Zaloguj
Rysunek 1. Zasilanie pojedynczej diody LED ze źródła 110...230 VAC
Jeśli dioda LED ma prąd świecenia przekraczający kilkadziesiąt miliamperów, to prawie na pewno trzeba się będzie zmierzyć z jej własnościami termicznymi. Temperatura materiału półprzewodnikowego ma bardzo duży wpływ na parametry wykonanego z niego komponentu.
Tymczasem przepływ dużego prądu powoduje znaczące straty mocy, tracona moc zamienia się w ciepło, wzrost temperatury struktury półprzewodnikowej diody powoduje obniżenie się napięcia progowego, obniżenie się napięcia jest przyczyną wzrostu prądu płynącego przez diodę i tak dalej, aż do uszkodzenia komponentu, o ile nie zabezpieczymy się przed tym układowo.
Jest jeszcze trudniej lub gorzej, jeśli mamy do czynienia z zespołami diod LED, to jest z obwodami, a których pracuje wiele diod połączonych szeregowo, równolegle lub (częściej) w sposób mieszany. Ciekawą analizę pracy zespołu diod LED wykonała firma OSRAM prezentując ją w swojej nocie aplikacyjnej [1].
Rysunek 2. Zasilanie zespołu diod LED ze źródła 230 VAC
Do zasilania diod LED mocy nadaje się praktycznie każdy układ scalony stabilizatora, który może pracować w konfiguracji źródła prądowego. Bodaj najłatwiejszy do wykonania obwód zasilania diody LED o średniej mocy (lub ich zespołu) pokazano na rysunku 1 i rysunku 2. Schematy zostały zaczerpnięte z noty katalogowej firmy Diotec[2]. W roli "źródła prądowego" zastosowano półprzewodnikowe ograniczniki prądu typu CL20M45 (20 mA) lub CL40M45 (40 mA).
Dla aplikacji diody LED nie ma większego znaczenia czy będzie to stabilizator impulsowy, czy liniowy. Współcześnie, ze względu wymagania odnośnie do uzyskania dużej sprawności energetycznej, znacznie częściej są stosowane stabilizatory impulsowe.
Ich dobre parametry są zwykle okupione koniecznością zamontowania większej liczby komponentów (dla kontrastu, najprostsza aplikacja LM317 w roli źródła prądowego wymaga zaledwie jednego rezystora), ale zwykle konstruktorzy decydują się na poniesienie tego kosztu. Dioda LED o dużej mocy, zwykle montowana na radiatorze, wytwarza dużo ciepła, które wymaga rozproszenia.
Tabela 1. Drivery LED ogólnego przeznaczenia firmy Allegro Microsystems |
Tabela 2. Drivery LED firmy Allegro Microsystems do oświetlenia pojazdów |
Tabela 3. Układy scalone firmy Diodes do oświetlenia LED |
Dodawanie do niego ciepła strat komponentów pogarsza sytuację i powoduje skrócenie czasu funkcjonowania diody. Nowoczesne układy przetwornic impulsowych pozwalają na uzyskanie sprawności przekraczającej 90% w normalnych warunkach eksploatacji.
Jak wspomniano, do zasilania diody LED mocy jest wymagane źródło prądowe. Utrzymuje ono stałą wartość prądu obciążenia mając teoretycznie nieskończone napięcie wyjściowe. W praktyce, maksymalne napięcie wyjściowe jest ograniczone wartością napięcia wejściowego (zasilającego), aczkolwiek wiele przetwornic do zasilania LED ma możliwość pracy w konfiguracji podnoszącej napięcie.
Do wyboru są układy (zasilacze) obniżające napięcie wejściowe (buck, step-down), podwyższające (boost) oraz uniwersalne (buck-boost lub SEPIC). Ponadto, często mają one wyjścia sygnalizujące usterkę, wbudowane obwody zabezpieczające przed przepięciem i zwarciem oraz odłączające obciążenie po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury lub prądu obciążenia.
Tabela 4. Układy firmy Diodes do oświetlenia oznakowania |
Tabela 5. Układy scalone firmy Diodes do LED dla motoryzacji |
Tabela 5. c.d. |
W aplikacjach profesjonalnych, do zasilania diod LED mocy nie stosuje się rezystorów szeregowych. Jeśli dioda LED ma moc 1 W i napięcie progowe 2 V, to do jej zasilania będzie wymagany prąd o natężeniu ok. 0,5 A. Jeśli zasilacz będzie dostarczał 3,3 V, to na rezystorze stracimy 0,65 W, co znacząco obniży sprawność energetyczna źródła światła i stworzy problemy z rozproszeniem nadmiaru mocy.
Ponadto, zależność pomiędzy natężeniem prądu płynącego przez diodę, a intensywnością jej świecenia jest bliska liniowej, natomiast charakterystyka przejściowa diody jest bardzo stroma i silnie zależy od temperatury złącza. Napięcie progowe jest tym niższe, im jest wyższa temperatura złącza.
Jeśli dioda jest zasilana ze źródła o stabilizowanym napięciu, to nawet niewielka różnica temperatury złącza, a co za tym idzie - napięcia progowego - może wywołać widoczną różnicę jasności świecenia, ponieważ źródło napięciowe stabilizujące swoje napięcie wyjściowe nie będzie starało się podwyższyć go lub obniżyć, aby ustalić odpowiednią jasność świecenia diody.
Tabela 6. Układy scalone do zasilania LED z oferty Fairchild Semiconductor |
Tabela 7. Liniowe drivery LED firmy Infineon |
Tabela 8. Drivery Infineona z rodziny Linled |
Tę zdolność ma jedynie źródło prądowe, które będzie dążyło do takich warunków pracy, w których prąd wyjściowy będzie stały i przez to jasność świecenia diody będzie utrzymywana na stałym poziomie. Przekroczenie maksymalnego prądu przewodzenia powoduje szybkie zużycie diody, zmianę koloru jej świecenia, uszkodzenie złącza.
