В статье сделан обзор драйверов светодиодов компании ON Semiconductror. В первую очередь рассматриваются новые типы продукции, которые появились в номенклатуре светодиодных драйверов ON Semi в этом году.
По мере расширения сфер и объемов применения светодиодных источников света растет потребность и в драйверах светодиодов, которые выпускают десятки фирм, включая таких известных производителей как TI, National Semiconductor, Maxim, IR, STM, Linear Technologies, Analog Devices. Широкую номенклатуру светодиодных драйверов с использованием различных технологий преобразования энергии выпускает и компания ON Semiconductor. Основная линия стратегии фирмы — обеспечение высокой эффективности преобразования энергии при малых размерах изделий, их невысокой цене и высокой степени надежности.
Номенклатура драйверов ON Semi постоянно обновляется и расширяется в соответствии с требованиями рынка. За последний год линейка светодиодных драйверов была расширена в основном за счет продукции фирмы Catalyst Semiconductor Inc., которая была приобретена ON Semi в октябре 2008 г. Микросхемы драйверов Catalyst Semiconductor Inc. сохранили в названии префикс CAT. В активе этой фирмы разработки линейных светодиодных драйверов, драйверов с емкостным преобразованием энергии, а также индуктивных Step Up/Step Down-драйверов для мощных светодиодов.
LED TV Драйвер подсветки телевизор Philips
Одноканальный генератор тока NUD4001
Микросхема представляет собой управляемый генератор тока до 0,5 А. Драйвер может управлять цепочкой мощных светодиодов и использоваться в системах с различными напряжениями питания 5,0; 12 или 24 В. С помощью внешнего резистора, подключаемого к выводам REXT и VIN, можно задать выходной ток NUD4001 в диапазоне 5…500 мA. При этом максимальное выходное напряжение может достигать 28 В при входном напряжении 30 В. Внутренние цепи микросхемы поддерживают постоянство выходного тока во всем диапазоне температур и входного напряжения. Таким образом удается добиться постоянства светового потока излучения светодиодов во время всего цикла разряда батареи питания.
Особенностью драйвера NUD4001 (см. рис. 1) является наличие вывода Boost, который обеспечивает возможность подключения внешнего силового транзистора для дополнительного увеличения суммарного выходного тока нагрузки. Коммутируя подключение вывода GND драйвера к общей шине, можно осуществлять PWM-регулирование яркости излучения светодиодов. Драйвер производится в корпусе SOIC-8 (NUD4001DR2G) для температурного диапазона
−40…125°C.
Рис. 1. Структура драйвера NUD4001
Основное назначение драйвера — электронный балласт для автомобильных светодиодных ламп (габариты, поворотные фонари, стоп-сигналы, освещение салона). Входные цепи питания выдерживают броски напряжения до 60 В. Микросхема может также использоваться в качестве источника тока в недорогих зарядных устройствах для мобильной аппаратуры. На рисунке 2 показана схема применения драйвера для питания источника освещения салона в автомобиле. В качестве светодиодов используются 1-Вт светодиоды Cree CLN6A-MKW с теплым белым спектром. Прямое падение при номинальном токе (250 мА) составляет на нем около 3,6 В.
7# Устройство и принцип работы блоков питания ЖК ТВ. LED драйвер.
Рис. 2. Схема применения драйвера NUD4001 для питания автомобильной светодиодной лампы освещения салона
Светодиодный линейный драйвер CAT4101
Микросхема драйвера обеспечивает больший рабочий ток (до 1 А), а также регулировку яркости за счет использования ШИМ-модуляции. При питании от 12-В аккумулятора драйвер может управлять параллельной цепочкой из 2—3 светодиодов мощностью 1…3 Вт.
Драйвер преимущественно ориентирован на использование в конструкции светодиодных автомобильных ламп (габариты, фары стоп-сигнала, фонари поворота), а также в светодиодных модулях для освещения салона автомобиля. На рисунке 3 показаны светодиодные лампы стоп-сигнала и двунитевые лампы «стоп-сигнал — поворот» мощностью 21 Вт, в которых используются линейные драйверы. В данных вариантах конструкции применяются более мощные светодиоды 1…3 Вт и дополнительный радиатор для охлаждения. Схема включения драйвера CAT4101 показана на рисунке 4. Уровень тока задается внешним резистором Rset.
