Teadmised

Home/Teadmised/Üksikasjad

Kõrge masti valgustuse toiteallikas

LED-id on keerulised pooljuhtseadmed, mille omavahel seotud elektrilised ja termilised omadused tuleks süsteemi projekteerimisel arvesse võtta. Voolu juhitavate seadmetena peavad LED-id töötama pideva voolu reguleerimise all, et säilitada nende ühtlane väljund. Igal LED-il on aga maksimaalne nimivool. Valgusdioodi võimsuse ületamine põhjustab jõudluse pöördumatut halvenemist ja eluea lühenemist. Kui voolutihedust suurendatakse üle teatud läve, langeb sisemine kvanttõhusus (IQE). Kvantefektiivsuse vähenemist suurte töövoolude korral nimetatakse efektiivsuse languseks. Efektiivsuse vähenemine tähendab heitsoojuse tootmise suurenemist. Valgusdioodi pooljuhtühenduse pärivool võib tõusta üle maksimaalse lubatud piiri, kui esineb ülepingejuhtum või mõne muu paralleelselt ühendatud LED-jada rike.

LED-draiver, mis reguleerib kõrge mastiga valgusti LED-massiivi võimsust, on konstrueeritud kommuteeritud toiteallikana (SMPS). SMPS-draiverid kasutavad lülitusregulaatorit, et muuta vahelduvvooluvõrgust alaldatud võimsus impulsslainekujuks, mida seejärel energiasalvestusseadme abil tasandatakse. Lülitustoiteallikad on ainsaks elujõuliseks võimaluseks suure võimsusega rakenduste jaoks, kuna need on väga tõhusad, võimaldavad täiustatud hämardamise juhtimist ja neil on universaalne sisendpinge võimalus. Eelkõige võib SMPS LED-draiveri efektiivsus olla kuni 97 protsenti, mis on palju parem kui lineaarsetel toiteallikatel. Lineaarsete regulaatorite eelisteks on madal hind, juhi-on-board (DOB) võime ja elektromagnetiliste häirete (EMI) puudumine. Neid draiveriahelaid leidub mõnes odava hinnaga tootes. Seda tüüpi ajamimehhanism nõuab aga sisendpinget, mis on vähemalt minimaalselt suurem kui soovitud väljundpinge. Reguleerimiseks vajalik sisendi ja väljundi vaheline minimaalne pingeerinevus visatakse lihtsalt ära heitsoojusena, mis mitte ainult ei too kaasa märkimisväärset umbes 20-protsendilist võimsuskadu, vaid tekitab ka olulisi termilisi pingeid samaaegselt paiknevatele pooljuhtkomponentidele.

Lülitatud režiimiga LED-draiverid on tehniliselt keerukad, kuna nad kasutavad elektrienergia muundamiseks ja salvestamiseks reaktiivseid komponente, nagu võnkepoolid ja elektrolüütkondensaatorid. Lülitusregulatsioon tekitab kõrgsageduslikku müra, mida EMI-filtrid peavad summutama. EMI-filtrid kasutavad ka reaktiivseid komponente, nagu filtreerimismähised ja kõrgepingekondensaatorid. Virvendus võib olla probleemiks spordivalgustuse rakendustes ja öistes väliüritustes, kus toimub televisiooni salvestamine ja ülekanne. Draiveri vooluringile saab lisada pulsatsioonisummuti, et vähendada väljundvoolu pulsatsiooni, nii et ei tekiks valgusallika väreluse põhjustatud stroboskoopilisi efekte ega ka tajutavat virvendust kaamera suure kaadrisageduse korral. Veel üks oluline nõue liinil töötavate LED-draiverite jaoks on võimsusteguri korrigeerimine (PFC), mis kujundab ja ajaliselt joondab sisendvoolu sinusoidaalseks lainekujuks, mis on faasis liinipingega. PFC-d kasutatakse ka mittelineaarsete elektriliste koormuste põhjustatud täielike harmooniliste moonutuste (THD) summutamiseks.

LED-draiver täidab järjestikku või paralleelselt mitmeid alamülesandeid, sealhulgas, kuid mitte ainult, liigvoolukaitse, ülepingekaitse, ületemperatuuri kaitse, nullvoolu tuvastamine (ZCD) ja käsitsemine, tippvoolu tuvastamine ja käsitsemine, analoog- või digitaalne pingekompensaator ja pidev valgusväljund (CLO). Kõrge mastiga valgustid puutuvad kokku äikese, tööstuslike ja lülituspingete või elektrostaatiliste lahendustega (ESD) põhjustatud mööduvatele liigpingetele. Ühe impulsiga sündmus põhjustab LED-i kohese katastroofilise rikke. Sellest lähtuvalt tuleks liigsete liigpingete summutamiseks kasutada ülepingekaitseseadet (SPD).

274e5a7754