Zasilaczy diod LED nie należy mylić ze sterownikami, aczkolwiek te mogą one być zintegrowane ze źródłami prądowymi. Sterowniki LED są używane do załączania, wyłączania, kontroli jasności i koloru świecenia, tworzenia efektów świetlnych itp.
Często mają interfejs cyfrowy (np. I²C lub SPI) umożliwiający komunikowanie się z systemem nadrzędnym. Zwykle sterowniki diod LED mają prąd wyjściowy o niedużym natężeniu, raczej nieprzekraczającym 100...150 mA.
Układy scalone do zasilaczy diod LED
Allegro MicroSystems. Firma Allegro MicroSystems ma w ofercie szereg układów przeznaczonych do zasilania diod LED. Są to zasilacze impulsowe i liniowe, znajdujące zastosowanie w aplikacjach ogólnego przeznaczenia oraz specjalnych, takich jak oznakowanie oraz oświetlenie pojazdów.
Wiele z tych układów ma wbudowane tranzystory kluczujące MOSFET, co upraszcza aplikację oraz zmniejsza powierzchnię zajmowaną na płytce drukowanej. Oferta firmy Allegro MicroSystems obejmuje układy o różnych topologiach, różnej obciążalności i liczbie kanałów wyjściowych.
Tabela 9. Liniowe drivery LED firmy Infineon |
Tabela 10. Drivery dla diod LED mocy firmy Infineon |
Tabela 11. Drivery LED firmy Linear Technology pracujące w topologii boost |
Diodes Incorporated. Producent podzielił wytwarzane przez siebie układy scalone z tej grupy na przeznaczone do: oświetlenia LED, znaków świetlnych, pojazdów (certyfikowane), urządzeń przenośnych. Podstawowe parametry układów scalonych z oferty Diodes Inc. zawarto w tabelach 3...5.
Ułady mogą pracować w różnych technologiach i zależnie od przeznaczenia są to albo nieskomplikowane zasilacze, albo wielokanałowe, mające funkcje sygnalizujące uszkodzenia diod LED i inne stany awaryjne.
Fairchild Semiconductor. Przegląd układów scalonych służących do budowania zasilaczy LED umieszczono w tabeli 6. Na stronie internetowej tego producenta udostępniono oprogramowanie umożliwiające nie tylko wygodny wybór komponentu, ale również opracowanie gotowego zasilacza.
Tabela 11. c.d. |
Tabela 12. Drivery LED firmy Linear Technology pracujące w topologii buck |
Tabela 13. Drivery LED firmy Linear Technology na rozszerzony zakres temperatury |
Linear Technology. Ten producent jest dobrze znany z wytwarzania układów przeznaczonych do budowania zasilaczy o różnym przeznaczeniu. Dlatego też w jego ofercie nie mogło zabraknąć układów do zasilania LED. W tabelach 11...17 umieszczono skrócony przegląd oferty LT.
Zależnie od typu, w strukturach układów mogą być zintegrowane diody Schottky, tranzystory kluczujące, obwody mierzące prąd obciążenia i sygnalizujące uszkodzenia diod LED, wielowyjściowe klucze z interfejsem cyfrowym itp.
Tabela 14. Przetwornice LED z pompą ładunku firmy Linear Technology |
Tabela 15. Drivery LED firmy Linear Technology przeznaczone do "żarówek" LED |
Tabela 16. Mikromoduły driverów LED firmy Linear Technology |
Maxim Integrated. Układy scalone przeznaczone do zasilania diod LED z oferty firmy Maxim Integrated wymieniono w tabelach 18...20. Oferta tego producenta obejmuje szereg układów pracujących w różnych topologiach, o obciążalności od dziesiątek miliamperów do kilkudziesięciu amper.
Wstępną selekcję układów do aplikacji umożliwia filtr umieszczony na stronie internetowej firmy pod adresem http://maximintegrated.com/en/products/power/led-drivers.html. Ciekawostką w ofercie firmy są drivery przeznaczone do zasilania diod LED używanych w projektorach (MAX16818, MAX16821, MAX16833, MAX16834) o prądzie obciążenia do 30 A, mające zintegrowane sterowniki tranzystorów MOSFET oraz obwody ochronne.
Tabela 17. Układy scalone ogólnego firmy Linear Technology przeznaczenia pracujące w wielu konfiguracjach |
Tabela 18. Przegląd driverów LED z oferty firmy Maxim Integrated wykorzystujących element indukcyjny |
Tabela 19. Przegląd driverów LED z pompą ładunku z oferty Maxim Integrated |
Power Integrations. Firma koncentruje się na wytwarzaniu układów scalonych przeznaczonych do zasilaczy impulsowych. W jej ofercie znajduje się kilka rodzin driverów do zasilania diod LED. Poszczególne rodziny są wymienione w tabelach 24...27. Ich charakterystyczną cechą jest wbudowany w strukturę tranzystor kluczujący. Układy te nie wymagają również dodatkowego zasilacza dla części cyfrowej.
Rodzina układów LYTSwitch-0 (tab. 22) jest przeznaczona do konstruowania nieizolowanych źródeł światła, które nie mają możliwości współpracy ze ściemniaczem. Struktura układów zawiera tranzystor MOSFET o napięciu przebicia UDS 700 V, oscylator, źródło prądowe, obwody zabezpieczające przed przegrzaniem i przeciążeniem.
Zasilacze wykonane w oparciu o te układy są tanie i mają niewielkie wymiary. Aplikacja układu zawiera jedynie kilkanaście elementów zewnętrznych, w większości komponentów pasywnych. Sprawność układów przekracza przy tym 90%, a współczynnik mocy jest lepszy niż 0,5.
