La puce LED de l'écran d'affichage LED est un composant semi-conducteur sensible aux caractéristiques-et présente des caractéristiques de température négatives. Par conséquent, il doit être stabilisé et protégé pendant le processus de demande. C'est précisément à cause de cela que le concept de conduite est né. Les exigences des dispositifs d'affichage à LED pour la puissance d'entraînement sont presque sévères. Contrairement aux ampoules à incandescence ordinaires, les LED peuvent être directement connectées au secteur 220V AC. La LED est pilotée par une basse tension de 2 à 3 volts. Il est nécessaire de concevoir un circuit de conversion compliqué. Les lumières LED à des fins différentes doivent être équipées de différents adaptateurs d'alimentation. Sur le marché international, les clients étrangers ont des exigences très élevées en matière de conversion d'efficacité, de puissance effective, de précision du courant constant, de durée de vie de l'alimentation et de compatibilité électromagnétique de l'alimentation du lecteur de LED. La conception d'une bonne alimentation doit tenir compte de ces facteurs, car l'alimentation est affichée dans l'ensemble de la LED. Le rôle de l'écran est aussi important que le cœur humain.
Affichage LED couleur
The power supply of the LED display is very important. Each LED display contains many dedicated power supplies. The model and power of the power supply directly affect the effect and performance of the LED display. Simple knowledge of the LED display power supply brand There are many, many on the market, and the price varies greatly. If the performance of the LED display power supply can't keep up, it will cause many unpredictable consequences, such as: abnormal display, flickering, serious short circuit and fire, these accidents are not It's not new, it's all real examples. Many customers like to compare prices when purchasing, and then keep lowering prices. In order to take orders, some manufacturers can only take orders at the reserve price and make a fuss about various accessories. Including power supply.
L'alimentation de l'affichage LED et l'entraînement à courant constant sont inséparables. Lors de l'utilisation d'une LED comme écran d'affichage ou autre équipement d'éclairage ou rétro-éclairage, elle doit être alimentée par un courant constant. Les principales raisons sont les suivantes :
1. Évitez de conduire le courant dépassant la valeur nominale maximale et affectant sa fiabilité.
2. Obtenez les exigences de luminosité attendues et assurez-vous de la cohérence de la luminosité et de la chromaticité de chaque LED.
Caractéristiques du variateur à courant constant
Selon les règles de puissance du réseau électrique et les exigences caractéristiques de l'alimentation du lecteur de LED, les points suivants doivent être pris en compte lors de la sélection et de la conception de l'alimentation du lecteur de LED :
1. Haute fiabilité: C'est particulièrement comme l'alimentation électrique des lampadaires à LED. Il est installé à haute altitude, ce qui est peu pratique et coûteux à entretenir.
2. Haute efficacité : la LED est un produit-d'économie d'énergie, et l'efficacité de l'alimentation du lecteur doit être élevée. C'est particulièrement important pour la structure où l'alimentation électrique est installée dans le luminaire. Parce que l'efficacité lumineuse de la LED diminue avec l'augmentation de la température de la LED, la dissipation thermique de la LED est très importante. L'efficacité de l'alimentation est élevée, sa consommation d'énergie est faible, la chaleur générée dans la lampe est faible et l'élévation de température de la lampe est réduite. Il est avantageux de retarder la décroissance lumineuse des LED.
3. Facteur de puissance élevé : Le facteur de puissance est l'exigence du réseau électrique sur la charge. Généralement, il n'y a pas d'indicateurs obligatoires pour les appareils électriques de moins de 70 watts. Bien que le facteur de puissance d'un seul appareil électrique à faible puissance soit plus faible, il a peu d'effet sur le réseau électrique, mais si tout le monde s'allume la nuit, si la charge d'un même type est trop concentrée, cela causera une pollution grave au réseau électrique. Pour les alimentations électriques à LED de 30 watts à 40 watts, on dit que dans un avenir proche, il pourrait y avoir certaines exigences d'indice pour les facteurs de puissance.