Рис. 3. Лампы стоп-сигнала и двунитевые лампы «стоп-сигнал – поворот»
Рис. 4. Схема включения драйвера CAT4101
Драйвер для приборных автомобильных индикаторов
Многоканальный драйвер CAT310 ориентирован в основном на использование в автомобильном секторе. Основное назначение — управление индикаторами, расположенными на приборной панели автомобиля (дискретные индикаторы состояния автомобильных систем, графические полоски расходомеров и т.д.), но может с успехом использоваться для управления кластерными светодиодными источниками света в других приложениях. Рабочие токи — до 50 мА. Основные достоинства — работа в широком диапазоне напряжений до 40 В, что обеспечивает защиту от бросков тока в автомобильной сети, и широкий температурный диапазон: –40…125°С.
Допускается последовательное каскадирование микросхем для загрузки данных. Основная схема использования драйвера CAT310 показана на рисунке 5.
Рис. 5. Основная схема использования драйвера CAT310
Серия драйверов CAT 40xx для светодиодных экранов
Эта серия состоит из трех микросхем CAT4004, CAT4008, CAT4016, различающихся числом управляющих выходов (от 4 до 16). Загрузка данных от источника осуществляется по последовательному синхронному каналу. Диапазон регулирования: 2…100 мА. В выходных цепях драйвера не требуется установки дополнительных токозадающих резисторов.
Выходные каскады выполнены по схеме LDO, прямое падение напряжения в них не более 400 мВ. Диапазон питающих напряжений 3…5,5 В. Скорость загрузки по последовательному каналу до 25 МГц. Допускается каскадирование микросхем для расширения числа управляемых каналов. Типовая схема включения драйверов CAT4016 показана на рисунке 6. Уровень тока, протекающего через светодиоды, задается одним внешним резистором Rset. Микросхема доступна в корпусах SOIC, TSSOP, QSOP и TQFN.
Рис. 6. Типовая схема включения драйверов CAT4016
Драйверы с емкостным преобразованием (CHARGE PUMP)
Драйверы с емкостным умножением напряжения предназначены для использования в аппаратуре с батарейным питанием. Диапазон входных напряжений 2,5…5,5 В. Эффективность преобразования до 93%. Частота преобразования — 1 МГц. Основные достоинства драйверов — простота и дешевизна. Малые размеры корпуса QFPN-16 (размер 3×3×0,8мм) позволяют занимать малую площадь на печатной плате.
Структура драйверов предполагает защиту от коротких замыканий и обнаружение обрыва в выходных цепях.
Линейка драйверов CAT 36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры представлена в таблице 1. Регулировка выходного тока реализована в микросхемах CAT3612…CAT3648. Ток регулируется с 16-ю градациями с шагом 2 мА через число-импульсный однопроводной интерфейс EZDim.
Диаграмма управления яркостью с использованием число-импульсного кода EZDim представлена на рисунке 7. На рисунке 8 показана схема применения четырехканального драйвера CAT3604 без интерфейса регулировки яркости. Величина максимального тока устанавливается внешним резистором Rset. Работа на высокой частоте позволяет использовать керамические конденсаторы малого номинала и размера. Размеры корпуса драйвера TQFN-16 составляют 4×4 мм.
Таблица 1. Линейка драйверов CAT 36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры
Драйвер
Число каналов
Суммарный ток
Назначение
Источник: russianelectronics.ru
О драйверах светодиодных светильников
Предлагаю вашему вниманию схемы драйверов светодиодных светильников, которые мне пришлось однажды ремонтировать. Начну с простой (фото 1, слева) и схема на рисунке 1.
В схеме этого драйвера установлена микросхема CL1502. Микросхем с подобными функциями выпущено уже много, и не только в корпусе с 8 ножками. На эту микросхему в интернете есть много технических данных, к примеру, в [1]. Собран драйвер по «классической» схеме. Неисправность была в выгорании пары светодиодов. Первый раз просто закоротил их, так как находился вдали от «цивилизации».
