Cómo diseñar un controlador de energía LED

En la vida de hoy, el LED se aplica ampliamente para ahorrar energía. Y como sabemos que necesita un controlador de potencia que afectará directamente la vida útil del LED. Por lo tanto, cómo hacer bien un controlador de energía LED se convierte en lo más importante para los diseñadores de fuentes de alimentación LED.

1. El controlador de potencia afectará directamente la vida útil del LED
El controlador de potencia LED incluye dos tipos de conducción digital y analógica, la conducción digital significa la conducción de circuitos digitales, incluido el control de atenuación digital, el cambio de color RGB completo, etc. Conducción analógica significa conducción de circuito analógico, incluida la fuente de alimentación de conmutación de corriente constante de CA, circuito de control de corriente constante de CC. El circuito del controlador incluye un elemento semiconductor, resistencias, condensadores, inductores, etc. Estos componentes tienen una vida útil, una falla de cualquiera de ellos causará la falla de la función total o parcial del circuito. La vida del LED es de alrededor de 50,000-100,000 horas. si digamos como 50,000 horas y está continuamente iluminado, tiene casi seis años de vida. La vida de la fuente de alimentación conmutada es difícil de alcanzar seis años. Generalmente es de 2 a 3 años en el mercado. La vida útil de la fuente de alimentación de hasta 6 años es el nivel más alto, y el precio es 4-6 veces mayor que el normal, lo que sería difícil de aceptar para la fábrica de iluminación general. Por lo tanto, las lámparas LED fallan principalmente en el circuito del controlador de potencia.

2. Disipación de calor.
El LED es una fuente de luz fría, y su temperatura de unión operativa no puede exceder el límite, por lo que debemos dejar un margen para el diseño. Para diseñar una lámpara, debemos tener en cuenta su apariencia, fácil instalación, distribución luminosa, calor, etc., para lograr un equilibrio entre todos estos factores y hacer la mejor luminaria. El tiempo de desarrollo de las lámparas LED no es lo suficientemente largo como para aprender la experiencia. Muchos diseños se mejoran constantemente junto con el tiempo. Algunos fabricantes de LED comprarían la fuente de alimentación de otra compañía, por lo que los diseñadores de iluminación no conocen gran parte de la fuente de alimentación. Dejaron un espacio más grande para la disipación de calor LED, pero un espacio más pequeño para la fuente de alimentación. En general, encontrarán una fuente de energía para que coincida con la lámpara después del diseño, pero también hace que sea difícil encontrar una adecuada.

Por ejemplo, sucede a menudo porque hay un espacio pequeño dentro de la lámpara o la temperatura interna es bastante alta, pero la fabricación controla que el costo sea demasiado bajo para que coincida la fuente de alimentación. Pero algunos fabricantes de LED tienen la capacidad de investigar y desarrollar la fuente de alimentación. Evaluarán primero al comienzo del diseño de las lámparas y para diseñar la fuente de alimentación simultáneamente, a fin de resolver los problemas anteriores. Durante el diseño, debemos considerar la disipación de calor tanto de la lámpara LED como de la fuente de alimentación, para controlar el aumento de temperatura de la lámpara en general, a fin de diseñar una mejor lámpara.

3. Diseño de fuente de alimentación
a. Diseño de potencia. Aunque la eficiencia luminosa del LED es alta, todavía hay una pérdida de calor del 80-85%, lo que resulta en un aumento de temperatura de 20-30 ($ 10.6626) grados dentro de la lámpara. Si la temperatura ambiente es de 25 grados, entonces hay 45-55 grados dentro de la lámpara. Si la fuente de alimentación necesita funcionar durante mucho tiempo en el entorno de alta temperatura, tiene que aumentar el margen de potencia a 1.5-2 veces para garantizar la vida útil del LED.

si. Selección de componentes. Cuando la temperatura interna de las lámparas es de 45-55 grados, hay alrededor de 20 grados de aumento de temperatura dentro de la fuente de alimentación, por lo que la temperatura cerca de los componentes debe alcanzar los 65-75 grados. Los parámetros de algunos componentes serán inexactos a altas temperaturas, y algunos incluso su vida útil se acortará. Por lo tanto, los componentes seleccionados deben poder funcionar durante mucho tiempo a alta temperatura, especialmente los condensadores electrolíticos y los cables.

C. Diseño de rendimiento. El parámetro LED para la fuente de alimentación de conmutación de diseño es principalmente corriente constante. El valor actual decide el brillo del LED. Si el error actual es grande, entonces el brillo de todo el lote de luz es uniforme. Y el cambio de temperatura también puede causar un error de la corriente de salida. En general, el error del lote debe controlarse para estar dentro de +/- 5%, para garantizar un brillo uniforme de la luz. El voltaje directo del LED puede tener algún sesgo. El diseño del rango de voltaje de corriente constante de la fuente de alimentación debe incluir el rango de voltaje del LED. Cuando se usa una pluralidad de LED en tándem, podemos obtener el voltaje límite inferior por la caída de presión mínima multiplicado por el número de tándem, y obtener el voltaje límite superior por la caída de voltaje máxima multiplicado por el número de tándem. Y el rango de voltaje de corriente constante de la fuente de alimentación puede ser ligeramente más amplio que este rango, generalmente deja un margen de 1-2 V para los límites superior e inferior.

re. Diseño de PCB. El espacio que dejó la iluminación LED para la fuente de alimentación es pequeño (excepto la fuente de alimentación externa), por lo que el requisito de diseño de PCB es mayor, y los factores a considerar son más. La distancia de seguridad tiene que ser suficiente. La fuente de alimentación que requiere la entrada y la salida aisladas, su voltaje de resistencia requiere 1500-2000 VCA para el circuito primario y el circuito secundario, y debe dejar al menos 3 mm de distancia en la PCB. Si la carcasa de la lámpara es de metal, también debe considerar la distancia de seguridad de la parte de alta presión y la carcasa de toda la PCB. Si no hay suficiente espacio para garantizar una distancia segura, debemos usar otras medidas para garantizar el aislamiento, como perforar agujeros en la PCB, agregar papel aislante, pegamento aislante para macetas, etc. Además, también debemos considerar el equilibrio térmico de la PCB . Los componentes de calentamiento deben colocarse de manera uniforme en lugar de intensivamente, para evitar el aumento de temperatura en parte. Los condensadores electrolíticos deben estar alejados del calor, para retrasar el envejecimiento y prolongar la vida.

mi. Prueba estándar. El estándar para probar el controlador de potencia LED es IEC 62384:2006 (Equipo de control electrónico suministrado por CC o CA para módulos LED: requisitos de rendimiento). Medición de características de entrada y salida de CA y CC, características de inicio de salida de CC, prueba de armónicos, etc. Ha indicado que durante la prueba, el voltaje y la frecuencia de la fuente de alimentación deben ser estables con una precisión de ±0.5% y el armónico total no debe ser superior al 3%. El contenido armónico se define como la suma del valor efectivo de los respectivos componentes. La onda fundamental es del 100%.

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