Анализ на LED серия срещу паралелни драйверни вериги

в LED осветлениедизайн, изборът на драйверна верига директно определя равномерността на яркостта, работната стабилност и цялостната продължителност на живота. Серийните и паралелните конфигурации са двата най-фундаментални подхода за управление на светодиоди. Въпреки че техните принципи може да изглеждат ясни, всеки идва с различни предимства и ограничения. Тази статия разглежда разликите между LED серията и паралелнитеДрайверни вериги от три гледни точки-работни принципи, ключови характеристики и предизвикателства при проектирането-като предоставя на инженерите ясни насоки за избор.

1. Конфигурация на LED серията

В серийна конфигурация броят на светодиодите е ограничен от максималното изходно напрежение на драйвера. Например, ако максималното напрежение е 40 V, броят на светодиодите, които могат да бъдат свързани последователно, зависи от напрежението в права посока на всеки бял светодиод. Обикновено това позволява задвижването на приблизително 10 до 13 бели светодиода последователно.

Задвижващият ток обикновено варира от 10 mA до 350 mA при непрекъсната работа. Едно ключово предимство на тази конфигурация е, че всички светодиоди в серийния низ споделят един и същ ток, което позволява цялата верига да бъде захранвана през един токов път.

Недостатъци

Когато пространството на печатни платки е ограничено-особено при-мощни конструкции-токовата плътност в медните следи може да се превърне в критичен проблем. Освен това, ако един бял светодиод откаже в сериен низ, всички светодиоди ще изгаснат.

От гледна точка на дизайна, ако има n бели светодиода в серия, захранващото напрежение трябва да бъде увеличено до n × VF. Това изисква топология на усилващ (-нагоре) конвертор. Чрез използване на индуктор токът може да се контролира точно, което помага за ограничаване на неконтролираните преходни токове и намалява EMI. Типична топология на усилване е показана на фигура 1.

2. LED паралелна конфигурация

В паралелна конфигурация броят на белите светодиоди в даден масив е ограничен от възможностите на пакета на драйвера и наличните щифтове на конектора. В допълнение, всеки светодиод трябва да бъде индивидуално управляван по ток,-за да се осигури правилно съвпадение на тока в масива, което е критично за постоянна производителност в конкретни приложения.

На практика текущото несъответствие от повече от 10% между два бели светодиода може значително да влоши качеството на изображението на цветен LCD, когато светодиодите се използват като източник на задно осветяване.

Друго предимство на паралелната конфигурация е, че тя може да използва технологията на помпата за зареждане. Използвайки два керамични кондензатора, енергията може да се прехвърли от батерията към бялата LED матрица. Блокова диаграма на базиран на зарядна помпа светодиоден драйвер е показана на Фигура 2. С оптимизиран дизайн на-източник на ток, този тип драйвер може да регулира светодиодния ток независимо от вариациите в предното напрежение и входното захранване, осигурявайки стабилно и постоянно осветяване.

3. Сравнение на LED серийни и паралелни драйверни вериги

За проектирането на LED драйвери обикновено се разглеждат две основни топологии: усилващи преобразуватели и зарядни помпи. Ключът към избора между тях се крие в оценката на всички подходящи дизайнерски фактори за дадено приложение.

Един важен параметър в базираните на зарядна помпа бели LED драйвери е шумът. Тъй като кондензаторите непрекъснато се зареждат и разреждат, зарядните помпи са склонни да генерират големи токови пикове, които могат да внесат шум в системата. За смекчаване на този ефект е необходимо-високопроизводително входно филтриране.

Обратно, базираните на индуктор-усилвателни преобразуватели могат да генерират електромагнитни смущения (EMI) поради наличието на индуктори. В много случаи регулирането на честотата на превключване може да помогне за намаляване на смущенията, въпреки че оптималната честота зависи от условията на работа на конвертора.

Заключение

Няма абсолютен „по-добър“ избор между последователни и паралелни конфигурации-оптималното решение зависи от конкретното приложение и изискванията за дизайн.

Конфигурациите от серията се отличават с текуща последователност и EMI контролируемост, което ги прави много-подходящи за средни{1}} до-осветителни приложения с висока мощност, които изискват висока равномерност. Паралелните конфигурации, от друга страна, предлагат предимства като работа при ниско-напрежение, по-добра устойчивост на грешки и компактен размер, което ги прави по-подходящи за потребителска електроника и преносими устройства.

Ясното разбиране на основните характеристики на двете топологии-в комбинация с практически инженерни ограничения-позволява на дизайнерите да разработват високо-качествени продукти, които постигат правилния баланс между производителност и цена.