4. De cette façon, la combinaison est flexible et la panne d'une LED n'affectera pas le travail des autres LED, mais le coût sera légèrement plus élevé. L'autre est une alimentation à courant constant continu, avec des LED fonctionnant en série ou en parallèle. Son avantage est que le coût est un peu inférieur, mais la flexibilité est médiocre, et il doit résoudre le problème d'une certaine panne de LED sans affecter le fonctionnement des autres accessoires d'affichage à LED. Ces deux formes coexistent pendant un certain temps. Le mode d'alimentation de sortie à courant constant multi-canal sera meilleur en termes de coût et de performances. Peut-être que ce sera la direction dominante à l'avenir.
5. Protection contre les surtensions : la capacité des LED à résister aux surtensions est relativement faible, en particulier la capacité à résister aux tensions inverses. Il est également important de renforcer la protection dans ce domaine. Certaines lampes à LED sont installées à l'extérieur, comme les lampadaires à LED. En raison de l'initiation de la charge du réseau et de l'induction de coups de foudre, diverses surtensions envahiront le système de réseau, et certaines surtensions endommageront la LED. Par conséquent, l'alimentation du lecteur de LED doit avoir la capacité de supprimer l'intrusion de surtensions et de protéger la LED contre les dommages.
6. Fonction de protection : en plus de la fonction de protection conventionnelle de l'alimentation, il est préférable d'ajouter une rétroaction négative de la température de la LED à la sortie de courant constant pour éviter que la température de la LED ne devienne trop élevée.
7. En termes de protection : le type d'installation externe de la lampe, la structure d'alimentation doit être étanche et résistante à l'humidité-, et la coque doit être résistante à la lumière du soleil.
8. La durée de vie de l'alimentation électrique doit correspondre à la durée de vie de la LED.
9. Pour répondre aux exigences des réglementations de sécurité et de compatibilité électromagnétique.
La gamme d'applications et l'utilisation des LED deviennent de plus en plus étendues, et les performances de l'alimentation et du pilote LED seront de plus en plus adaptées aux exigences des LED, de sorte que les performances de l'affichage LED s'amélioreront et se stabiliseront progressivement, ce qui est le progrès de l'industrie.
Constant current drive principle
La courbe de relation entre la chute de tension directe (VF) et le courant direct (IF). D'après la courbe, nous pouvons voir que lorsque la tension directe dépasse un certain seuil (environ 2 V), c'est-à-dire après la tension dite d'activation-, on peut approximativement considérer que IF et VF est proportionnel. Voir le tableau pour les caractéristiques électriques des principales LED super lumineuses actuelles. On peut voir dans le tableau que le FI le plus élevé des LED ultra-actuelles peut atteindre 1A, et le VF est généralement de 2 à 4V.
Since the light characteristics of LEDs are usually described as a function of current rather than a function of voltage, the relationship curve between luminous flux (φV) and IF, the use of a constant current source to drive can better control the brightness. In addition, the forward voltage drop of the LED has a relatively large range (up to 1V or more). From the VF-IF curve in the above figure, it can be seen that a small change in VF will cause a large change in IF, which will cause a greater brightness. Big change. Therefore, the use of constant voltage source drive cannot guarantee the consistency of LED brightness, and affects the reliability, life and light attenuation of the LED. Therefore, ultra-bright LEDs are usually driven by a constant current source.
The relationship curve between LED temperature and luminous flux (φV). The figure below shows that luminous flux is inversely proportional to temperature. The luminous flux at 85 degree is half of that at 25 degree , and the light output at 40 degree is 1.8 times that at 25 degree . The change of temperature also has a certain influence on the wavelength of the LED. Therefore, good heat dissipation is the guarantee for the LED to maintain a constant brightness.
Constant current drive circuit
En raison de la limitation du niveau de puissance des LED, il est généralement nécessaire de piloter plusieurs LED en même temps pour répondre aux exigences de luminosité. Par conséquent, un circuit de commande spécial est nécessaire pour allumer les LED.