Układy z rodziny LYTSwitch-2 (tab. 23) są przeznaczone do zasilania diod LED o mocy do 10 W. Dzięki mechanizmowi regulacji po stronie pierwotnej, wyeliminowano konieczność użycia transoptora w pętli sprzężenia zwrotnego osiągając przy tym dobrą dokładność stabilizacji prądu wyjściowego (±3%).
Tabela 20. Przegląd liniowych driverów LED z oferty Maxim Integrated |
Tabela 21. Układy liniowe do zasilania diod LED z oferty OnSemi |
Tabela 22. Układy do zasilania diod LED z oferty OnSemi wyposażone w pompę ładunku |
LYTSwitch-4 to rodzina kontrolerów umożliwiająca budowanie izolowanych galwanicznie zasilaczy LED o mocy do 78 W (tab. 24 i tab. 25). Mechanizm regulatora zaimplementowano po stronie pierwotnej, dzięki czemu uniknięto konieczności użycia transoptora w pętli sprzężenia zwrotnego. Mechanizm korekcji PFC zapewnia współczynnik mocy lepszy niż 0,9 przy sprawności powyżej 90%. Niektóre z układów LYTSwitch-4 mogą współpracować ze ściemniaczami opartymi na triakach.
Oprócz wymienionych wyżej rodzin układów warto wspomnieć jeszcze o LinkSwitch-PL oraz HiperPFS2+HiperLCS. Te pierwsza, podobnie jak LYTSwitch-0, umożliwia budowanie zasilaczy pracujących przede wszystkim w nieizolowanych konfiguracjach typu buck i buck-boost osiągając przy tym moc do około 20 W (PFC, współczynnik mocy >0,9).
Tabela 23. Układy do zasilania diod LED z oferty OnSemi z przetwornicą impulsową |
Tabela 24. Rodzina układów LYTSwitch-0 firmy Power Integrations |
Tabela 25. Rodzina układów LYTSwitch-2 firmy Power Integrations |
STMicroelectronics. Firma oferuje ogromną liczbę produktów, między innymi układy przeznaczone do zasilaczy LED oraz ogromną liczbę półprzewodnikowych komponentów dyskretnych do budowania źródeł zasilania. Przetwornice oferowane przez STMicroelectronics mogą pracować w konfiguracjach: flyback, boost, buck, LLC resonant, buck-boost. Tabela 28 zawiera wstępny podział sterowników wprowadzony przez firmę STMicroelectronics. W dalszych tabelach podzielimy je bardziej szczegółowo, wskazując konkretne aplikacje.
W tabeli 29 zamieszczono wykaz driverów - regulatorów prądu obciążenia. W tabelach 30 i 31 wymieniono drivery pracujące w konfiguracjach Step-Up i Step-Down.
Tabela 26. Rodzina układów LYTSwitch-4 firmy Power Integrations - współpraca ze ściemniaczem fazowym |
Tabela 27. Rodzina układów LYTSwitch-4 firmy Power Integrations - moc wyjściowa (temperatura otoczenia 70?C, sprawność >80%) |
Tabela 28. Wstępny podział sterowników produkowanych przez firmę STMicroelectronics |
Texas Instruments. Firma oferuje ogromną liczbę rozwiązań, tym większą, że do własnych rozwiązań dodała przejęte wraz z firmą National Semiconductor. Oferta firmy zawiera ponad 1200 (!!!) układów przeznaczonych do budowania zasilaczy liniowych i nieliniowych, pracujących w różnych konfiguracjach. W tym na przykład sterowniki mające od 3 aż do 48 kanałów wyjściowych, sterowane za pomocą różnych interfejsów cyfrowych.
Tabela 29. Drivery/regulatory prądu obciążenia firmy STMicroelectronics |
Tabela 30. Drivery firmy STMicroelectronics pracujące w konfiguracji Step-Up |
Tabela 31. Drivery firmy STMicroelectronics pracujące w konfiguracji Step-Down |
Przy użyciu tego programu można zadać parametry naszej aplikacji, określić światłość diody LED, wybrać spośród proponowanych komponentów różnych producentów, a następnie wyświetlić gotowe rozwiązanie zasilacza.
Oczywiście, można przy tym szeregować komponenty zgodnie z różnymi kryteriami (cena, obudowa itp.), skorzystać z oferty tylko wskazanego dostawcy, zamówić zestaw ewaluacyjny (jeśli dostępny) i tak dalej. Ponadto, za pomocą narzędzia Power Lab, za pomocą którego można zaprojektować i wirtualnie przetestować zasilacz dla LED.
Podsumowanie
Rysunek 3. Okno główne programu Webench LED Designer
Niniejszy przegląd układów nie wyczerpuje wszystkich aspektów i przez szczupłość miejsca mogłem w nim zaprezentować tylko wybrane parametry, niektórych układów od niektórych producentów. Pominięto w nim produkty mniejszych firm lub firm oferujących jedynie kilka rozwiązań.
Nie ma też mikrokontrolerów, które coraz częściej są wyposażane w bloki peryferyjne służące do "inteligentnego" sterowania diodami LED.
Mam jednak nadzieję, że będzie pomocną wskazówką dla konstruktora, który będzie poszukiwał rozwiązań dla projektowanej aplikacji.
Warto też dodać, że dla wielu zasilaczy diod LED firmy producenci oferują zestawy ewaluacyjne umożliwiające przetestowanie rozwiązań przed ich wdrożeniem do masowej produkcji.
