V 21. stoletju je poraba energije vedno bolj v središču pozornosti v celotni človeški družbi. Zaradi osnovnega povpraševanja po razsvetljavi je uporaba več energije za ustvarjanje več osvetlitve postala velika gonilna sila za raziskovanje novih tehnologij osvetlitve. Od prvotne razsvetljave za gorivo do žarnic, od fluorescenčnih sijalk do različnih luminiscenčnih materialov, se je pojavila tehnologija LED razsvetljave. V današnji družbi se razlikovanje med zahtevami svetlobnega okolja različnih medijskih naprav še bolj spodbuja človeško raziskovanje, kako uporabljati različne svetleče diode z visoko svetlostjo za osvetlitev. Uporaba LED v svetlobi je privabila veliko pozornosti.
LED osnovno načelo in značilnosti delovanja
Najprej predstavimo osnovna načela in karakteristike delovanja LED. Osnovna struktura LED je elektroluminiscenčni polprevodniški material, nameščen na ožičeni polici, nato pa z epoksi smolo zapre, da se zaščiti notranje jedro. Zato ima LED dobro seizmično delovanje. Osrednji del diode, ki oddaja svetlobo, je vafelj, sestavljen iz polprevodnika p-tipa in n-polprevodnika, prehodna plast med polprevodnikom p-tipa in n-polprevodnikom pa se imenuje PN-povezava. V nekaterih PN-povezavah polprevodniških materialov vbrizgani manjšinski nosilci rekombinirajo z večinskimi nosilci, da sproščajo presežne energije v obliki svetlobe, s čimer neposredno pretvarjajo električno energijo v svetlobno energijo. PN križišče doda povratno napetost, nosilce manjšin pa je težko injicirati, zato ne oddajajo svetlobe. Ko je v naprej delovnem stanju (tj. Napetost napetosti se nanaša na oba konca), ko tok teče od anode LED na katodo, polprevodniški kristal oddaja svetlobo različnih barv od ultravijolične do infrardeče, in intenziteta svetlobe je povezana s tokovi.
LED svetlobni viri imajo naslednje značilnosti:
1. Napetost: delovna napetost LED napajalne napetosti je nizka, lahko jo napaja nizkonapetostni napajalnik, napajalna napetost je odvisna od končnega izdelka, relativno varna svetlobna oprema, še posebej primerna za javna mesta.
2. Učinkovitost: pri enaki osvetljenosti se poraba energije zmanjša za 80% v primerjavi z žarnico z enakim svetlobnim učinkom.
3. Uporabnost: Vsaka enota LED čip je kvadrat 3-5 mm, zato jo lahko pripravimo v različne oblike in primerna za spremenljivo okolje.
4. Stabilnost: običajno 100.000 ur, svetlobni razpad je začetni 50%.
5. Odzivni čas: odzivni čas žarnice je milisekundo, odzivni čas LED žarnice pa je nanosekund.
6. onesnaževanje okolja: brez škodljivega kovinskega živega srebra.
7. Barva: barva LED in svetilnost sta povezana z materiali in postopki za izdelavo LED. Trenutno so tri osnovne barve rdeče, zelene in modre barve.
8. Cena: V primerjavi z žarnicami je cena LED višja. Cena več LED lahko primerja s ceno žarnice z žarilno nitko. Vendar pa se lahko z napredovanjem tehnologije razmerje med ceno in zmogljivostjo postopno izboljša.
LED pogon rešitev
Od prihoda LED dioda so LED-ji precej pozornosti namenili. LED vozniške naprave in pogonske metode se nenehno posodabljajo, da LED diode učinkoviteje uporabljajo za človeško razsvetljavo. Od zgodnjega DC / DC preklopnega napajanja do črpalke za polnjenje, kot tudi pogon z nizko stranjo in LDO za stroške, ljudje izbirajo različne pogonske linije v različnih aplikacijah, kar je vroča točka na trgu. Osvetlitev prenosnih izdelkov na zaslonu je aplikacija LED osvetlitve. Glavni trg, naslednje bo za prikaz osvetlitve prenosnih izdelkov, uvaja več skupnih LED voznik rešitev.
1. Step-Up DC / DC stikalo za napajanje doseže LED vožnjo
Glavne značilnosti programa so: nizka vhodna napetost, celo tako nizka kot 0,7 V (enocelična suha baterija). Z vidika tehnološkega razvoja se serijska vrsta pojavlja prej, tehnologija je bolj zrela in učinkovitost je višja. Tipično aplikacijsko vezje je prikazano na sliki 1.
Slika 1: Tipična aplikacijska linija za preklopno napajalno napetost DC-DC, ki jo usmerja LED.
V tem načinu aplikacije zgodnji vozniški čip v glavnem sprejema trenutni način povratne informacije, trenutni LED pa se določi glede na VFB / Rb. DC / DC povratna napetost VFB je na splošno okoli 1,2 V, kar omejuje nadaljnje izboljšanje učinkovite učinkovitosti, sam DC / Učinkovitost DC je približno 80%. V tej aplikaciji se dejanska učinkovitost zmanjša bolj. Z izboljšanjem tehnologije lahko zmanjšanje napetosti VFB do 0,1 V poveča učinkovitost do več kot 85%, zlasti pri vožnji. 2-3 luči v stanju uporabe. Prednosti in slabosti tega programa so:
Prednosti: zrela tehnologija, relativno nizka cena, visoka svetilnost in visok faktor varnosti z nekaterimi novimi tehnološkimi novostmi, kot je funkcija prenapetostne zaščite, prikazana na sliki 1, ali kombinacija povratne napetosti in toka. Še posebej za žaromete z velikimi zasloni zaslona. Ker je za doseganje osvetlitve zaslona potrebno več LED, je izenačenost in enotnost svetlosti izzivi, s katerimi se je treba soočiti.
