Новые DC/DC-драйверы светодиодов от компании PEAK electronics

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.

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 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-UW1-600 приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Драйвер серии PLED-UW1-600: а) внешний вид; б) расположение выводов и размеры корпуса

№ вывода	Назначение
1	+Vin
2	PWM/Analog Dim
3	Remote ON/OFF
4	-Vin
5	LED+
6	LED-

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.

Таблица 1. Варианты моделей драйверов светодиодов серии PLED-UW1
Наименование	Iвых, мА	Uвх, В	Pвых, Вт	Uвых, В	UDIM, В
PLED-UW1-150xx	150	9…36	7,2	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-250xx	250	9…36	12	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-300xx	300	9…36	14,4	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-350xx	350	9…36	16,8	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-500xx	500	9…36	24	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-600xx	600	9…36	28,8	14…48	1,7…5,0
PLED-UW1-700xx	700	9…36	33,6	14…48	1,7…5,0

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.

Рис. 2. Схема включения драйвера серии PLED-UW1

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 номиналах 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 ШИМ-импульсов не должна превышать 100 кГц.

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

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-P-xxxKA построены на основе топологии Buck (в пер. с англ. «понижение») преобразователя.

Модули питания светодиодов PLED-P-xxxLF и PLED-P-xxxKA 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-P-700LF; –40…85°С для PLED-P-150LF, PLED-P-250LF, PLED-P-300LF, PLED-P-350LF.

Таблица 2. Варианты моделей драйверов светодиодов серий PLED-P-xxxLF и PLED-P-xxxKA
Наименование	Iвых, мА	Uвх, В	Pвых, Вт	Uвых, В
PLED-P-150xx	150	7…60	9	2…57
PLED-P-250xx	250	7…60	15	2…57
PLED-P-300xx	300	7…60	18	2…57
PLED-P-350xx	350	7…60	21	2…57
PLED-P-500xx	500	7…60	30	2…57
PLED-P-600xx	600	7…60	36	2…57
PLED-P-700xx	700	7…60	42	2…57
PLED-P-1000xx	1000	7…60	60	2…57

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.

Рис. 3. Схема управления током светодиодов аналоговым напряжением с помощью переменного резистора

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.