1. Résistance - abaissement de la capacité - : utilisez l'impédance du condensateur sous AC pour limiter le courant d'entrée, afin d'obtenir un niveau DC pour alimenter la LED. Ce mode de conduite a une structure simple et un faible coût, mais l'entrée est une solution non-isolée, qui présente des risques potentiels pour la sécurité. De plus, l'efficacité de conversion est très faible et un contrôle de courant constant ne peut pas être obtenu.
2. Circuit de retour d'isolement : à l'aide d'un circuit de retour, un niveau CC est généré du côté secondaire via un transformateur, puis l'ondulation de ce niveau est renvoyée vers le côté primaire via un optocoupleur, ce qui l'auto-excite- et stable. Ce type de circuit répond aux exigences des réglementations de sécurité, et la précision du courant constant de sortie est meilleure et l'efficacité de conversion est plus élevée. Cependant, en raison de la nécessité d'un optocoupleur et d'un circuit de commande à courant constant côté secondaire-, le système est compliqué, encombrant et coûteux.
3. Plan côté primaire: Le plan côté primaire consiste à contrôler complètement la puissance et le courant de sortie du côté primaire CA, le plus précis peut atteindre une précision de courant constant de 5% et le côté secondaire n'a besoin que d'un simple circuit de sortie. Le côté primaire s'appuie principalement sur la rétroaction du côté auxiliaire pour contrôler la tension de sortie, s'appuie sur la résistance de limitation de courant pour contrôler le courant du côté primaire et multiplie en même temps le rapport de tours pour contrôler la précision du courant de sortie. La solution latérale d'origine - hérite des avantages du circuit de retour isolé, tandis que la structure est simple et qu'elle peut atteindre une petite taille et un faible coût.
Le problème de la précision du courant constant du côté primaire : la précision de production de la transformation est difficile à contrôler, ce qui entraîne une grande dérive du courant de sortie lorsque la solution du côté primaire utilise un transformateur de faible-qualité. Par conséquent, la solution côté primaire est améliorée en ajoutant un circuit de commande à courant constant côté secondaire, qui est plus compliqué que la solution côté primaire ordinaire, mais par rapport à la solution flyback, l'optocoupleur peut toujours être omis, et le système a le coût le plus élevé performance.
Constant current drive mode
L'utilisation d'un régulateur linéaire pour convertir la tension se heurtera à des problèmes de consommation d'énergie. Cette méthode est plus appropriée pour une utilisation dans les circuits de conversion qui doivent éviter le bruit (comme l'audio de la voiture) et ne peuvent pas utiliser le mode de commutation. La caractéristique de la méthode de commutation est que l'efficacité de conversion est très élevée, mais elle présente également le problème du bruit, de sorte que le choix de la méthode de conversion dépend de l'application.
Généralement, l'efficacité de la méthode d'entraînement de la pompe de charge change avec le changement de la tension d'entrée. Dans les applications avec une large gamme de changements de tension, son efficacité est relativement faible ; et dans les applications avec une gamme relativement petite de changements de tension, uniquement lorsque les tensions d'entrée et de sortie sont différentes Lorsque la relation est un multiple entier, son efficacité peut être maximisée, mais cela est difficile à réaliser dans les applications pratiques alimentées par batterie- . En revanche, l'efficacité de conversion des inducteurs n'est pas affectée par les interférences de tension et les restrictions d'application sont inférieures à celles des pompes de charge.
Constant current design ideas
Le statut des LED dans les écrans LED en tant que rétro-éclairage dans les produits portables est inébranlable. Même dans les rétroéclairages des écrans LCD-de grande taille, les LED ont commencé à remettre en question le statut courant des CCFL (lampes fluorescentes à cathode froide) ; et dans le domaine de l'éclairage En tant que composant le plus critique de l'éclairage à semi-conducteurs, la LED est recherchée par le marché en raison de son économie d'énergie, de sa protection de l'environnement, de sa longue durée de vie, de son absence d'entretien et de bien d'autres auras. Le circuit de commande est une partie importante des produits LED (diode électroluminescente). Que ce soit dans le domaine de l'éclairage, du rétroéclairage ou du panneau d'affichage, le choix de l'architecture de la technologie du circuit de commande doit correspondre à l'application spécifique.
