LED osvetlitev ponuja veliko priložnosti za energetsko učinkovite in inovativne rešitve osvetlitev, vendar pa je potrebno precej več, kot samo LED-ica, da bi izkoristili vse priložnosti.
LED osvetlitev obljublja impresivne proizvode z zmanjšanimi izgubami in dolgo življenjsko dobo. Vendar pa za LED-ice ni dovolj samo to; celotno vezje mora zagotoviti obljubljeno. V aplikacijah s kratko življenjsko dobo so nizko-tokovne LEDice lahko krmiljene zgolj z uporom; vendar pa v primerih uporabe, ko se zahteva visoka zanesljivost in dolga življenjska doba, visoka učinkovitost ali dobra kvaliteta svetlobe, obstajajo boljše poti za napajanje in spremljanje LEDic. Napajalnik, ki se obnaša kot tokovni generator, lahko kompenzira variabilnosti pri visoko-svetilnih LED-icah, s čemer se zagotovi zanesljivost in boljša uporabniška izkušnja. Zahteve iz tega področja so narediti zmogljivejši LED napajalnik: PWM krmilnike, integrirane tokovne generatorje in stikalne napajalnike, ki so zmožni prenesti enkratne zahteve LED aplikacij. Microchipov MCP19114 je bil načrtovan tako, da je zmožen rešiti večino zahtev in lahko naredi vizualno privlačne, nove in inovativne rezultate, ki si jih stranke želijo.
Usklajenost in kvaliteta
Na žalost so LED-ice na voljo v širokem razponu, kar se tiče padca napetosti na LED-ici (in toka pri dani napetosti), svetlobnem toku (stopnja osvetlitve pri fiksnem toku) in barvitost (kvaliteta barv). Proizvajalci LED-ic gredo daleč v sortiranju njihovih proizvodov (ang. Izraz binning), s čemer zagotovijo homogen proizvod. V kolikor niso ustrezno sortirane, se pri LED-icah, ki se nahajajo druga poleg druge, opazijo razlike v osvetlitvi pri istem toku. V več primerih je rezultat razlike osvetlitve opazen in moteč. Čeprav je sortiranje LED-ic vedno zaželeno, lahko dobro načrtovan napajalnik tudi kompenzira omejitve, ki nastanejo pri proizvodnji LED-ic.
Cilj vezja je, da dostavi določeno stopnjo osvetlitve. Stopnja osvetlitve skozi LED-ico ni linearno proporcionalna s tokom, ki teče skozi LED-ico; tok skozi LED-ico ni linearno proporcionalen s padcem napetosti na LED-ici; padec napetosti na LED-ici ni linearno proporcionalen temperaturi. Vse te povezave se spreminjajo tekom življenja LED-ice. Razviti napajalnik, ki bi zagotavljal konsistentni svetlobni tok in kvalitetno barvo, ni enostavno. Ta problem se še bolj zakomplicira v primerih mešanja barv, kjer je potrebno krmiliti več LED-ic relativno glede na sosednjo. Učinkovit napajalnik mora biti zmožen natančno nastavljati izhodne toke in selektivno zatemniti osvetlitev s PWM signalom. Mora kompenzirati spremembe na vhodu in na bremenu preko časa in temperature, s čemer zagotavlja dobro delovanje. MCP19114 vsebuje 8-bit mikrokontroler, A/D pretvornik in več V/I pinov, ki jih lahko v programu nastavimo tako, da spremljajo in nastavljajo ključne parametre. Na primer, če je osvetlitev znana funkcija odvisnosti od temperature in je temperatura LED-ic izmerjena preko A/D pretvornika s pomočjo termistorja, lahko mikrokontroler zmanjša tok oziroma modulira izhod in s tem kompenzira izmerjeno temperaturo in zagotavlja konstantni svetlobni tok. To je redka lastnost med krmilniki močnostnih napajalnikov in presega zmogljivosti enostavnih stikalnih napajalnikov.
Zanesljivost in življenjska doba
LED svetlobni viri imajo izjemno dolgo življenjsko dobo, včasih navajajo celo 100.000 ur (če delujejo pri ustreznih tokih in temperaturi). To dejstvo vnaša dva možna problema: krmilno vezje mora delovati vsaj tako dolgo, kot LED-ice; krmilno vezje mora zagotavljati, da LED-ice delujejo znotraj sprejemljivih delovnih pogojev. Dobro načrtovan napajalnik lahko omogoči oboje.
Ko so LED-ice preobremenjene (če prekoračimo priporočljive najvišje tokove, ki jih je določil proizvajalec), trpijo zaradi večjega števila negativnih efektov. Svetlobna učinkovitost vezja pada, zaradi česar oddajajo manj svetlobe na dano enoto vhodne energije; barvna temperatura in barvitost se premakneta; življenjska doba je zmanjšana. Z višjimi tokovi lahko skupna osvetlitev dejansko upade medtem, ko tok narašča. V izjemnih primerih lahko elektromigracija oziroma taljenje povezovalnih žičk povzroči odpoved LED-ic.
PWM krmilnik rešuje probleme tokovnega generatorja za LED osvetlitve
Microchip Technology Inc
2016_SE246_16
