новые DC/DC-драйверы светодиодов от компании PEAK

Новые DC/DC-драйверы светодиодов
от компании PEAK electronics
Андрей Конопельченко, инженер по применению, ЗАО «Компэл»
Активное внедрение светодиодов в системы освещения и подсветки обусловлено их высокой надежностью, низким
энергопотреблением, большим сроком эксплуатации, удобством применения и широтой спектра задач, решаемых
с помощью светодиодных светильников. Для питания светодиодов необходим стабилизированный ток, поэтому
в качестве его источника применяется специализированный драйвер. Следуя тенденциям рынка, компания Peak
Electronics дополнила модельный ряд драйверов для светодиодов двумя новыми сериями – PLED-UW1 и PLED-P.
Выбор драйвера светодиодов
Итак, яркость свечения светодиода зависит от протекающего через него тока. Для питания светодиода требуется обеспечить постоянство значения этого тока, причем
необходимой величины, которая определяется оптимальной яркостью и цветом свечения светодиода. Перед выбором драйвера светодиодов следует:
– выяснить, что требуется: постоянное напряжение
(если нагрузкой является светодиодная линейка) или
постоянный ток (если нагрузка — сверхъяркие светодиоды);
– определить выходное напряжение драйвера и/или
выходной ток, а также полную мощность;
– определить диапазон входного напряжения;
– уточнить диапазон рабочих температур и требования по защите от воздействия окружающей среды (ingress
protection, IP);
– оценить требования к КПД, электробезопасности и
электромагнитной совместимости, проверить эти параметры по фирменному описанию (Data Sheet) драйвера.
Все многообразие решений можно свести к следующим
случаям.
1.Проектирование и изготовление собственного оригинального драйвера на основе интегральных схем AC/
DC- или DC/DC-драйверов светодиодов.
2.Выбор готового модульного драйвера (AC/DC или DC/
DC).
В первом случае учитываются особенности проектируемого светильника, его применения, места установки
и т.д. Во втором случае обеспечивается гарантированное
качество решения технической задачи и высокая скорость
выхода нового светодиодного решения на рынок. В современных условиях именно скорость выхода на рынок новых
востребованных изделий становится важнейшим фактором выживания и развития компании.
Предлагаемый вниманию читателей материал знакомит
с новыми модульными DC/DC-драйверами компании Peak
Electronics для монтажа на печатную плату, которые предназначены для питания сверхъярких светодиодов.
2”×1” с выходным током 150, 250, 300, 350, 500, 600, 700
или 1000 мА. По сравнению с предыдущими сериями эти
модульные DC/DC-драйверы выполнены по топологии
Boost (в пер. с англ. «повышение»). Ее применение позволяет поддерживать высокое значение выходного напряжения даже на низком уровне основной сети питания.
Внешний вид и чертеж модуля питания серии PLED-UW1600 приведен на рисунке 1.
Варианты моделей и параметры драйверов серии
PLED-UW1 приведены в таблице 1. Число в наименовании
указывает на значение выходного тока в миллиамперах, а
суффикс KA означает наличие встроенных монтажных проводов у модуля. Основные параметры модулей PLED-UW1:
– диапазон входного напряжения: 9…36 В;
– стабилизированный выходной ток;
– возможность управления выходным током;
– дистанционное включение/выключение;
– диапазон рабочих температур: –40…85°С.
Выходная мощность варьирует в диапазоне 7,2…34 Вт
в зависимости от модели. Это значительная мощность для
преобразователя, реализованного в компактном корпусе
типа 2”×1”, но драйверы серии PLED-UW1 имеют высокий
КПД до 95% и не требуют специальных мер для отвода
тепла.
Типовая схема включения драйвера PLED-UW1 приведена на рисунке 2. Его можно применить «как есть», подавая
на вход постоянное напряжение в диапазоне 9…36 В и
получая на выходе стабилизированный ток для питания
светодиодов.
Включение входного LC-фильтра и дросселя синфазных
помех не является обязательным и применяется только
в том случае, если перед разработчиком стоит задача
удовлетворить требования стандарта CISPR22 по электромагнитному излучению класса B. Производитель драйвера
рекомендует номинальное значение индуктивностей L1 и
L2 не менее 13,3 мкГн при указанных на рисунке 2 номи-
Модульные DC/DC-драйверы серий PLED-UW1-xxxLF,
PLED-UW1-xxxKA
DC/DC-драйверы светодиодов PLED-UW1-xxxLF и
PLED-UW1-xxxKA выпускаются в пластмассовом корпусе
а)
Таблица 1. Варианты моделей драйверов светодиодов серии PLED-UW1
Наименование
PLED-UW1-150xx
PLED-UW1-250xx
PLED-UW1-300xx
PLED-UW1-350xx
PLED-UW1-500xx
PLED-UW1-600xx
PLED-UW1-700xx
Iвых, мА
150
250
300
350
500
600
700
Uвх, В
9…36
9…36
9…36
9…36
9…36
9…36
9…36
Pвых, Вт
7,2
12
14,4
16,8
24
28,8
33,6
Uвых, В
14…48
14…48
14…48
14…48
14…48
14…48
14…48
UDIM, В
1,7…5,0
1,7…5,0
1,7…5,0
1,7…5,0
1,7…5,0
1,7…5,0
1,7…5,0
б)
№ вывода
Назначение
1
2
3
4
5
6
+Vin
PWM/Analog Dim
Remote ON/OFF
-Vin
LED+
LED-
Рис. 1. Драйвер серии PLED-UW1-600: а) внешний вид; б) расположение выводов и размеры корпуса
электронные компоненты №3 2011
1
Если функции дистанционного включения/выключения
или управления яркостью свечения светодиодов не востребованы в конкретной задаче, соответствующие выводы
драйвера можно не подключать.
