Per rendere popolari gli apparecchi a LED, non solo è necessario ridurre significativamente i costi, ma anche risolvere i problemi tecnici. Come risolvere i problemi di efficienza energetica e affidabilità, Doug Bailey, vicepresidente del marketing di PowerIntegrations, ha condiviso l'esperienza di progettazione di driver LED efficienti e affidabili.
Innanzitutto, non utilizzare dispositivi di alimentazione bipolari
Doug Bailey ha sottolineato che, poiché i dispositivi di alimentazione bipolare sono più economici dei MOSFET, in genere circa 2 centesimi, alcuni progettisti utilizzano dispositivi di alimentazione bipolari per ridurre i costi del convertitore di frequenza a LED, il che può compromettere seriamente l'affidabilità del circuito perché con i LED. All'aumentare della temperatura della scheda del driver, il campo di lavoro effettivo del dispositivo bipolare si ridurrà rapidamente. Ciò causerà un malfunzionamento del dispositivo quando la temperatura aumenta, compromettendo così l'affidabilità della lampada a LED. Il modo corretto è selezionare il dispositivo MOSFET e la durata del dispositivo MOSFET. È molto più lungo di un dispositivo bipolare.
In secondo luogo, cerca di non usare condensatori elettrolitici
Vuoi usare condensatori elettrolitici nel circuito del driver LED? Ci sono sostenitori e avversari. I sostenitori ritengono che se la temperatura della scheda può essere controllata, lo scopo di prolungare la durata del condensatore elettrolitico può essere raggiunto a sua volta. Ad esempio, viene selezionato un condensatore elettrolitico ad alta temperatura con una durata di 105 gradi e una durata di 8000 ore, secondo la formula empirica per la durata del condensatore elettrolitico. "Ogni volta che la temperatura viene abbassata di 10 gradi, la vita viene raddoppiata", quindi ha una vita lavorativa di 16.000 ore in un ambiente a 95 gradi, una vita lavorativa di 32.000 ore in un ambiente a 85 gradi e una vita lavorativa di 64.000 ore in un ambiente di 75 gradi, se la temperatura di lavoro è più bassa, quindi la vita sarà più lunga! Da questo punto di vista, purché la scelta di condensatori elettrolitici di alta qualità non abbia alcun effetto sulla durata della potenza del convertitore!
Altri sostenitori ritengono che lo sfarfallio a bassa frequenza causato dall'elevata corrente di ondulazione causata dai condensatori elettrolitici causerà disagio fisiologico agli occhi di alcune persone. La grande ampiezza dell'ondulazione a bassa frequenza farà apparire scadenti alcune apparecchiature della fotocamera digitale. Una griglia luminosa e scura di luci tremolanti. Pertanto, le lampade a sorgente luminosa di alta qualità necessitano ancora di condensatori elettrolitici. Tuttavia, gli oppositori ritengono che i condensatori elettrolitici invecchino naturalmente. Inoltre, la temperatura delle lampade a LED è estremamente difficile da controllare, quindi la durata dei condensatori elettrolitici diminuirà inevitabilmente, influenzando così la vita delle lampade a LED.
A questo proposito, Doug Bailey ritiene che la parte di ingresso del circuito del driver LED possa essere considerata senza condensatori elettrolitici. In effetti, PI LinkSwitch-PH può salvare condensatori elettrolitici. Il design PFC a stadio singolo / corrente costante consente ai progettisti di risparmiare grandi capacità. Condensatore, nel circuito di uscita, è possibile utilizzare condensatori ceramici ad alta tensione anziché condensatori elettrolitici per migliorare l'affidabilità. "Alcune persone progettano un circuito a due stadi, utilizzando un condensatore elettrolitico in uscita a 400 V, che influenzerà seriamente il circuito. Affidabilità, si consiglia di utilizzare condensatori ceramici per circuiti a stadio singolo", ha sottolineato. "Per applicazioni industriali che si occupano meno di oscuramento, ambienti ad alta temperatura e dove è richiesta un'elevata affidabilità, consiglio vivamente di non utilizzare condensatori elettrolitici per la progettazione."
In terzo luogo, la tensione di resistenza del MOSFET non deve essere inferiore a 700 V.
I MOSFET a 600 V sono più economici. Molte persone pensano che la tensione di ingresso delle lampade a LED sia generalmente di 220 V, quindi la tensione di tenuta di 600 V è sufficiente, ma in molti casi la tensione del circuito raggiungerà i 340 V. In caso di sovratensione, il MOSFET da 600 V si scompone facilmente. Pertanto, la durata della lampada a LED è influenzata. In effetti, la selezione del MOSFET da 600 V può far risparmiare alcuni costi, ma viene pagato il costo dell'intero circuito. Pertanto, "Non utilizzare un MOSFET con tensione di tenuta a 600 V ed è meglio utilizzare un MOSFET con una tensione di tenuta superiore a 700 V. Ha sottolineato.
In quarto luogo, prova a utilizzare un circuito di architettura a stadio singolo
Doug ha affermato che alcuni circuiti LED utilizzano un'architettura a due stadi, ovvero l'architettura "PFC (correzione del fattore di potenza) + convertitore CC / CC isolato", che ridurrà l'efficienza del circuito. Ad esempio, se l'efficienza del PFC è del 95% e l'efficienza della sezione CC / CC è dell'88%, l'efficienza dell'intero circuito sarà ridotta all'83,6%! "Il dispositivo PI LinkSwitch-PH combina un controller PFC / CC, un MOSFET da 725 V e un driver MOSFET in un unico pacchetto, aumentando l'efficienza del circuito del driver all'87%!" Doug sottolinea "Questo dispositivo semplifica notevolmente il layout della scheda". Progettato per eliminare fino a 25 componenti utilizzati nei tradizionali design flyback isolati! I componenti eliminati includono condensatori elettrolitici di massa ad alta tensione e accoppiatori ottici. ”Doug afferma che l'architettura a due stadi a LED è adatta per l'uso con un secondo azionamento a corrente costante Il circuito consente al PFC di condurre la corrente costante del LED al vecchio driver. Questi design sono obsoleti e non sono più convenienti, quindi nella maggior parte dei casi è meglio utilizzare un design a singolo stadio.
In quinto luogo, prova a utilizzare i dispositivi MOSFET
Se gli apparecchi a LED non sono progettati per essere molto potenti, Doug consiglia di utilizzare un driver LED con MOSFET integrati perché il vantaggio è che i MOSFET integrati hanno meno resistenza e generano meno calore rispetto ai discreti, oltre ai MOSFET integrati. Il controller e il FET sono generalmente uniti e generalmente hanno una funzione di arresto termico. Quando il MOSFET è surriscaldato, il circuito si spegne automaticamente per proteggere la lampada a LED. Questo è molto importante per la lampada a LED, poiché la lampada a LED è generalmente piccola e difficile da dissipare nell'aria. . "A volte i LED possono far bruciare le persone a causa del surriscaldamento, ma la nostra soluzione non è mai stata così", ha affermato.