Jacek Bogusz, EP
[1] OSRAM Opto Semiconductors, nota aplikacyjna "Comparison of LED Circuits"
[2] Diotec Semiconductor, 2011-02-07, nota aplikacyjna "Cost Effective Driving of Standard LEDs from 10VDC up to 110/230VAC with Current Limiting Diodes"
<p style="width: 304px;">Rysunek 1. Zasilanie pojedynczej diody LED ze źródła 110...230 V<sub>AC</sub></p>
</div>
<p>Jeśli dioda LED ma prąd świecenia przekraczający kilkadziesiąt miliamperów, to prawie na pewno trzeba się będzie zmierzyć z jej własnościami termicznymi. Temperatura materiału półprzewodnikowego ma bardzo duży wpływ na parametry wykonanego z niego komponentu.</p>
<p>Tymczasem przepływ dużego prądu powoduje znaczące straty mocy, tracona moc zamienia się w ciepło, wzrost temperatury struktury półprzewodnikowej diody powoduje obniżenie się napięcia progowego, obniżenie się napięcia jest przyczyną wzrostu prądu płynącego przez diodę i tak dalej, aż do uszkodzenia komponentu, o ile nie zabezpieczymy się przed tym układowo.</p>
<p>Jest jeszcze trudniej lub gorzej, jeśli mamy do czynienia z zespołami diod LED, to jest z obwodami, a których pracuje wiele diod połączonych szeregowo, równolegle lub (częściej) w sposób mieszany. Ciekawą analizę pracy zespołu diod LED wykonała firma OSRAM prezentując ją w swojej nocie aplikacyjnej [1].</p>
<div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvMi8xNTY1MmxlZF8yLmpwZyZ3PTUwNCZoPTIyNQ==_src327952d9d7fa35b490eadf97020ca804.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvMi8xNTY1MmxlZF8yLmpwZyZ3PTMwMCZoPTEzNA==_src327952d9d7fa35b490eadf97020ca804.jpg" alt="" /></a>
<p style="width: 304px;">Rysunek 2. Zasilanie zespołu diod LED ze źródła 230 V<sub>AC</sub></p>
</div>
<p>Do zasilania diod LED mocy nadaje się praktycznie każdy układ scalony stabilizatora, który może pracować w konfiguracji źródła prądowego. Bodaj najłatwiejszy do wykonania obwód zasilania diody LED o średniej mocy (lub ich zespołu) pokazano na rysunku 1 i rysunku 2. Schematy zostały zaczerpnięte z noty katalogowej firmy Diotec[2]. W roli "źródła prądowego" zastosowano półprzewodnikowe ograniczniki prądu typu CL20M45 (20 mA) lub CL40M45 (40 mA).</p>
<p>Dla aplikacji diody LED nie ma większego znaczenia czy będzie to stabilizator impulsowy, czy liniowy. Współcześnie, ze względu wymagania odnośnie do uzyskania dużej sprawności energetycznej, znacznie częściej są stosowane stabilizatory impulsowe.</p>
<p>Ich dobre parametry są zwykle okupione koniecznością zamontowania większej liczby komponentów (dla kontrastu, najprostsza aplikacja LM317 w roli źródła prądowego wymaga zaledwie jednego rezystora), ale zwykle konstruktorzy decydują się na poniesienie tego kosztu. Dioda LED o dużej mocy, zwykle montowana na radiatorze, wytwarza dużo ciepła, które wymaga rozproszenia.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMy8xNTY2M2xlZF90YWJfMS5qcGcmdz03NjMmaD0xNzQ=_srca46fbaed82074dd5f3a2c3c950849905.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMy8xNTY2M2xlZF90YWJfMS5qcGcmdz0yMDAmaD00Ng==_srca46fbaed82074dd5f3a2c3c950849905.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 1. Drivery LED ogólnego przeznaczenia firmy Allegro
Microsystems</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNC8xNTY2NGxlZF90YWJfMi5qcGcmdz03NjMmaD01NTg=_src85792a8ca60814653fcb5da9afbaac8f.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNC8xNTY2NGxlZF90YWJfMi5qcGcmdz0yMDAmaD0xNDY=_src85792a8ca60814653fcb5da9afbaac8f.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 2. Drivery LED firmy Allegro Microsystems do oświetlenia
pojazdów</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNS8xNTY2NWxlZF90YWJfMy5qcGcmdz03NjImaD01NzQ=_src6cb5eb9d34022facbdec08ca094fc8a0.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNS8xNTY2NWxlZF90YWJfMy5qcGcmdz0yMDAmaD0xNTE=_src6cb5eb9d34022facbdec08ca094fc8a0.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 3. Układy scalone firmy Diodes do oświetlenia LED</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>Dodawanie do niego ciepła strat komponentów pogarsza sytuację i powoduje skrócenie czasu funkcjonowania diody. Nowoczesne układy przetwornic impulsowych pozwalają na uzyskanie sprawności przekraczającej 90% w normalnych warunkach eksploatacji.</p>
<p>Jak wspomniano, do zasilania diody LED mocy jest wymagane źródło prądowe. Utrzymuje ono stałą wartość prądu obciążenia mając teoretycznie nieskończone napięcie wyjściowe. W praktyce, maksymalne napięcie wyjściowe jest ograniczone wartością napięcia wejściowego (zasilającego), aczkolwiek wiele przetwornic do zasilania LED ma możliwość pracy w konfiguracji podnoszącej napięcie.</p>