Модульные DC/DC-драйверы с ультрашироким диапазоном входного напряжения
Рис. 2. Схема включения драйвера серии PLED-UW1
Рис. 3. Схема управления током светодиодов аналоговым напряжением с помощью переменного резистора
2
налах конденсаторов C1 и C2. Значение индуктивности
дросселя синфазных помех должно составлять 3 мГн при
номинале конденсатора C3 330 мкФ. Выбрать конкретное наименование дросселей и конденсаторов можно с
помощью параметрического поиска на сайте www.catalog.
compel.ru в разделе «Пассивные компоненты».
Вывод Remote ON/OFF драйвера PLED-UW1 служит для
дистанционного включения/выключения модуля, а, значит,
и светодиодов, что востребовано в устройствах, реализующих концепцию энергосбережения. Дистанционное включение/выключение можно осуществить сигналом с выхода
микроконтроллера или с помощью тумблера. Для включения модуля значение напряжения на входе Remote ON/OFF
должно быть в диапазоне 0…0,6 В, для выключения — в
диапазоне 0,7…5 В. Потребление по цепи управления не
превышает 1 мА.
Вывод PWM/Analog Dim предназначен для управления
выходным током, т.е. яркостью свечения светодиодов.
На этот вывод можно подавать аналоговое управляющее
напряжение или сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). В первом случае применяется постоянное
напряжение в диапазоне 0,4…1,7 В.
В зависимости от скважности подаваемых на управляющий вход PWM/Analog Dim ШИМ-импульсов меняется
значение выходного тока драйвера и частота вспышек
светодиодов. Скважность импульсов меняется в диапазоне
10—90%, а максимальная частота управляющих ШИМимпульсов не должна превышать 100 кГц.
Таблица 2. Варианты моделей драйверов светодиодов серий PLED-P-xxxLF и
PLED-P-xxxKA
Наименование
PLED-P-150xx
PLED-P-250xx
PLED-P-300xx
PLED-P-350xx
PLED-P-500xx
PLED-P-600xx
PLED-P-700xx
PLED-P-1000xx
Iвых, мА
150
250
300
350
500
600
700
1000
Uвх, В
7…60
7…60
7…60
7…60
7…60
7…60
7…60
7…60
www.elcomdesign.ru
Pвых, Вт
9
15
18
21
30
36
42
60
Uвых, В
2…57
2…57
2…57
2…57
2…57
2…57
2…57
2…57
Драйверы серий PLED-P-xxxLF и PLED-P-xxxKA отличаются от PLED-UW1 компактным корпусом DIP24 размерами
31,75×20,32×12,45 мм. Драйверы PLED-P-xxxLF и PLED-PxxxKA построены на основе топологии Buck (в пер. с англ.
«понижение») преобразователя.
Модули питания светодиодов PLED-P-xxxLF и PLED-PxxxKA имеют широкий диапазон входных напряжений
7…60 В. Выходной ток драйверов может принимать значения 150…1000 мА в зависимости от модели (см. табл. 2), а
КПД преобразователей достигает 97%. Диапазон рабочих
температур составляет:
– –40…55°С для PLED-P-1000LF;
– –40…71°С для PLED-P-500LF, PLED-P-600LF, PLED-P700LF;
– –40…85°С для PLED-P-150LF, PLED-P-250LF, PLED-P300LF, PLED-P-350LF.
Вместо xx можно подставить суффиксы LF и KA. Суффикс
LF означает, что модуль питания выполнен в корпусе с
металлическими контактами, а KA означает, что выводами
служат гибкие провода.
Модули PLED-P-xxxLF и PLED-P-xxxKA имеют функции
дистанционного включения/выключения и управления
выходным током, отличие от PLED-UW1 состоит в том, что
обе функции совмещены на одном управляющем выводе
PWM.
Схема управления яркостью свечения светодиодов с
помощью управляющего напряжения представлена на
рисунке 3. Управление яркостью свечения светодиодов
LED_1—LED_N осуществляется изменением управляющего
напряжения на выводе DIM путем вращения ручки переменного резистора R3.
Основным элементом схемы управления драйвером
является регулируемый источник опорного напряжения
TL431, с которого снимается стабилизированное напряжение 2,5 В. Резистором R1 задается ток через стабилизатор
TL431. Рекомендуемое значение резистора R1 составляет
4,7 кОм, при этом напряжение U1 может быть любым в
диапазоне 5…30 В. Цепь, состоящая из последовательно
соединенных резисторов R2 и R3, представляет собой
делитель, который формирует напряжение в диапазоне
0…1,25 В на управляющем выводе. Рекомендуемые значения постоянного R2 и переменного R3 резисторов — по
10 кОм.
Преимуществами этой схемы является отсутствие зависимости параметров драйвера от значения напряжения U1
и возможность использования входного напряжения питания драйвера для формирования управляющего напряжения (значения U+ и U1 могут совпадать).
Преимущества модульных драйверов
светодиодов
Главным достоинством модульных драйверов светодиодов является простота применения — они не требуют
подключения внешних компонентов и используются по
принципу «Включил, и работает». Эта простота позволяет
разработчику светодиодного светильника или системы
подсветки быстро состыковать драйвер со своей схемой
управления яркостью свечения светодиодов. Все эти преимущества ускоряют процесс разработки нового изделия и
увеличивают скорость его выхода на рынок, что является
главнейшим условием динамичного развития и устойчивого положения компании.