Что такое светодиодный драйвер?

Что такое светодиодный драйвер?

Светодиодный драйвер — это интегральная схема (ИС), которая стабильно управляет и безопасно контролирует светодиоды. Светодиоды излучают разное количество света в зависимости от текущего значения, а текущее значение меняется в зависимости от цвета светодиода, поэтому для стабильного управления требуется высокоточный контроль тока. По этой причине управление схемой постоянного тока чрезвычайно важно, и это основная функция светодиодного драйвера.

Применение светодиодных драйверов

Как следует из названия, светодиодные драйверы используются для управления и контроля светодиодов. Однако в последние годы светодиоды с низким энергопотреблением и длительным сроком службы стали основным направлением для осветительных приборов вместо люминесцентных ламп, и многие светодиодные драйверы продаются для освещения.

Осветительные приборы часто требуют регулировки яркости, и особенно в случае светодиодных драйверов важен строгий контроль тока. В последнее время было много потребностей в переходе на светодиоды для освещения с точки зрения содействия энергосбережению, как это характерно для SDGs, которые также требуют высокоэффективного освещения.

Кроме того, светодиоды также используются в качестве индикаторных ламп в бытовых приборах и автомобилях, и разрабатываются светодиодные драйверы, предназначенные для этих приложений.

Принцип светодиодных драйверов

LED означает «светоизлучающий диод» и относится к полупроводниковому устройству, которое излучает свет, когда к его PN-переходу приложено прямое смещение. Драйверы светодиодов включают в себя схему генерации постоянного тока, интегрированную в ИС, и в зависимости от продукта, также встроены схема управления ШИМ и интерфейс SPI или I2C.

В общем, количество света, излучаемого светодиодом, зависит от величины приложенного тока, но цвет (длина волны излучения) светодиода также меняется в зависимости от величины тока. Кроме того, слишком большой ток окажет значительное влияние на срок службы устройства. Поэтому необходимо точно контролировать и применять оптимальное значение тока для используемых светодиодов, принимая во внимание интенсивность света, оттенок и светоотдачу в соответствии со световыми характеристиками светодиодов, и для этой цели используются светодиодные драйверы.

Для однофункциональных светодиодных драйверов можно использовать комбинацию дискретных стабилитронов, МОП-транзисторов и т. д., но когда несколько светодиодов соединены последовательно или параллельно и светодиоды разных цветов с разными оптимальными значениями тока должны работать в комбинации, для соответствия требуемым спецификациям используются ИС.

Другая информация о светодиодных драйверах

1. Формат драйвера светодиодных драйверов

В светодиодных драйверах используются различные типы драйверов, такие как линейный тип и повышающий/понижающий тип.

Линейный тип
Этот тип схемы не включает DCDC-преобразователь, но использует МОП-транзистор и резисторы для управления постоянным током. Одна функция обеспечивает миниатюризацию и снижение стоимости, но имеет недостаток в виде высоких потерь МОП-транзистора при высоких входных напряжениях.

Тип Step-Up/Step-Down
Этот тип схемы может работать с высокой эффективностью, подавляя увеличение потерь во время функций повышения и понижения, которые могут вместить увеличение количества светодиодных каскадов. Однако, поскольку схема сложна и ее стоимость высока, светодиодные драйверы, которые могут поддерживать только повышение или понижение, также широко используются, в зависимости от приложения.

2. Управление ШИМ

Управление ШИМ широко используется в светодиодных драйверах для диммирования. Это связано с тем, что метод регулировки постоянного тока драйвера имеет проблемы с выделением тепла из-за более низкой эффективности и изменения длины волны (изменение цвета излучения), сопровождающего изменение тока.

В случае светодиодных драйверов с ШИМ-управлением кажущееся напряжение можно изменять, регулируя ширину прямоугольных импульсов (скважность), и нет потерь мощности, связанных с затемнением. В таком драйвере затемнение светодиодов часто выполняется с помощью полуфиксированного резистора. Если полуфиксированный резистор удалить и заменить на громкость, можно реализовать светодиодные драйверы, которые можно регулировать громкостью.

Яркость светодиодов пропорциональна скважности импульса, но если цикл ВКЛ/ВЫКЛ слишком медленный, это может быть различимо человеческим глазом, что приводит к мерцанию освещения. Поэтому необходимо соблюдать осторожность с установленной частотой ШИМ-управления.

3. Последовательный интерфейс

Обычно в бытовых приборах и автомобильных приборных панелях используется несколько светодиодов разных цветов. В зависимости от типа и количества управляемых светодиодов подключение ИС может быть затруднено, если обмениваются только аналоговыми сигналами для ВКЛ/ВЫКЛ и значений смещения. В таких случаях используется последовательный интерфейс с цифровым управлением по нескольким проводам, например SPI или I2C.

В число драйверов светодиодов с функционалом последовательного интерфейса входят крупногабаритные изделия, способные управлять несколькими сотнями светодиодов одновременно, а также изделия, способные управлять яркостью и диагностикой для каждого канала.