Pomanjkljivosti: Uporaba lastne induktivnosti omejuje velikost in višino črte ter prinaša težave, s katerimi se inženirji niso pripravljeni soočiti - obdelava EMI, zlasti v bližini RF, zahteva posebno obdelavo za motnje, sicer bo to pripeljalo do RF sprejem. Občutljivost se zmanjša, celo interferenca zvočnega dela, kot je avdio izhodni tok, moti zvok. Poleg tega v tem primeru, če LED ne uspe, ne bo uspelo celoten niz LED, kar je rezultat, ki ga ljudje ne želijo videti.
2. Način vožnje črpalke kapacitivnega polnjenja
To je relativno nov način vožnje. Preprosto povedano, kapacitivna črpalka za polnjenje uporablja stikalni niz in oscilator, logiko in primerjalni krmilnik za doseganje napetosti in kondenzatorjev za shranjevanje energije. Zaradi visokofrekvenčnega delovanja se lahko uporabljajo majhni keramični kondenzatorji (1μF), kar zmanjša prostor in stroške. Črpalka za polnjenje ima dva načina delovanja, način konstantne napetosti in način konstantnega toka.
1) Črpalka za polnjenje napetosti v načinu napetosti. Shengbang Microelectronics "SGM3110 je črpalka za polnjenje s konstantno napetostjo. Zaradi obratovalnih značilnosti črpalke za polnjenje s konstantnim napetostnim načinom ima visoko stikalno frekvenco in velik prehodni tok. Zato inženirji potrebujejo posebno pozornost pri postavitvi PCB-ja. Zahtevati je, da je periferni kondenzator čim bliže napravi sam. Periferna napeljava mora biti čim krajša. Periferni PCB mora biti čim večji. Periferni kondenzator mora biti neposredno povezan s tlemi SGM3110. Če je ožičenje omejeno, lahko skozi veliko PCB preko. In več vias za dobro ozemljitev.
Metoda izračunavanja učinkovitosti: η = Iout * Vout / Iin * Vin
Ker ima naprava sama preklopne izgube in uhajanje kondenzatorja, je dejanska učinkovitost nižja od te vrednosti, kar je povezano s procesno tehnologijo proizvajalca. Prednost uporabe tega LED načina vožnje je, da lahko poenostavi periferne linije in zmanjša stroške izdelka. Zlasti pri majhnih zaslonih se kot zaslonski ozadji uporabljajo 1-2 LED-dioda; ali se uporablja kot pogoni za doseganje 250mA tokovne moči pri 100mS; ali enostavno DC / DC 5V povečanje poenostavljene različice namesto induktivnega DC / DC povečanje, zmanjšanje stroškov in izdelkov EMI vprašanja. Pomanjkljivost je v tem, da obstaja samo preprost dvostopenjski način, učinkovitost je nižja, večina časa je učinkovitost nižja od 70%, dejanski izkoristek je nižji in precejšen del se porabi v trenutnem omejevalnem uporu. Pri vožnji z več svetlobnimi tipkami je konstantnost osvetlitve v celoti odvisna od natančnosti LED in tokovnih mejnih uporov.
2) Črpalka za polnjenje toka v trenutnem stanju. Da bi dodatno izboljšali učinkovitost LED vožnje, je Shengbang Microelectronics v drugem četrtletju leta 2008 uvedel stalno obtočno črpalko SGM3123 z 1X, 1,5X in 2X povečavo. ki se uporabljajo za dosego trenutne delitve za vsako LED, tako da je svetlost LED-jev enak, hkrati pa se učinkovitost vožnje LED-ja izboljša čim bolj.
V tej aplikaciji je sedanjo napetost LED-ja ohranjena s pomočjo trenutne tehnologije za nadzor ogledala, trenutna napaka LED za vsak kanal pa ne presega 2%, način za povečanje 1X, 1,5X pa uravna učinkovitost vožnje LED uravnotežene in LED je veliko. V nekaj delovnih urah je zagotovljena večja učinkovitost vožnje nad 80%. Tipične vrstice za uporabo so prikazane na sliki 2.
Slika 2: Tipična aplikacijska linija za črpalko za polnjenje toka s konstantnim tokom SGM3123.
Za nastavitev izhodnega toka LED uporabite različne vrednosti odpornosti: ILED = Gain * VIset / RIset. Različni proizvajalci imajo različne Gain koeficiente. Hkrati z inovacijo tehnologije črpalk za polnjenje, so ljudje tudi ugotovili, da uporablja LED za vožnjo niz prednosti prek DC / DC, zmanjša stroške, zmanjša velikost plošče gonilnika in se izogiba motnjam EMI.
3. Za doseganje stroškov in učinkovitosti obstaja tudi vrsta drugih načinov vožnje, kot so gonilniki z nizko stranjo LED. V primerjavi s črpalko za polnjenje v načinu konstantnega toka manjka samo povišanje črpalke za polnjenje, del enote za konstantni tok pa je enak. Razmerje med ceno in napetostjo v načinu obratovanja razmeroma nizko. Pomanjkljivost je v tem, da je čista linearna obdelava, ko napetost akumulatorja pade na nizko, na primer 3,6 V, v primeru nenadne velike obremenitve: telefon je priključen na telefonski klic ali posnamete sliko, MP3 predvajanje glasbe, predvajanje MP4 video, bo povzročil nihanja napetosti, napetost bo padla 0,1 ~ 0,2 V, potem se bo napetost sistema zmanjšala na 3.