<p>Do wyboru są układy (zasilacze) obniżające napięcie wejściowe (buck, step-down), podwyższające (boost) oraz uniwersalne (buck-boost lub SEPIC). Ponadto, często mają one wyjścia sygnalizujące usterkę, wbudowane obwody zabezpieczające przed przepięciem i zwarciem oraz odłączające obciążenie po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury lub prądu obciążenia.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNi8xNTY2NmxlZF90YWJfNC5qcGcmdz03NjImaD01NjY=_src8f0ff2aff51ab18cd980498c7bd87520.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNi8xNTY2NmxlZF90YWJfNC5qcGcmdz0yMDAmaD0xNDk=_src8f0ff2aff51ab18cd980498c7bd87520.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 4. Układy firmy Diodes do oświetlenia oznakowania</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNy8xNTY2N2xlZF90YWJfNS5qcGcmdz03NjMmaD00ODY=_srce1f4417ae33cbcd3baa0a4ebdaf1cbc9.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvNy8xNTY2N2xlZF90YWJfNS5qcGcmdz0yMDAmaD0xMjc=_srce1f4417ae33cbcd3baa0a4ebdaf1cbc9.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 5. Układy scalone firmy Diodes do LED dla motoryzacji</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvOC8xNTY2OGxlZF90YWJfNWNkLmpwZyZ3PTc2MyZoPTg1MA==_srcb5f1d7fe2fa1c3e422634067cd3f161a.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvOC8xNTY2OGxlZF90YWJfNWNkLmpwZyZ3PTIwMCZoPTIyMw==_srcb5f1d7fe2fa1c3e422634067cd3f161a.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 5. c.d.</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>W aplikacjach profesjonalnych, do zasilania diod LED mocy nie stosuje się rezystorów szeregowych. Jeśli dioda LED ma moc 1 W i napięcie progowe 2 V, to do jej zasilania będzie wymagany prąd o natężeniu ok. 0,5 A. Jeśli zasilacz będzie dostarczał 3,3 V, to na rezystorze stracimy 0,65 W, co znacząco obniży sprawność energetyczna źródła światła i stworzy problemy z rozproszeniem nadmiaru mocy.</p>
<p>Ponadto, zależność pomiędzy natężeniem prądu płynącego przez diodę, a intensywnością jej świecenia jest bliska liniowej, natomiast charakterystyka przejściowa diody jest bardzo stroma i silnie zależy od temperatury złącza. Napięcie progowe jest tym niższe, im jest wyższa temperatura złącza.</p>
<p>Jeśli dioda jest zasilana ze źródła o stabilizowanym napięciu, to nawet niewielka różnica temperatury złącza, a co za tym idzie - napięcia progowego - może wywołać widoczną różnicę jasności świecenia, ponieważ źródło napięciowe stabilizujące swoje napięcie wyjściowe nie będzie starało się podwyższyć go lub obniżyć, aby ustalić odpowiednią jasność świecenia diody.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvOS8xNTY2OWxlZF90YWJfNi5qcGcmdz05MDAmaD01NzE=_src44ef1d2bc5285d3c3afec8d5d9ae06cd.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/6/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvOS8xNTY2OWxlZF90YWJfNi5qcGcmdz0yMDAmaD0xMjc=_src44ef1d2bc5285d3c3afec8d5d9ae06cd.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 6. Układy scalone do zasilania LED z oferty Fairchild Semiconductor</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMC8xNTY3MGxlZF90YWJfNy5qcGcmdz05MDAmaD0zNzA=_src5a4ff5e665246a28543c8d9013dc1f5f.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMC8xNTY3MGxlZF90YWJfNy5qcGcmdz0yMDAmaD04Mg==_src5a4ff5e665246a28543c8d9013dc1f5f.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 7. Liniowe drivery LED firmy Infineon</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMS8xNTY3MWxlZF90YWJfOC5qcGcmdz05MDAmaD0yMTY=_src634417c63ebf96d61e26f372695d776b.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMS8xNTY3MWxlZF90YWJfOC5qcGcmdz0yMDAmaD00OA==_src634417c63ebf96d61e26f372695d776b.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 8. Drivery Infineona z rodziny Linled</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>Tę zdolność ma jedynie źródło prądowe, które będzie dążyło do takich warunków pracy, w których prąd wyjściowy będzie stały i przez to jasność świecenia diody będzie utrzymywana na stałym poziomie. Przekroczenie maksymalnego prądu przewodzenia powoduje szybkie zużycie diody, zmianę koloru jej świecenia, uszkodzenie złącza.</p>
<p>Zasilaczy diod LED nie należy mylić ze sterownikami, aczkolwiek te mogą one być zintegrowane ze źródłami prądowymi. Sterowniki LED są używane do załączania, wyłączania, kontroli jasności i koloru świecenia, tworzenia efektów świetlnych itp.</p>
<p>Często mają interfejs cyfrowy (np. I²C lub SPI) umożliwiający komunikowanie się z systemem nadrzędnym. Zwykle sterowniki diod LED mają prąd wyjściowy o niedużym natężeniu, raczej nieprzekraczającym 100...150 mA.</p>
<h5>Układy scalone do zasilaczy diod LED</h5>
<p><strong><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNC8xNTY1NGxlZF9yeXNfMS5qcGcmdz01MDQmaD0zNDE=_srca594b4f2f95db2f28b78331b66ba68f6.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNC8xNTY1NGxlZF9yeXNfMS5qcGcmdz0zMDAmaD0yMDM=_srca594b4f2f95db2f28b78331b66ba68f6.jpg" alt="" /></a></strong>Współcześnie oświetlenie LED jest na tyle ważnym trendem, że układy scalone do zasilaczy LED są wytwarzane przez niemal każdą firmę, producenta układów półprzewodnikowych. Jeszcze inne firmy wytwarzają gotowe moduły źródeł prądowych, które można wlutować w płytkę lub zamontować w jeszcze inny sposób we własnym urządzeniu.</p>
<p><strong>Allegro MicroSystems</strong>. Firma Allegro MicroSystems ma w ofercie szereg układów przeznaczonych do zasilania diod LED. Są to zasilacze impulsowe i liniowe, znajdujące zastosowanie w aplikacjach ogólnego przeznaczenia oraz specjalnych, takich jak oznakowanie oraz oświetlenie pojazdów.</p>
