Корзина
Надежный продавец Prom.ua
Контакты
ООО "ЛЕД ЛАЙФ"
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+380632679577
+380678347700
+380503806200
+380443329071
менеджер
УкраинаКиевул. Молодогвардейская, 22
+380632679577
+380632679577
+380632679577
Карта

Светодиодные матрицы со встроенным драйвером.

Светодиодные матрицы со встроенным драйвером.

Одним из новых этапов развития технологий светодиодного освещения стала интеграция сетевого драйвера непосредственно на плату со светодиодами. Однако у данного инновационного технического решения есть как достоинства, так и недостатки.

 Одним из новых этапов развития технологий светодиодного освещения стала интеграция сетевого драйвера непосредственно на плату со светодиодами. Однако у данного инновационного технического решения есть как достоинства, так и недостатки — об этом подробно рассказано ниже.

 Но для начала немного истории и общей информации. Первые светодиоды на базе покрытого люминофором полупроводникового кристалла, излучающие белый свет и пригодные для освещения, были созданы в 1996 году. С тех пор их характеристики непрестанно улучшались — в частности, увеличивались мощность и удельная светоотдача. Такие полупроводниковые приборы успешно применяются и поныне — они используются в светодиодных лентах, линейных светильниках, потолочных панелях, LED лампах и других осветительных приборах. Однако светодиоды с одиночным кристаллом обладают невысокой максимальной мощностью (как правило, порядка 0.5 Вт), которая физически ограничена тепловым сопротивлением "кристалл-корпус" и возможностями эффективного отвода тепла. Очевидно, что для создания довольно мощных светильников необходимо большое количество отдельных светодиодов, причём подобранных по параметрам, а это увеличивает трудоёмкость производства и, как следствие, цену готовых изделий.

 Революционной вехой в конструировании светодиодных осветительных приборов стало внедрение в 2003 году технологии "Chip-On-Board" (сокращённо COB) — светодиодный кристалл был вмонтирован непосредственно на алюминиевую подложку, что решило вышеупомянутую проблему отвода тепла и позволило создавать мощные осветительные светодиоды. Производимые по данной технологии светодиодные матрицы представляют собой множество светодиодных кристаллов, выращенных на общей подложке и покрытых единым слоем люминофора и светопрозрачным защитным покрытием, а их максимальная мощность достигает 100 Вт и более. Применение технологии COB решило не только проблему теплоотвода, но и ряд иных технологических проблем: отпала необходимость в подборе параметров, в изготовлении печатной платы и монтаже на неё. Кроме того, возросла надёжность: ведь изготовленная по технологии COB матрица заключена в герметичный корпус и в ней отсутствуют подверженные разрушению паяные соединения между отдельными элементами. Однако светодиодные матрицы такого типа не универсальны — поскольку представляют собой мощные, но притом компактные, почти точечные, источники направленного света, то и находят соответствующее применение: используются в светодиодных прожекторах, уличных фонарях, точечных светильниках.

 Для питания светодиодов от сети переменного тока необходим специальный драйвер, обеспечивающий выпрямление, понижение напряжения и стабилизацию тока через светодиоды. В простейшем случае его роль может выполнять схема из диодного моста и балластного резистора. Такое решение используется, например, в светодиодных лентах, однако оно крайне неэффективно. Поэтому абсолютное большинство светодиодных драйверов представляют собой импульсные источники питания — только такая схемотехника обеспечивает сочетание высокого КПД, стабильного тока и возможности работы при изменении входного напряжения в широком диапазоне. Драйверы такого типа конструктивно представляют собой отдельные функционально завершённые блоки, размещаемые внутри светильников или вне их (характерно для моделей, встраиваемых в потолок), и являются довольно сложными электронными устройствами, стоимость которых может составлять порядка половины себестоимости всего светильника. Кроме того, импульсные драйверы содержат относительно громоздкие элементы — электролитические конденсаторы, дроссели, трансформаторы, что не всегда позволяет применять их в малогабаритных изделиях.