Тоже сделал и во второй раз. И когда сгорела третья пара, я понял, что жить этому светильнику осталось мало. Простым закорачиванием пар светодиодов, так просто не обойдёшься. Требовалось что-то покардинальнее.
Ранее я изучал схемотехнику и работу подобных микросхем, с целью укоротить светодиодную лампу, в корпусе трубчатой стеклянной люминесцентной 36 Ватт, с длины 120 сантиметров в 90, так как был в наличии такой светильник, установленный над рабочим столом. И всё удалось и работало продолжительное время. А здесь.
Насколько я понял работу подобных светильников, с применением таких драйверов, то ничего плохого не должно происходить после закорачивания хотя бы всех светодиодов, кроме последней пары. Ведь всё в них решает датчик тока, в данной схеме это резисторы R3 и R4.
Напряжение, выделенное этими резисторами, попадая через выводы 7 и 8 микросхемы CL1502 к компаратору выключения силового ключа работают отлично. Но что-то всё же жжёт светодиоды. Но, что? Моё предположение — их жжёт сам драйвер! Светодиоды применённые в этом светильнике, похожи на 2835SMDLED (0,5 Вт одного светодиода).
И если это действительно они, то заявленная мощность светильника вполне оправдана. Но у меня, сильные подозрения, что в светильнике стоят 3528SMDLED, которые имеют параметры, чуть ли не на порядок ниже. Но понять мне это очень трудно, так как на SMD светодиодах нет обозначений. Что сделал я? Я убрал с платы резистор R4.
При этом уменьшился ток через светодиоды и… светодиоды перестали сгорать. Что интересно, в строительном вагончике, в котором стояли три светильника одного типа, последовательно пришлось ремонтировать все три. И везде пришлось снять по одному резистору. И да, везде упал световой поток, хотя глазом это и трудно определить, но если сравнивать, то заметно.
В другом вагончике, было два светильника с внешними размерами 595х595 мм.. И они тоже «горели». В этих светильниках ячейки состояли из четырёх светодиодов в параллели, и было таких 28 ячеек. Так как и там была подобная схема (поднять не удалось), то просто выпаял по одному резистору (фото 1, справа).
В итоге, можно сделать вывод, что ремонт можно выполнять, по подобной методике, то есть уменьшать ток через светодиоды, так как лучше, пусть светят темнее, чем совсем погаснут. Хотя конечно, правильнее поменять все светодиоды на 2835SMDLED, но это при их наличии.
Схема второго драйвера, изображённого на рисунке 2, я «поднял» со светильника, который нашёл в металлоломе, с механическими поломками корпуса. На рисунке 3 схема четырёх плат светодиодов по 9 Вт каждая. Хотел снять светодиоды для запчастей. И даже, не сразу заметил невзрачную коробочку с драйвером. Схема оказалась почти «монстром».
Наличие двух микросхем, двух мощных полевых транзисторов, двух дросселей и двух электролитических конденсаторов 220 мк х 100 В включенных параллельно, указывало на то, что разработчики поработали на славу. Так же присутствует довольно хорошая схема фильтров (смотрите фото 2). Микросхема DX3360T — это, по всей видимости, стабилизатор напряжения, и возможно, с корректором мощности.
Я в интернете нашёл только невзрачную картинку, без описания. А на микросхему B77CI не нашёл ни чего, и названия выводов на схеме ставил, по интуиции. В работе этот драйвер не видел. Но предполагаю хорошую работу. Но если, придётся уменьшать ток через светодиоды, то нужно или убрать с платы один-два резистора Rs4..Rs6, или менять на другие, расчётные.
И ещё. Совсем не понятно, как в подобных светильниках организован отвод тепла от светодиодов. Ведь они запаиваются на платки из фольгированного стеклотекстолита, шириной в 5 и толщиной примерно в 1 миллиметр? Думаю, что почти ни как. Всё ширпотреб.
Одна мысль про “О драйверах светодиодных светильников”
Александр Путинцев 19.07.2021 в 23:27
Спасибо большое за вторую схему!
Ещё одна мысль “О драйверах светодиодных светильников”
Валентин Блинов, 74 года 15.02.2023 в 19:57
Опубликуйте вторую схему повторно в хорошем качестве.
| Валентин Блинов | Большое СПАСИБО . за вторую схему. |
Источник: sxemy-podnial.net
Многоканальные драйверы для светодиодов (для светодиодной подсветки).
