Cyfrowe sterowniki i systemy sterowania w praktyce

































Sterowniki LED i konfiguracja diod dużej mocy

DRIVER DRLED DV2 - 350/700/900/1400 mA

Kompaktowy driver LED dużej mocy oparty o nowoczesny scalony sterownik LED przeznaczony do obciążenia prądem do 1,5 A, wyposażony w szereg zabezpieczeń, regulację ściemniania PWM (dimming) oraz skuteczne odprowadzanie ciepła (radiator zalecany przy wersji ponad 700 mA). Charakteryzuje się bardzo stabilnym prądem wyjściowym oraz niewielkimi stratami mocy.




Driver nie posiada elementów indukcyjnych dzięki czemu generuje minimum zakłóceń elektromagnetycznych i pracuje stabilnie od momentu włączenia (w przeciwieństwie do wielu przetwornic typu "step-down", gdzie często występuje efekt podwyższenia prądu wyjściowego przez pierwsze kilka- kilkanaście sekund po włączeniu, co "doskonale" skraca żywotność diody LED).


Rys. Wyprowadzenia modułu DRLED DV2

Driver przeznaczony jest do sterowania pojedynczymi diodami lub zespołami diod LED dużej mocy. W zależności od wersji wykonania można podłączyć od 1 do 21 diod 1W (350 mA) lub od 1 do 14 diod 3W (700 mA). Poniżej podano podstawowy schemat zasilania zespołu 3 diod dla drivera DRLED DV2-700 i diod LED 3W przy zasilaniu 12V bez funkcji ściemniania:



Przykładowe zalecane konfiguracje diod LED (dla diod 1W/3W):



Driver idealnie sprawdza się w zastosowaniach oświetlenia mieszkania (montowany wewnątrz plafonów ściennych lub sufitowych) sterowanych ściemniaczami PWM.
 
Wersje wykonania:

DRLED DV2-350:  350 mA (diody lub zespoły diod 1W)
DRLED DV2-700:  700 mA (diody lub zespoły diod 1W/3W)
DRLED DV2-900:  900 mA (diody lub zespoły diod 10W)
DRLED DV2-014:  1400 mA (zespoły szeregowo-równoległe diod 1W/3W)

Parametry:

Napięcie zasilania: 5-36V
Prąd sterownika: 15mA
Prąd wyjściowy: 350/700/900/1400mA
Dokładność stabilizacji prądu wyjściowego: 1%
Całkowity prąd pobierany: 365/715/915/1415mA
Ściemnianie PWM: 0-100%
Możliwość sterowania ON/OFF wejściem PWM: TAK
Logika wejścia PWM: dodatnia
Poziom H (PWM) - 2,0V (min)
Poziom L (PWM) - 0,8V (max)
Częstotliwość sygnału PWM: xxx
Zabezpieczenie termiczne: TAK
Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją zasilania: TAK
Moc pobierana: ..........
Moc tracona w module: 0,18W
Moc oddawana: .......
Wymiary (mm): 23/15/5, wyprowadzenia: 7, otwory: 3




Zalecenia:

Driver nie wymaga osobnego radiatora (w tym przypadku powierzchnia PCB - obydwie warstwy - stanowi swoisty radiator) jednak zamocowanie go na radiatorze jest zalecane w przypadku:
- montażu w pobliżu zespołu zasilanych przez niego diod LED, wewnątrz zamkniętej przestrzeni
- montażu w pobliżu innego źródła ciepła
- wersji 014 (1,4A) oraz pozostałych gdy obciążenie wynosi ponad 9W.
Driver można mocować do radiatora zasilanych diod lub innej metalowej powierzchni.

Montując driver do metalowej (przewodzącej) powierzchni należy użyć podkładek (tulejek) dystansowych, tak aby nie spowodować zwarć na końcówkach elementów przewlekanych. Należy zastosować dystanse metalowe (w przypadku wykorzystania powierzchni jako dodatkowego chłodzenia) lub z tworzywa sztucznego.

INFORMACJE ROZSZERZONE

Czym jest driver LED?

Zastosowanie rezystora do zasilania diody dużej mocy mija się z celem ponieważ moc użytego rezystora byłaby porównywalna z mocą diody (zespołu diod), przez co konstrukcja pobierałaby dwa razy większą moc z czego połowa tracona byłaby na rezystorze w postaci ciepła. Ponieważ sama dioda również traci nieco energi w postaci ciepła, doszedłby problem z chłodzeniem całości. Mówiąc w skrócie sprawność takie zasilania byłaby na poziomie ok. 50%. Aby więc wydajnie i ekonomicznie korzystać z diod dużej mocy potrzebny jest sterownik którego głównym zadaniem jest stabilizacja prądu wyjściowego na założonym poziomie, niezależnie od napięcia zasilającego. Dodatkowo taki sterownik musi odznaczać się jak najmniejszą mocą strat (wysoka sprawność) oraz niezawodnością. Zadanie takie spełniają układy zbudowane w oparciu nowoczesne scalone sterowniki LED przedstawione w niniejszej witrynie. 