Le principe-d'émission de lumière de la LED consiste à ajouter une tension directe à ses deux extrémités, de sorte que les porteurs minoritaires et les porteurs majoritaires dans le semi-conducteur se recombinent et libèrent un excès d'énergie, ce qui provoque l'émission de photons. La fonction principale du circuit de commande de LED est de convertir la tension alternative en une alimentation à courant constant, et en même temps de compléter l'adaptation de la tension et du courant de la LED selon les exigences du dispositif LED. En plus de répondre aux exigences de sécurité, le circuit de commande de LED doit avoir deux autres fonctions de base :
One is to maintain constant current characteristics as much as possible, especially when the power supply voltage fluctuates by ±15 percent , the output current should be kept within ±10 percent .
1. Évitez de conduire le courant dépassant la valeur nominale maximale et affectant sa fiabilité.
2. Obtenez les exigences de luminosité attendues et assurez-vous de la cohérence de la luminosité et de la chromaticité de chaque LED.
La seconde est que le circuit de commande doit maintenir sa propre consommation d'énergie faible, de sorte que l'efficacité du système de la LED puisse être maintenue à un niveau élevé.
La technologie PWM (Pulse Width Modulation) est une méthode de gradation traditionnelle. Il utilise de simples impulsions numériques pour commuter à plusieurs reprises le pilote de LED. Le système n'a besoin que de fournir des impulsions numériques larges et étroites pour modifier facilement le courant de sortie. Ajustant ainsi la luminosité de la LED. L'avantage de cette technologie réside dans sa capacité à fournir une lumière blanche de haute-qualité, une application simple et un rendement élevé, mais un inconvénient fatal est qu'elle est sujette aux interférences électromagnétiques et parfois même au bruit qui peut être entendu par l'être humain. oreille.
Boost is an important task of LED drive circuit, and inductive boost and charge pump boost are two different topological modes. "Because the LED is driven by current, and the inductor has the highest efficiency during current conversion, the biggest advantage of the inductor boost method is its high efficiency, which can exceed 90 percent if it is designed properly; but its disadvantage is also obvious, that is, electromagnetic interference. Very strong, the system requirements for communication products such as mobile phones are very high. With the advent of charge pumps, the efficiency of boosting methods using charge pumps will be lower than that of inductive boosting.
Que ce soit dans les applications d'éclairage ou les applications de rétroéclairage, l'amélioration de l'efficacité de conversion du circuit de commande est un problème auquel les concepteurs de produits doivent faire face. L'amélioration de l'efficacité de conversion est non seulement propice à l'allongement du temps de veille des produits portables, mais également un moyen important de résoudre le problème de la dissipation thermique des LED. Dans le domaine de l'éclairage, en raison de l'utilisation de LED haute-puissance, il est particulièrement important d'améliorer l'efficacité de conversion.
Affichage LED couleur
Les LED doivent avoir des composants de stabilisation de courant et de tension constants-lorsqu'elles fonctionnent, mais ces composants doivent avoir les caractéristiques d'une division haute tension, mais une faible consommation d'énergie, sinon la LED avec une efficacité plus élevée sera causée par la puissance de travail du circuit d'entraînement. Trop de consommation réduira considérablement l'efficacité de l'ensemble du système, ce qui va à l'encontre de l'objectif d'économie d'énergie et de rendement élevé. Par conséquent, dans la mesure du possible, les résistances ou les circuits régulateurs de tension en série ne doivent pas être utilisés comme circuit de limitation de courant principal du pilote de LED, et des circuits à haut rendement- tels que des condensateurs, des inductances ou des circuits de commutation actifs doivent être utilisés. pour assurer la haute efficacité du système LED. L'utilisation d'un circuit de sortie à puissance constante intégré en série peut maintenir la puissance lumineuse de la LED constante sur une large gamme de sources d'alimentation, mais l'efficacité des circuits IC généraux diminuera donc. L'utilisation d'un circuit de commutation actif peut garantir que la puissance de sortie constante est obtenue lorsque la tension d'alimentation change considérablement avec un rendement de conversion élevé.
