Để đảm bảo đèn LED ánh sáng trắng đạt chuẩn chiếu sáng không chỉ có ứng dụng tốt mà còn có hiệu suất cao hơn, trước tiên bạn cần làm cho nó đáp ứng một số điều kiện nhất định, sau đó cần điều chỉnh mạch driver để đáp ứng các tham số hoạt động của LED nhằm thỏa mãn các yêu cầu đó.
Thứ nhất, yêu cầu ứng dụng của hệ thống chiếu sáng LED
1. Mạch driver được cấp nguồn bởi nguồn điện đặc biệt được thiết kế riêng cho LED, có cấu hình mạch đơn giản, thể tích chiếm chỗ nhỏ hơn và hiệu suất chuyển đổi cao.
2. Các tham số điện đầu ra (dòng và áp) của mạch driver phải khớp với các tham số kỹ thuật của LED được driver kích, đáp ứng các yêu cầu của LED, kèm theo chức năng điều khiển dòng điện không đổi với độ chính xác cao và chức năng giới hạn áp điện phù hợp. Khi có nhiều đầu ra, đầu ra của từng kênh phải được điều khiển riêng biệt.
3. Có chức năng giảm sáng (dimming) với độ tuyến tính tốt hơn, đáp ứng các yêu cầu khác nhau về điều chỉnh độ sáng LED trong nhiều ứng dụng.
Trong trạng thái bất thường (LED bị hở mạch, ngắn mạch, lỗi mạch driver), mạch của chính mạch, LED và người dùng đều có hiệu quả bảo vệ thích hợp.
Thứ năm, khi mạch driver, các mạch khác hoạt động bình thường ít bị can thiệp, đáp ứng các yêu cầu về tương thích điện từ.
Thứ hai, các ứng dụng của mạch khuếch đại tuyến tính
Ứng dụng của mạch khuếch đại tuyến tính là một trong những ứng dụng điều khiển đơn giản và trực tiếp nhất. Các ứng dụng LED trắng cấp chiếu sáng, mặc dù có hiệu suất thấp, vấn đề điều chỉnh kém, nhưng vì mạch đơn giản, nhỏ gọn, đáp ứng các yêu cầu chung, nên được sử dụng nhiều hơn trong một số dịp nhất định.
Nguồn điện được điều chỉnh Vdd + điện trở tải R Hình 1 như một nguồn điều chỉnh + điện trở tải, cách điều khiển này có lợi thế là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp. Một điện trở nối tiếp với LED, tổn thất bổ sung lớn hơn, và điện năng tiêu thụ của nguồn điện tuyến tính Vdd lớn hơn, vì vậy hai yếu tố này chồng lên nhau dẫn đến hiệu suất tổng thể rất thấp (50%), và dòng LED có độ chính xác thấp, không thể điều chỉnh độ sáng, thường chỉ được áp dụng cho công suất nhỏ, ánh sáng trong thời gian ngắn, như đèn pin LED, đèn LED âm trần, đèn LED trần, đèn LED COB âm trần, đèn ống LED và đèn chiếu sáng khẩn cấp.
2, Nguồn điện ổn định dòng Vdd + điện trở tải R + công tắc điện tử S: Cách điều khiển được minh họa trong Hình 2 là cách cải tiến của chế độ điều khiển trong Hình 3, lợi thế không chỉ cải thiện độ chính xác điều khiển dòng LED, mà độ sáng LED cũng có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ đóng cắt của công tắc điện tử S. Tuy nhiên, do điện trở nối tiếp và tuyến tính, tổn thất bổ sung của nguồn điện ổn định dòng cao hơn, nên hiệu suất tổng thể vẫn thấp, phạm vi ứng dụng cụ thể bị hạn chế hơn.
Các ứng dụng của mạch điều khiển chuyển mạch
Điều khiển dạng chuyển mạch có độ chính xác kiểm soát dòng tốt và hiệu suất tổng thể cao hơn, có thể đạt được bộ điều khiển chuyển mạch.
Chế độ ứng dụng chủ yếu được chia thành hai loại: hạ áp và tăng áp.