Prąd zasilania diody

Podstawowym parametrem diody mocy (i nie tylko) jest jej prąd zasilania, czyli natężenie prądu elektrycznego jakie pobiera dioda w czasie pracy świecąc z pełną jasnością przy zachowaniu maksymalnej trwałości określonej przez producenta. Parametr ten jest dokładnie określony dla każdej diody LED, co nie oznacza automatycznego ograniczenia "apetytu" diody do wartości podanej przez producenta. Jeśli dioda będzie miała taką możliwość pobierze prąd znacznie przekraczający wartość nie tylko optymalną ale i maksymalną ulegając zniszczeniu. Prąd powinien być stabilizowany na poziomie jak najbardziej zbilżonym do określonego dla danej diody.

Typowe wartości prądu to:
- dioda 1W - 350 mA
- dioda 3W - 700 mA
- dioda 10W - 900 mA

Napięcie zasilania diody


Kolejnym parametrem jest napięcie zasilania. Jest ono zależne od technologii wykonania, koloru, czy temperatury barwowej (dla diod białych). Tutaj również należy zadbać od strony zasilacza o odpowiedni poziom napięcia zasilania diody (zespołu diod). W przeciwieństwie do prądu, napięcie nie jest tak krytyczną wartością i zwykle napięcie sekcji diod połączonych szeregowo bywa zaokrąglane do standardowego poziomu (5, 9, 12, 24V).

Typowe wartości napięcia to:
- dioda 1W - 3,2 - 3,6 V
- dioda 3W - 3,2 - 3,6 V
- dioda 10W - 10,5 - 12 V

Łączenie diod w zespoły szeregowo - równoległe

Diody łączy się w zespoły dla uzyskania odpowiednich parametrów zasilania (prądu i napięcia) przy założonej mocy żródła światła. Diody można łaczyć w zespoły równolegle, lub w sekcje - szeregowo, alebo tworzyć zespoły z sekcji połączonych równolegle. Obowiązują tutaj dwie proste zasady:
połączenie szeregowe:  prąd całkowity jest równy natężeniu prądu pojedynczej diody. Napięcie
całkowite jest równe sumie napięć wszystkich diod w gałęzi
 
połączenie równoległe: prąd całkowity jest równy sumie prądów wszystkich diod. Napięcie całkowite
jest równe napięciu pojedynczej diody w gałęzi
Powyższe zasady są prawidłowe dla założenia że wszystkie zastosowane diody są tego samego typu (identyczne parametry elektryczne). Według podanych wyżej parametrów dobiera się zasilacz oraz driver dla przeznaczonego do sterowania zespołu diod LED.

Przykładowe konfiguracje:




UWAGI
Napięcie zasilacza musi być o 1,0 - 1,5V większe od napięcia zasilania zespołu diod LED. Wydajność prądowa zasilacza musi być nieco większa od prądu pobieranego przez zespół diod (uwzględnia to naturalne straty w sterowniku).

Funkcja PWM

Funkcja regulacji mocy drivera realizowana jest poprzez sterowanie współczynnikiem wypełnienia impulsu (PWM). Wejście może być zastosowane do:

- zablokowania regulacji (ściemniania) - podłączyć do dodatniego wejścia zasilania (ZAS+)
- sterowania typu włącz/wyłącz - podanie 0/1 na to wejście blokuje/odblokowuje sterownik
- regulacji (ściemniania) PWM - moc drivera odpowiada współczynnikowi wypełnienia impulsu (0-100%)

Przykładowe wykorzystanie wejścia PWM:



Driver idealnie sprawdza się w zastosowaniach oświetlenia mieszkania (monotowany wewnątrz plafonów ściennych lub sufitowych) sterowanych ściemniaczami PWM.
 
Przykładowe wartości prądu i napięcia dla pojedynczej diody:

1W 3W 10W
350 mA / 3,5 V 700 mA / 3,5 V 900 mA / 10,5 V


Zalecenia:

Driver powinien być zamocowany na radiatorze sterowanych przez niego diod LED (lub innej metalowej powierzchni), co poprawia jego chłodzenie i stabilizuje parametry pracy. Jest to tylko zalecenie - driver został tak zaprojektowany aby równie wydajnie pracować bez dodatkowego chłodzenia.

Montując driver do metalowej (przewodzącej) powierzchni należ użyć podkładek (tulejek) dystansowych (np. dołączonych do zestawu), tak aby nie spowodować zwarć na końcówkach elementów przewlekanych. Driver ma być zamontowany ponad metalową powierzchnią, przekazując ciepło poprzez metalowe dystanse.

Kopiowanie całości lub części tego tekstu, w jakiejkolwiek formie jest zabronione, za wyjątkiem rozpowszechniania
linków i/lub udostępnionych do pobrania dokumentów (programów) w niezmienionej formie. Wszystkie opisane
rozwiązania techniczne
, jeśli nie zaznaczono inaczej, stanowią własność autora niniejszego tekstu.

© 2024 Dariusz Kozak. Wszystkie prawe zastrzeżone