 Избавиться от необходимости применения отдельного дорогостоящего блока как раз и позволяет упомянутая в заголовке статьи технология — теперь драйвер интегрирован на подложку со светодиодной матрицей, выполненной по вышеупомянутой "Chip-On-Board", и вся эта конструкция составляет единый модуль, рассчитанный на непосредственное питание от сети переменного тока. Преимущества этого технического решения, казалось бы, очевидны: повышается технологичность сборки, снижается цена, уменьшаются размеры и масса светодиодного светильника. Этот список достоинств можно ещё дополнить. Микросхемы драйвера имеют тепловой контакт с кристаллами светодиодов и снабжены внутренней схемой температурной защиты, которая при перегреве плавно уменьшает потребляемую мощность вплоть до полного отключения — естественно, это положительным образом сказывается на надёжности. К факторам, способствующим её повышению, также можно отнести и отсутствие электролитических конденсаторов, срок службы которых обычно невелик (порядка нескольких тысяч часов).

  Но последний "плюс", так же как и некоторые другие, к сожалению, имеет и обратную сторону, порождая целый ряд "минусов". В частности, отсутствие сглаживающего конденсатора достаточно большой ёмкости приводит к тому, что светодиоды питаются не постоянным, а пульсирующим с удвоенной частотой сети (100 Гц) током, при этом мерцая. Эти мерцания человеческому взгляду незаметны, однако использование такого света в местах, где продолжительно находятся люди, может нанести вред здоровью, в частности, привести к нарушениям зрения и расстройствам нервной системы, отчего даже запрещено санитарными нормами. Питание пульсирующим током порождает также и некоторые недостатки технического характера.

 Схемотехника, по которой выполнен интегрированный драйвер, отнюдь не импульсная, а линейная. То есть драйвер не осуществляет преобразование электрической энергии, а лишь подобно резистору превращает её избыток в тепловую. Следствие №1 — низкий КПД, обычно не превышающий 80% (для импульсных такой показатель минимален, обычно доходит до 90% и выше). Применение линейного драйвера также не позволяет нормально эксплуатировать оснащённый им осветительный прибор при значительных отклонениях напряжения от нормы: повышенное приводит к перегреву, пониженное — к падению яркости. В сочетании с питанием пульсирующим током оставляет желать намного лучшего и стабильность тока — ведь в таком режиме микросхемы драйвера ток фактически не стабилизируют, а лишь ограничивают его амплитудное значение. Впрочем, есть предположение, что так задумано специально — при питании постоянным током средняя мощность, которую микросхемам пришлось бы преобразовывать в тепло, была бы значительно (возможно, даже на порядок) больше, на что они, вероятно, не рассчитаны, и что неизбежно привело бы к ещё большему ухудшению КПД.

 Подводя итоги, можно сказать, что новая технология является неким компромисcом, а светодиодные матрицы с встроенным драйвером вполне могут найти определённое применение. И даже не только могут, но и уже используются в серийно выпускаемых изделиях, например, в некоторых новых моделях светодиодных прожекторов. А вот ответ на вопрос о том, стоит ли их покупать, зависит от цели. Для утилитарного наружного освещения, подсветки рекламных щитов, освещения парковок, подъездов, подземных переходов, складских помещений и иных мест, где люди находятся кратковременно, подойдут вполне. Но в качестве основного источника света (например, в производственных цехах) их применение недопустимо. Также их не следует использовать там, где отклонения напряжения в сети от нормы превышают ±10%. В таких случаях стоит отдать предпочтение проверенной временем старой технологии с использованием импульсных источников питания.

 Примечание: светодиодные матрицы со встроенным драйвером не следует путать с ранее разработанными фирмой Seoul Semiconductor модулями Acrich/ Acrich2, которые сходны по назначению, но используют совершенно иной принцип управления
током, протекающим через светодиоды.
facebook twitter
Другие статьи