1 Bộ điều khiển chuyển mạch hạ áp: trường hợp điều khiển song song của bộ điều khiển chuyển mạch hạ áp là khi điện áp đầu ra của nguồn điện cao hơn điện áp LED hoặc nhiều LED.
Nguyên lý chính của mạch là sử dụng dòng điện băm (chopping current) thu được theo yêu cầu của bộ chuyển mạch điện tử S, để đạt được giá trị dòng điện If cần thiết của LED bằng phản hồi âm dòng (lấy mẫu dòng qua R0), sao cho dòng If chạy qua LED ổn định trong một phạm vi nhất định và có thể xử lý một chức năng điều sáng nhất định. Cuộn cảm L đóng vai trò hiệu ứng tự do (freewheeling) khi S ngắt, tích trữ năng lượng, giúp giảm biến động dòng If chạy qua LED. Bộ lái chuyển mạch nâng áp (Boost switch driver) cho trường hợp lái nối tiếp khi điện áp nguồn thấp hơn điện áp ở hai đầu LED hoặc nhiều LED nối tiếp.
Nguyên lý hoạt động của mạch là sử dụng vai trò theo yêu cầu của bộ chuyển mạch điện tử S ngắt-ngắt. Khi yêu cầu nguồn cấp Vdd nạp năng lượng cho cuộn cảm L trong S, khi S ngắt, cực tính điện áp trên L bị đảo và S ngắt, điện áp Vf chồng lên để đạt được giá trị dòng LED If và giá trị điện áp Vr, thông qua hiệu ứng phản hồi âm dòng (lấy mẫu dòng qua R0), sao cho dòng If chạy qua LED có chức năng điều sáng có thể xử lý trong một phạm vi ổn định nhất định.
Ứng dụng điều sáng cho đèn LED chiếu sáng
Trắng LED không thích hợp để sử dụng phương pháp tuyến tính tắt-bật để thay đổi đoạn nhằm điều chỉnh độ sáng (biên độ sáng) của dòng If, nên sử dụng phương pháp không đổi (dòng làm việc của LED) chỉ thay đổi nếu độ rộng xung dòng trong một đơn vị thời gian, bởi vì nó sẽ không làm thay đổi phổ phát sáng gây ra màu trắng bất thường. Các ứng dụng điều sáng sử dụng các cách sau: 1. Điều chế độ rộng xung: Điều chế độ rộng xung là một cách phổ biến để điều chỉnh độ sáng của LED. Bằng cách thay đổi độ rộng của xung vuông hiện tại áp dụng cho LED bật, để dòng điện trung bình trên LED thay đổi trong một phạm vi lớn hơn có thể đạt được hiệu ứng điều sáng có phạm vi lớn hơn.
2. Điều chế tần số: Điều chế tần số là một cách khác để điều chỉnh độ sáng của LED. Giữ nguyên độ rộng của xung vuông dòng điện áp dụng cho LED (biên độ không đổi), thay đổi số lượng xung vuông áp dụng cho LED trong một đơn vị thời gian, để dòng điện trung bình trên LED thay đổi trong phạm vi lớn hơn, cho phép phạm vi điều chỉnh độ sáng của đèn LED chiếu sáng lớn hơn.
Sơ chế biến điều chế góc 3 bit: Trong điều chế góc, một cụm chứa chuỗi nhị phân các xung được sử dụng, và mỗi chiều rộng của các chuỗi xung được kéo dài theo tỷ lệ của giá trị bit tương ứng. Bằng cách thay đổi đơn vị thời gian áp dụng cho LED với xung vuông; giá trị bit của dòng điện hiện tại có thể được mở rộng chiều rộng, sao cho dòng điện trung bình trên LED thay đổi trong một khoảng rộng, nhằm điều chỉnh độ sáng của LED.
Tóm lại, mức độ chiếu sáng của LED trắng là một thiết bị phát sáng trạng thái rắn, là phương án thay thế hiệu quả cho việc chiếu sáng nói chung, mặc dù ở một mức độ nhất định, tốc độ ứng dụng bị hạn chế do giá hiện tại và bản chất, nhưng vì nó có hiệu năng xuất sắc, cùng với sự tiến triển liên tục của công nghệ R D, có thể dự đoán và chắc chắn rằng LED trắng chiếu sáng cấp có triển vọng tốt.
