LED tvarkyklės maitinimo šaltinio topologijos struktūra
LED apšvietimo programose, kuriose naudojamas kintamosios srovės ir nuolatinės srovės maitinimas, galios konvertavimo modulis apima atskirus komponentus, tokius kaip diodai, perjungimo tranzistoriai (FET), induktoriai, kondensatoriai ir rezistoriai, kad atliktų atitinkamas funkcijas, o impulsų pločio moduliavimo (pWM) reguliatoriai. naudojami galios konvertavimui valdyti. Atskirtas kintamosios srovės ir nuolatinės srovės galios konvertavimas su transformatoriais, kurie paprastai pridedami prie grandinės, apima topologijos struktūras, tokias kaip grįžtamasis, pirminis ir pusiau tiltas, kaip parodyta 1 paveiksle. Grįžimo topologija yra standartinis pasirinkimas vidutinės ir mažos galios programoms, kurių galia mažesnė nei 30W, o pusiau tilto konstrukcija labiausiai tinka didesniam energijos efektyvumui/galios tankiui užtikrinti. Kalbant apie transformatorių izoliacijos struktūroje, jo dydis yra susijęs su perjungimo dažniu, o dauguma izoliacinio tipo LED tvarkyklių iš esmės naudoja "elektroninius" transformatorius.
LED apšvietimo programose, kuriose naudojamas nuolatinės srovės ir nuolatinės srovės maitinimas, gali būti naudojami šviesos diodų vairavimo metodai, įskaitant varžos tipą, linijinį įtampos reguliatorių ir jungiklio įtampos reguliatorių. Pagrindinė taikymo schema parodyta 2 paveiksle. Varžos tipo pavaros režimu šviesos diodo tiesioginė srovė gali būti valdoma reguliuojant srovės aptikimo varžą nuosekliai su šviesos diodu. Šį važiavimo režimą lengva suprojektuoti, jis kainuoja mažai ir neturi elektromagnetinio suderinamumo (EMC) problemų. Trūkumas yra tas, kad jis priklauso nuo įtampos, turi ekranuoti šviesos diodus ir turi mažą energijos vartojimo efektyvumą. Linijinius įtampos reguliatorius taip pat lengva suprojektuoti ir jie neturi EMS problemų. Jie taip pat palaiko srovės stabilizavimą ir apsaugą nuo viršsrovių (atlenkimo) ir suteikia išorinius srovės nustatymo taškus. Tačiau jų trūkumai apima galios išsklaidymą ir poreikį, kad įėjimo įtampa visada būtų didesnė už tiesioginę įtampą, o energijos vartojimo efektyvumas yra mažas. Jungiklio reguliatorius nuolat kontroliuoja jungiklio (FET) atidarymą ir uždarymą per pWM valdymo modulį, taip valdydamas srovės srautą.
Perjungimo įtampos reguliatoriai turi didesnį energijos vartojimo efektyvumą, nepriklauso nuo įtampos ir gali valdyti ryškumą. Tačiau jų trūkumai yra gana didelė kaina, didesnis sudėtingumas ir elektromagnetinių trukdžių (EMI) problemos. Įprastos LEDDC-DC perjungimo reguliatorių topologijos struktūros apima „buck“, „boost“, „buck boost“ arba vieno galo pirminio induktoriaus keitiklius (SEpIC). Kai minimali įvesties įtampa visomis darbo sąlygomis yra didesnė už didžiausią šviesos diodų eilutės įtampą, taikoma sumažinimo struktūra, pvz., naudojant 24 V nuolatinę įtampą 6 serijos prijungtiems šviesos diodams valdyti; Priešingai, kai maksimali įėjimo įtampa yra mažesnė už minimalią išėjimo įtampą visomis darbo sąlygomis, taikoma padidinimo struktūra, pvz., naudojant 12 V nuolatinę įtampą 6 serijos prijungtiems šviesos diodams valdyti; Kai įvesties ir išėjimo įtampos diapazonas sutampa, galima naudoti sumažintą padidinimo arba SEpIC struktūrą, pvz., naudojant 12 V DC arba 12 V AC, kad būtų valdomi keturi nuosekliai sujungti šviesos diodai. Tačiau ši struktūra turi mažiausią idealią kainą ir energijos vartojimo efektyvumą.
Pastaraisiais metais taip pat padaryta tam tikra pažanga naudojant kintamosios srovės maitinimą tiesiogiai valdyti LED. Šioje struktūroje LED stygos yra išdėstytos priešingomis kryptimis, veikia per pusę ciklo, o šviesos diodas laidi tik tada, kai linijos įtampa yra didesnė už tiesioginę įtampą. Ši struktūra turi savo privalumų, pavyzdžiui, išvengiama galios praradimo dėl AC-DC konvertavimo. Tačiau šioje struktūroje LED persijungia žemais dažniais, todėl žmogaus akys gali pastebėti mirgėjimo reiškinius. Be to, į šį dizainą reikia pridėti LED apsaugos priemonių, kad būtų apsaugota nuo linijos viršįtampių ar pereinamųjų procesų poveikio.
