Осветите путь с помощью гибкого автоматического светодиодного драйвера с высокой яркостью
В этой статье мы рассмотрим необходимые функции для автомобильных драйверов светодиодов для безопасного взаимодействия с автомобильным аккумулятором, обеспечивая при этом высокую производительность в гибкой архитектуре для удобства повторного использования во многих других приложениях.
Напряжение питания светодиодный источник получает от автомобильного аккумулятора и обычно составляет 12 В, но при полностью заряженном аккумуляторе оно может достигать 16 В. Автомобили испытывают большие падения напряжения при запуске двигателя, поэтому нижний предел для источника питания может составлять 6 В или ниже.
Если автомобильный аккумулятор случайно отключился от генератора во время зарядки, возникает скачок напряжения до 120 В. Этот скачок напряжения ограничивается ограничителем переходного напряжения (TVS), диапазон которого на зажимах должен быть выше максимального напряжения аккумулятора (16 В) и ниже напряжения пробоя входного стабилизатора напряжения (например, 36 В).
Диод защиты от включения обратной полярности также необходим для защиты системы от случайного изменения полярности батареи, когда аккумулятор отсоединяется и повторно подключается во время технического обслуживания.
На рисунке ниже показана типичная схема защиты и регулирования внешнего интерфейса при взаимодействии с аккумулятором.
Драйвер для светодиодного светильника: назначение, виды, принцип работы и изготовление
Основная система фар
Помимо контроля тока и напряжения, интегральная схема контроллера должна быть оснащена всеми ранее упомянутыми функциями (затемнение, расширенный спектр освещения и так далее). Датчик тока высокого напряжения (через резисторы RS) необходим для защиты светодиодной системы в случае короткого замыкания с выходом на землю или на вход аккумулятора.
Если проблема заключается в изоляции ввода-вывода, то правильным решением может быть преобразователь SEPIC (прерывистый выходной ток) или Ćuk (непрерывный выходной ток). Один контроллер, поддерживающий множество архитектур, обладает явными преимуществами экономии масштаба и простоты повторного использования.
Основные характеристики
Среди основных характеристик led-driver особое значение на его рабочие параметры оказывают следующие три:
На первый фактор влияют значение падения напряжения самого лед-элемента, а также способ его подключения. Если применяется параллельная схема, то напряжение на всех светодиодах будет одинаковым. Иной результат будет при использовании последовательной схемы. Здесь величина этого параметра должна быть равной суммарному падению напряжения всех элементов цепочки.
Значение номинального тока led-driver находится в прямой зависимости от яркости и мощности лэд-светильников. Драйвер должен подавать ток такой силы, чтобы их световая сила была равна заявленной от производителя.
Мощность или выдаваемая нагрузка led-driver должна быть не ниже общего значения аналогичного параметра для всех участников цепи. Например, если в схеме 10 светодиодов по 2 Вт, значит их сумма будет равна 20 Вт. При этом к расчетной нагрузке нужно прибавить буфер в 20-30% (запас мощности). В данном случае получится: 20 Вт + (20 х 0,3) 6 Вт = 26 Вт.
Важно! При расчете мощности led-driver необходимо учитывать также цвет лэд-элемента, так как кристаллы разной цветопередачи при равной яркости и силе тока обладают разным падением напряжения, а значит и мощностью. К примеру, два светодиода на 359 мА красный и зеленый забирают по 1,9-2,4 В и 3,3 – 3,9 В, соответственно, и, следовательно, имеют по 0,75 и 1,25 Вт, соответственно.
Новый светодиодный драйвер для управления фарами автомобиля
Виды светодиодных драйверов
Существуют два основных вида led-driver – это импульсного и линейного типа. Отличие между ними заключается в принципе стабилизации электрического тока, что выражается в главных характеристиках, сферах применения и сроке эксплуатации. Рассмотрим их более подробно.
Линейный стабилизатор
Линейный led-driver выполняет функцию простейшего автоматического резистора. При малейших изменениях силы тока он моментально восстанавливает заданное его значение на выходе. Роль такого устройства выполняет транзистор. Независимо от того как меняются характеристики внешней питающей сети, внутреннее его величина сохраняется постоянной.
Импульсная стабилизация
Драйвер с низковольтным входом
В эту категорию входят драйверы, рассчитанные на подключение к первичному источнику напряжения — блоку питания или аккумулятору. Например, это драйверы для светодиодных фонарей или ламп, предназначенных для замены галогенных 12 В. Преимущество — небольшие габариты и вес, высокий КПД, надежность, безопасность при эксплуатации. Недостаток — требуется первичный источник напряжения.
Полностью готовы к использованию и содержат все необходимые элементы для питания светодиодов. Преимущество — высокий КПД, надежность, наличие гальванической развязки, безопасность при эксплуатации. Недостаток — высокая стоимость, труднодоступны для приобретения. Могут быть как в корпусе, так и без корпуса. Последние обычно применяют в составе ламп или других источников света.
Светодиодная лента RGB 12В SMD5050
Срок годности
Срок эксплуатации драйвера несколько меньше по сравнению с оптической составляющей светодиодного светильника — порядка 30 000 часов. Это связано с рядом причин: скачками напряжения, изменениями температуры, влажности и нагрузкой на преобразователь.
Одно из уязвимых мест — сглаживающий конденсатор, в котором со временем испаряется электролит. В большинстве случаев это происходит при монтаже в помещениях с высокой влажностью или подключении к сети, в которой есть скачки напряжения. Подход приведет к повышению пульсаций на выходе устройства, что негативно воздействует на led-диоды.
Нередко срок службы драйвера уменьшается из-за частичной загруженности. Если используется устройство мощностью 200 Вт с уменьшенной в два раза нагрузкой (100 Вт), половина от номинального значения вернется в сеть, что вызовет перегрузку и более частые сбои питания.
Блок питания на основе трансформатора
- короткий срок эксплуатации;
- ненадежность — дешевые элементы для схем;
- большие радиочастотные помехи;
- многочисленные пульсации;
- слабая защита от высокой температуры и повышения/снижения сетевого напряжения.
Виды драйверов
Принцип действия импульсных драйверов сложнее — на выходе образуется серия импульсов тока высокой частоты.
Частота появления импульсов тока всегда постоянна, но коэффициент заполнения может изменяться в диапазоне 10 – 80 %, что приводит к изменению значения выходного тока. Компактные габариты и высокий КПД (90 – 95 %) обусловили широкое распространение импульсных драйверов. Их главный недостаток — большее число электромагнитных помех (в сравнении с линейными).
На стоимости драйвера сказывается наличие или отсутствие гальванической развязки. В последнем случае устройства обычно дешевле, но надежность значительно ниже из-за вероятности поражения током.