Многоканальные драйверы для светодиодов TLC5928, TLC5947 (для светодиодной подсветки). Области применения:
Драйвер TLC5928. Основные особенности и характеристики (табл. 1):
— определение обрыва в канале,
— предупреждение о возможном перегреве,
— защита от короткого замыкания,
— установка тока для всех каналов одним внешним резистором,
— увеличение числа каналов путем каскадирования.
Рис. 1. Структурная схема TLC5928
Рис. 2. Типовая схема подключения TLC5928
Драйвер TLC5947. Основные особенности и характеристики (табл. 2):
— определение обрыва в канале,
— предупреждение о возможном перегреве,
— защита от короткого замыкания,
— автоматическое отключение при перегреве,
— рестарт при достижении номинальной температуре,
— индивидуальное регулирование яркости светодиодов по каждому из каналов,
— увеличение числа каналов путем каскадирования,
— установка тока для всех каналов одним внешним резистором.
Рис. 3. Структурная схема TLC5947
Рис. 4. Типовая схема подключения TLC5947
Фирма Linear Technology представляет 16 канальный драйвер светодиодов LT3595, который представляет собой высокопроизводительную микросхему драйвера светодиодов, для управления 16 независимыми каналами по 10 светодиодов (с током до 50 мА). Последовательное соединение светодиодов обеспечивает одинаковый ток через каждый светодиод, результатом этого является одинаковая яркость.
Ключи, диоды Шоттки и компенсирующие компоненты находятся в корпусе микросхемы, обеспечивая минимальный набор внешних элементов и экономию места на плате. Высокая тактовая частота позволяет использовать сверхминиатюрные дроссели и конденсаторы. Всего один внешний резистор задает ток для всех каналов, однако каждый канал имеет ШИМ вход для контроля яркости. Применяется драйвер в светодиодных видеоэкранах, ЖК телевизорах, мониторах, рекламных щитах.
Основные т ехнические характеристики LT 3595 (рис. 5, 6):
— напряжение питание 4.5 В — 45 В
— ток потребления 50 мА канал
— диапазон тактовых частот до 2 Мгц
— 55-выводный QFN-корпус 5 мм * 9 мм
— температурный диапазон -40 .. 85 С
DC/DC-понижающий преобразователь LT3595 имеет частоту коммутации 2 мГц и напряжение 45В. Каждый канал может питать до десяти светодиодов с током 50 мА, включенных последовательно, а преобразователь в целом — 160 штук диодов при величине КПД до 92%. Многоканальность LT3595 особенно удобна для подсветки больших TFT-LCD дисплеев.
Каждый из 16 каналов работает независимо и обеспечивает диапазон изменения яркости диодов более чем 5000:1. Фиксированная частота коммутации 2 мГц и архитектура токового режима обеспечивают стабильную работу в широком интервале входных и выходных напряжений, сохраняя при этом миниатюрность и минимальное количество требуемых внешних компонент. Мощный коммутатор, диоды Шоттки и компоненты компенсатора уже встроены в прибор, что определяет минимальность размеров и стоимости внешних компонент. В то же время, несмотря на миниатюрность корпуса, он обеспечивает нагрузку до 30Вт.
Рис. 5. LT3595 — понижающий преобразователь от LINEAR TECHNOLOGY способный питать до 160 светодиодов
Рис. 6. Контакты 16-ти канального драйвера светодиодов LT3595
В LT3595 используются внутренние коммутаторы на напряжение 45В при токе 100мА. Внешний резистор устанавливает токи светодиодов для всех 16 каналов, а контроль яркости каждого канала производится через индивидуальный ШИМ-вывод. Разброс токов между каналами всего 8%, что гарантирует идентичность яркости по всем диодам. Прибор также позволяет отсоединять диоды при выключении и обеспечивает тепловую защиту. LT3595EUHH поставляется со склада в улучшенном по тепловым характеристикам корпусе QFN размерами 5×9мм и 56 выводами.
Основные т ехнические характеристики LT 3595 (рис. 5, 6):
Источник: al-tm.ru