But with its unique advantages, it can work efficiently under safe and special voltage (underwater lamps in swimming pools, paddling pools, miner's lamps). In addition, it has its own unique advantages in the direct use of green electricity (solar energy, wind energy, etc.) and emergency lighting. Especially in terms of dimming, LEDs can not only achieve 0-100 percent dimming, but also ensure high light efficiency throughout the dimming process without compromising the life of the LED, which is difficult for gas discharge lamps.
Exigences d'entraînement à courant constant d'affichage LED
En plus de répondre aux exigences de sécurité, le circuit de commande de LED doit avoir deux autres fonctions de base :
The first is to keep the constant current characteristics as much as possible, especially when the power supply voltage changes by ±15 percent , the output current should still be kept within the range of ±10 percent . The main reasons are: 1. Avoid driving current beyond the maximum rated value. Affect its reliability. 2. Obtain the expected brightness requirements and ensure the consistency of the brightness and chromaticity of each LED.
La seconde est que le circuit de commande doit maintenir sa propre consommation d'énergie faible, de sorte que l'efficacité du système de la LED puisse être maintenue à un niveau élevé.
Affichage LED couleur
Contrôle CC
La LED est un appareil alimenté par le courant et sa luminosité est proportionnelle au courant direct. Il existe deux façons de contrôler le courant direct.
La première méthode consiste à utiliser la courbe LEDV{{0}}I pour déterminer la tension qui doit être appliquée à la LED pour produire le courant direct attendu. Son mode de réalisation adopte généralement une alimentation en tension et une résistance ballast. Comme décrit ci-dessous, cette méthode présente plusieurs inconvénients. Toute modification de la tension directe de la LED entraînera une modification du courant de la LED. Si la tension directe nominale est de 3,6 V, le courant de la LED de la figure 1 est de 20 mA. Si la tension devient 4,0 V, ce qui est un changement de tension spécifique causé par des changements de température ou de fabrication, le courant direct est réduit à 14 mA. Un changement de 11 % de la tension directe entraînera un changement de courant direct plus important, jusqu'à 30 %. De plus, selon la tension d'entrée disponible, la chute de tension et la consommation d'énergie de la résistance de ballast gaspilleront de l'énergie et réduiront la durée de vie de la batterie.
La deuxième méthode, et la méthode préférée de réglage du courant de la LED, consiste à utiliser une alimentation à courant constant pour piloter la LED.
haute efficacité
La durée de vie de la batterie est essentielle dans les applications portables. Si un pilote de LED est pratique, il doit être très efficace. La mesure de l'efficacité d'un pilote de LED est différente de la mesure de l'efficacité d'une alimentation électrique typique. La définition d'une mesure d'efficacité d'alimentation typique est la puissance de sortie divisée par la puissance d'entrée. Pour les drivers de LED, la puissance de sortie n'est pas un paramètre pertinent. Ce qui est important, c'est la valeur de la puissance d'entrée nécessaire pour produire la luminosité LED attendue. Cela peut être déterminé simplement en divisant la puissance de la LED par la puissance d'entrée. Remarque : si le rendement est défini de cette manière, la dissipation de puissance dans la résistance de détection de courant entraînera la dissipation de puissance dans l'alimentation. Grâce à la formule illustrée à la figure 3, nous pouvons voir qu'une tension de détection de courant plus faible produira un pilote de LED plus efficace. La figure 4 illustre la comparaison entre une alimentation à tension de référence 0.25V et une alimentation à tension de référence 1V.
