regulación, límite de corriente de irrupción, humedeciendo el circuito regulador de voltaje, etcetera.);
Sin parpadeo;
Impreso de Board (PCB) de espacio limitado o restricciones de volumen (altura);
función de protección-OVP, OCP, OTP, cortocircuito circuito abierto conducido conducido;
Temperatura de trabajo;
Múltiples proveedores complican la cadena de suministro.
Análisis de uso de LED de bajo potencia
A continuación es una revisión de iluminación LED de baja potencia, estructura, función, desafíos de diseño y tendencias de aplicación.
Luz LED MR11/16
Lámpara MR11/16 es una lámpara de halógeno típico, el tipo ordinario de potencia 20W, 35W y 50W.
Estructura del sistema
Diseños típicos de las lámparas halógenas existentes se muestran en la figura 6
La tensión de entrada puede ser DC 12V o 24V o directamente conectado a la fuente de alimentación de corriente AC 120V o 230V. La tensión de 12V o 24V puede provenir de un transformador simple que utiliza la tensión de alimentación y salidas un v/24v AC como el portalámparas de la entrada. Productos LED de sustitución deban ser controlada como una fuente de corriente constante. Señor de la lámpara de 4W es equivalente a una lámpara del halógeno 20W. Algunos modelos tienen características de atenuación, y la tendencia de desarrollo es que aumenta el suministro de dichos productos.
Desafíos del diseño del coche
El mayor reto del diseño MR11/16 es la falta de estándares, incluyendo forma de lámpara y bombilla, requisitos de energía factor y total distorsión armónica (ENERGY STAR LED lámparas ≥ 0.9, para la "5w de una lámpara, ≥ 0,7) y eficacia de energía del sistema bajo". Teniendo en cuenta que el tamaño de la lámpara de la figura 7 debe contener un coche, la pequeña huella del conductor del LED es agradable.
Hay dos tipos de circuito impreso (PWB) dimensiones, un tipo como se muestra en la figura 8, es redondo, con la parte posterior del módulo LED. El diámetro circular debe ser menos de 30mm y el mayor componente está dentro del rango de 5mm del conector del centro.
Otro tipo de tablero del PWB en la forma del tamaño de la figura 9, es vertical. Debe ser menor que m 30mmx20.
El esquema de Fairchild
Fairchild presenta una nueva pieza de coche de LED para solucionar el problema de AC, como se muestra en la figura 10 FL7701. Es una inteligente solución de conductor llevado descender no aislada de PFC. Directamente utilizando la línea de CA Voltaje de entrada, es posible conseguir el pequeño tamaño del PCB se puede utilizar para pantalla de Señor. Este diseño de coche led elimina todos los condensadores electrolíticos: se utiliza normalmente para entrada, salida y voltajes de VCC IC. Usando sólo un pequeño número de componentes externos, los requisitos PF y THD pueden cumplirse mientras que más del 80% se logra la eficiencia. En contraste con el diseño del elevador, la topología reductor también tiene la ventaja de las corrientes de salida continua (corrientes de ondulación reducida), porque la inductancia y la salida en serie, para la carga del LED, la topología buck parece una fuente de corriente constante. La corriente de salida de la topología de impulso es discontinua, a menos que el capacitor de salida se utiliza para filtrar la corriente de ripple.
A19, E14/17, bulbos E26/27
Algunos tipos de bombillas son también denomina una salida de tornillo (zócalo de Edison) y tipo de vela. La mayoría de ellos son incandescentes, utilizando productos de sustitución de CFL o LED para satisfacer las exigencias de aplicación.
Estructura del sistema
Su voltaje de entrada directamente desde la fuente de alimentación AC, el tipo de portalámparas son: E14/17 (tipo vela), tornillo de A19/e26/27, energía clasificada: 1 ~ 5w para bombillas de vela, 4 ~ 17w para el reemplazo de incandescente. Las dimensiones se muestran en la figura 11.
Desafíos del diseño
El desafío para el diseño del controlador de LED para bombillas de vela es el pequeño espacio del PWB, que es menor que el espacio de la lámpara del Señor y trabaja en la tensión de entrada. El uso de diseño de controlador de LED para reemplazar la lámpara incandescente, su espacio del PWB que vela tipo luces o luces del Señor, la potencia también es más grande, el resultado real es el espacio del PWB es todavía limitada, similar a la luz de la vela-como. Para el diseño de la lámpara tornillo, pf y THD son casi obligatorias. Hay funciones de atenuación adicional.
Para portalámparas es parabólico forma de la lámpara E26/27 del tamaño de la placa, lado de la lámpara para m, en el módulo LED lateral mm, longitud de 70mm, ver figura 12.
Requisito de eficacia es superior al 75%. Unas breves notas sobre el diseño de un dimmer compatible incluyen compatibilidad con una variedad de corrientes de hold, lineales en una amplia gama de la luz y sin parpadeo.
Soluciones de Fairchild
El principal regulador del regulador para Fairchild se muestra en la tabla 1. Cuando trabaje en modo de ajuste de corriente constante, la corriente de salida se calcula utilizando el desagüe máximo actual que iPeak y el inductor corriente descargan tiempo TDIs, porque la corriente de salida es igual a la media actual de diodo en estado estacionario. Usando la tecnología Truecurrent de Fairchild, la constante corriente de salida puede ser controlado con precisión.
PAR16, 20, 30, 38 luz estructura del sistema
Estas lámparas son entrada de voltaje AC, potencia es entre 4w ~ 20w, portalámparas son GU10 E26/27 o 2 pines, como se muestra en la figura 13.
Con un tamaño más grande de la lámpara, hay considerable espacio para acomodar la solución LED de coche, y PF y bajo THD son obligatorias aún.
Desafíos del diseño
La potencia superior de estas lámparas LED causará superior VDS, pico (spikes) a través del MOSFET y por lo tanto requieren un MOSFET BVDSS con niveles más altos. Para picos de alta tensión, calificaciones BVDSS deben reducirse debido a la corriente de entrada alta. Figura 14 muestra el pico de voltaje como un resumen del VDS, máximo = Vin + nvo vos, donde nvo es el voltaje de salida de la reflexión, también conocido como el Vro.
Tampones se utilizan normalmente para limitar la tensión de pico de Vos, pero amortiguadores consumen energía, reduciendo la eficiencia de las unidades LED:
Soluciones de Fairchild
La solución de Fairchild se muestra en la tabla 2, donde se muestra la comparación entre los métodos de nivel 2 y una etapa en la tabla 3.
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