<p>Wiele z tych układów ma wbudowane tranzystory kluczujące MOSFET, co upraszcza aplikację oraz zmniejsza powierzchnię zajmowaną na płytce drukowanej. Oferta firmy Allegro MicroSystems obejmuje układy o różnych topologiach, różnej obciążalności i liczbie kanałów wyjściowych.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMi8xNTY3MmxlZF90YWJfOS5qcGcmdz05MDAmaD0zMTY=_src6a9d327d1fadb8646432bcfd0359e291.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMi8xNTY3MmxlZF90YWJfOS5qcGcmdz0yMDAmaD03MA==_src6a9d327d1fadb8646432bcfd0359e291.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 9. Liniowe drivery LED firmy Infineon</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMy8xNTY3M2xlZF90YWJfMTAuanBnJnc9OTAwJmg9MzE0_src111e13a006679af2eb2d64a36a675bce.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvMy8xNTY3M2xlZF90YWJfMTAuanBnJnc9MjAwJmg9NzA=_src111e13a006679af2eb2d64a36a675bce.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 10. Drivery dla diod LED mocy firmy Infineon</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNC8xNTY3NGxlZF90YWJfMTEuanBnJnc9OTAwJmg9NzQw_src8402d44bb44b28778f2e3215faeed8c8.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNC8xNTY3NGxlZF90YWJfMTEuanBnJnc9MjAwJmg9MTY0_src8402d44bb44b28778f2e3215faeed8c8.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 11. Drivery LED firmy Linear Technology pracujące
w topologii boost</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><strong><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNS8xNTY1NWxlZF9yeXNfMi5qcGcmdz01MDImaD0zODY=_src10b9ab5ac98231f9e4c715da9afa3013.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNS8xNTY1NWxlZF9yeXNfMi5qcGcmdz0zMDAmaD0yMzE=_src10b9ab5ac98231f9e4c715da9afa3013.jpg" alt="" /></a></strong>Przegląd układów scalonych - driverów LED ogólnego przeznaczenia umieszczono w tabeli 1. Układy spełniające surowe wymagania aplikacji dla motoryzacji w tabeli 2.</p>
<p><strong>Diodes Incorporated</strong>. Producent podzielił wytwarzane przez siebie układy scalone z tej grupy na przeznaczone do: oświetlenia LED, znaków świetlnych, pojazdów (certyfikowane), urządzeń przenośnych. Podstawowe parametry układów scalonych z oferty Diodes Inc. zawarto w tabelach 3...5.</p>
<p>Ułady mogą pracować w różnych technologiach i zależnie od przeznaczenia są to albo nieskomplikowane zasilacze, albo wielokanałowe, mające funkcje sygnalizujące uszkodzenia diod LED i inne stany awaryjne.</p>
<p><strong>Fairchild Semiconductor</strong>. Przegląd układów scalonych służących do budowania zasilaczy LED umieszczono w tabeli 6. Na stronie internetowej tego producenta udostępniono oprogramowanie umożliwiające nie tylko wygodny wybór komponentu, ale również opracowanie gotowego zasilacza.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNS8xNTY3NWxlZF90YWJfMTFjZC5qcGcmdz04OTkmaD00OTk=_srcb2c1326c694a420b28872c638233e3e2.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNS8xNTY3NWxlZF90YWJfMTFjZC5qcGcmdz0yMDAmaD0xMTE=_srcb2c1326c694a420b28872c638233e3e2.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 11. c.d.</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNi8xNTY3NmxlZF90YWJfMTIuanBnJnc9OTAwJmg9ODI1_src44bc940880e76b35c79dc792f973c35b.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNi8xNTY3NmxlZF90YWJfMTIuanBnJnc9MjAwJmg9MTgz_src44bc940880e76b35c79dc792f973c35b.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 12. Drivery LED firmy Linear Technology pracujące
w topologii buck</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNy8xNTY3N2xlZF90YWJfMTMuanBnJnc9OTAwJmg9NzU1_src0f91a0792deee3cf27e9e26d5f9ec4d8.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvNy8xNTY3N2xlZF90YWJfMTMuanBnJnc9MjAwJmg9MTY4_src0f91a0792deee3cf27e9e26d5f9ec4d8.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 13. Drivery LED firmy Linear Technology na rozszerzony
zakres temperatury</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><strong><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNi8xNTY1NmxlZF9yeXNfMy5qcGcmdz00OTkmaD0zNDM=_src366b28d71e878afa09ba2ec2db6fd8c2.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNi8xNTY1NmxlZF9yeXNfMy5qcGcmdz0zMDAmaD0yMDY=_src366b28d71e878afa09ba2ec2db6fd8c2.jpg" alt="" /></a>Infineon</strong>. Oferta Infineona obejmuje tanie układy półprzewodnikowe dla "żarówek" LED będących zamiennikami tradycyjnie stosowanych źródeł światła, a przy tym mogące współpracować z tradycyjnymi ściemniaczami wykorzystującymi triaki, drivery LED i mikrokontrolery wyposażone w odpowiednie bloki funkcjonalne do układów zasilających oświetlenie LED. Układy scalone z oferty Infineona wymieniono w tabelach 7...10.</p>
<p><strong>Linear Technology</strong>. Ten producent jest dobrze znany z wytwarzania układów przeznaczonych do budowania zasilaczy o różnym przeznaczeniu. Dlatego też w jego ofercie nie mogło zabraknąć układów do zasilania LED. W tabelach 11...17 umieszczono skrócony przegląd oferty LT.</p>
<p>Zależnie od typu, w strukturach układów mogą być zintegrowane diody Schottky, tranzystory kluczujące, obwody mierzące prąd obciążenia i sygnalizujące uszkodzenia diod LED, wielowyjściowe klucze z interfejsem cyfrowym itp.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvOC8xNTY3OGxlZF90YWJfMTQuanBnJnc9NzYzJmg9ODc2_src0996545ebccc7bade21fa53dc90ae2c7.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvOC8xNTY3OGxlZF90YWJfMTQuanBnJnc9MjAwJmg9MjMw_src0996545ebccc7bade21fa53dc90ae2c7.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 14. Przetwornice LED z pompą ładunku firmy Linear
Technology</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/7/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvOS8xNTY3OWxlZF90YWJfMTUuanBnJnc9ODk5Jmg9MjM4_srcf6bb4a054ee514d688ecad0b20bc8ee8.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/7/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzcvOS8xNTY3OWxlZF90YWJfMTUuanBnJnc9MjAwJmg9NTM=_srcf6bb4a054ee514d688ecad0b20bc8ee8.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 15. Drivery LED firmy Linear Technology przeznaczone
do "żarówek" LED</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMC8xNTY4MGxlZF90YWJfMTYuanBnJnc9OTAwJmg9MzEy_src1eed0e169114dc60c011d4c604749802.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMC8xNTY4MGxlZF90YWJfMTYuanBnJnc9MjAwJmg9Njk=_src1eed0e169114dc60c011d4c604749802.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 16. Mikromoduły driverów LED firmy Linear Technology</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNy8xNTY1N2xlZF9yeXNfNC5qcGcmdz01MDQmaD0zODY=_src51aabcad5c4771a560387fb1a86b6d72.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvNy8xNTY1N2xlZF9yeXNfNC5qcGcmdz0zMDAmaD0yMzA=_src51aabcad5c4771a560387fb1a86b6d72.jpg" alt="" /></a>Na stronie internetowej http://www.linear.com/products/LED_Driver_ICs udostępniono filtr umożliwiający wstępną selekcję układu scalonego do aplikacji. Ciekawostką w ofercie firmy są mikromoduły (tab. 16) - układy w obudowie LGA zawierające kompletną przetwornicę do zasilania LED.</p>
<p><strong>Maxim Integrated</strong>. Układy scalone przeznaczone do zasilania diod LED z oferty firmy Maxim Integrated wymieniono w tabelach 18...20. Oferta tego producenta obejmuje szereg układów pracujących w różnych topologiach, o obciążalności od dziesiątek miliamperów do kilkudziesięciu amper.</p>
<p>Wstępną selekcję układów do aplikacji umożliwia filtr umieszczony na stronie internetowej firmy pod adresem http://maximintegrated.com/en/products/power/led-drivers.html. Ciekawostką w ofercie firmy są drivery przeznaczone do zasilania diod LED używanych w projektorach (MAX16818, MAX16821, MAX16833, MAX16834) o prądzie obciążenia do 30 A, mające zintegrowane sterowniki tranzystorów MOSFET oraz obwody ochronne.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMS8xNTY4MWxlZF90YWJfMTcuanBnJnc9Njg0Jmg9ODI5_src7e37935978690202ce4b2574f6c8f0cc.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMS8xNTY4MWxlZF90YWJfMTcuanBnJnc9MjAwJmg9MjQy_src7e37935978690202ce4b2574f6c8f0cc.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 17. Układy scalone ogólnego firmy Linear Technology
przeznaczenia pracujące w wielu konfiguracjach</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMi8xNTY4MmxlZF90YWJfMTguanBnJnc9NDU3Jmg9ODY0_src279273354db2edd17254ed3e4622603d.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMi8xNTY4MmxlZF90YWJfMTguanBnJnc9MjAwJmg9Mzc4_src279273354db2edd17254ed3e4622603d.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 18. Przegląd driverów LED z oferty firmy Maxim Integrated
wykorzystujących element indukcyjny</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMy8xNTY4M2xlZF90YWJfMTkuanBnJnc9NzY2Jmg9NzY1_srcc8944b9c69492de20cdd3b57ebac148d.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvMy8xNTY4M2xlZF90YWJfMTkuanBnJnc9MjAwJmg9MjAw_srcc8944b9c69492de20cdd3b57ebac148d.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 19. Przegląd driverów LED z pompą ładunku z oferty
Maxim Integrated</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><strong><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvOC8xNTY1OGxlZF9yeXNfNS5qcGcmdz0zMDQmaD0zNDE=_src14bab703573c138d3bb27638116ed3f7.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvOC8xNTY1OGxlZF9yeXNfNS5qcGcmdz0zMDAmaD0zMzc=_src14bab703573c138d3bb27638116ed3f7.jpg" alt="" /></a>ON Semi</strong>. Ważniejsze parametry układów scalonych do zasilania LED wymieniono w tabelach 21...23. Wstępną selekcję umożliwia filtr parametryczny umieszczony pod adresem http://www.onsemi.com/PowerSolutions/.</p>
<p><strong>Power Integrations</strong>. Firma koncentruje się na wytwarzaniu układów scalonych przeznaczonych do zasilaczy impulsowych. W jej ofercie znajduje się kilka rodzin driverów do zasilania diod LED. Poszczególne rodziny są wymienione w tabelach 24...27. Ich charakterystyczną cechą jest wbudowany w strukturę tranzystor kluczujący. Układy te nie wymagają również dodatkowego zasilacza dla części cyfrowej.</p>
<p>Rodzina układów LYTSwitch-0 (tab. 22) jest przeznaczona do konstruowania nieizolowanych źródeł światła, które nie mają możliwości współpracy ze ściemniaczem. Struktura układów zawiera tranzystor MOSFET o napięciu przebicia UDS 700 V, oscylator, źródło prądowe, obwody zabezpieczające przed przegrzaniem i przeciążeniem.</p>
<p>Zasilacze wykonane w oparciu o te układy są tanie i mają niewielkie wymiary. Aplikacja układu zawiera jedynie kilkanaście elementów zewnętrznych, w większości komponentów pasywnych. Sprawność układów przekracza przy tym 90%, a współczynnik mocy jest lepszy niż 0,5.</p>
<p>Układy z rodziny LYTSwitch-2 (tab. 23) są przeznaczone do zasilania diod LED o mocy do 10 W. Dzięki mechanizmowi regulacji po stronie pierwotnej, wyeliminowano konieczność użycia transoptora w pętli sprzężenia zwrotnego osiągając przy tym dobrą dokładność stabilizacji prądu wyjściowego (±3%).</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNC8xNTY4NGxlZF90YWJfMjAuanBnJnc9OTAwJmg9NjY5_srcc49ebbdd1cc1e2a5ed598e021534a95e.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNC8xNTY4NGxlZF90YWJfMjAuanBnJnc9MjAwJmg9MTQ5_srcc49ebbdd1cc1e2a5ed598e021534a95e.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 20. Przegląd liniowych driverów LED z oferty Maxim
Integrated</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNS8xNTY4NWxlZF90YWJfMjEuanBnJnc9MzgxJmg9ODI1_srcdb4c3265f60e7d3be19df5e2179af6ce.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNS8xNTY4NWxlZF90YWJfMjEuanBnJnc9MjAwJmg9NDMz_srcdb4c3265f60e7d3be19df5e2179af6ce.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 21. Układy liniowe do zasilania diod LED z oferty
OnSemi</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNi8xNTY4NmxlZF90YWJfMjIuanBnJnc9NzYzJmg9NjI5_src43cbcd29e0099ebe0322d0a60e78a187.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/6/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNi8xNTY4NmxlZF90YWJfMjIuanBnJnc9MjAwJmg9MTY1_src43cbcd29e0099ebe0322d0a60e78a187.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 22. Układy do zasilania diod LED z oferty OnSemi
wyposażone w pompę ładunku</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvOS8xNTY1OWxlZF9yeXNfNi5qcGcmdz00OTkmaD0zOTE=_src2f55dcfd35b0139e2d4c0b588ad7c94c.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvOS8xNTY1OWxlZF9yeXNfNi5qcGcmdz0zMDAmaD0yMzU=_src2f55dcfd35b0139e2d4c0b588ad7c94c.jpg" alt="" /></a>Jest to możliwe między innymi dzięki wbudowanemu modułowi kompensującemu wahania wartości indukcyjności transformatora oraz pozostałych elementów pasywnych. Struktura układu zawiera wysokonapięciowy tranzystor MOSFET (725 V), innowacyjną maszynę stanów, źródło prądowe, obwody zabezpieczające, moduł kontroli jittera częstotliwościowego.</p>
<p>LYTSwitch-4 to rodzina kontrolerów umożliwiająca budowanie izolowanych galwanicznie zasilaczy LED o mocy do 78 W (tab. 24 i tab. 25). Mechanizm regulatora zaimplementowano po stronie pierwotnej, dzięki czemu uniknięto konieczności użycia transoptora w pętli sprzężenia zwrotnego. Mechanizm korekcji PFC zapewnia współczynnik mocy lepszy niż 0,9 przy sprawności powyżej 90%. Niektóre z układów LYTSwitch-4 mogą współpracować ze ściemniaczami opartymi na triakach.</p>
<p>Oprócz wymienionych wyżej rodzin układów warto wspomnieć jeszcze o LinkSwitch-PL oraz HiperPFS2+HiperLCS. Te pierwsza, podobnie jak LYTSwitch-0, umożliwia budowanie zasilaczy pracujących przede wszystkim w nieizolowanych konfiguracjach typu buck i buck-boost osiągając przy tym moc do około 20 W (PFC, współczynnik mocy >0,9).</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNy8xNTY4N2xlZF90YWJfMjMuanBnJnc9NDIwJmg9ODg2_srcf9e35c7fd389b4ef0a927b69d10af73d.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/7/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvNy8xNTY4N2xlZF90YWJfMjMuanBnJnc9MjAwJmg9NDIy_srcf9e35c7fd389b4ef0a927b69d10af73d.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 23. Układy do zasilania diod LED z oferty OnSemi
z przetwornicą impulsową</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvOC8xNTY4OGxlZF90YWJfMjQuanBnJnc9NzYzJmg9NTk1_src5fa312c1411a55211d5713d75241a356.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/8/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvOC8xNTY4OGxlZF90YWJfMjQuanBnJnc9MjAwJmg9MTU2_src5fa312c1411a55211d5713d75241a356.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 24. Rodzina układów LYTSwitch-0 firmy Power Integrations</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/8/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvOS8xNTY4OWxlZF90YWJfMjUuanBnJnc9OTAwJmg9NTU0_src54b63d33fddf89c1ec09209b7ef27d10.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/8/9/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzgvOS8xNTY4OWxlZF90YWJfMjUuanBnJnc9MjAwJmg9MTIz_src54b63d33fddf89c1ec09209b7ef27d10.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 25. Rodzina układów LYTSwitch-2 firmy Power Integrations</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMC8xNTY2MGxlZF9yeXNfNy5qcGcmdz01MDQmaD00MDk=_src0c45bada0db12cf0e640dd2add111c36.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/6/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMC8xNTY2MGxlZF9yeXNfNy5qcGcmdz0zMDAmaD0yNDM=_src0c45bada0db12cf0e640dd2add111c36.jpg" alt="" /></a>Budując zasilacze o mocy powyżej 80 W często wykorzystuje się rozwiązania dwustopniowe. W pierwszym stopniu pracuje kontroler współczynnika mocy HiperPFS2, a w drugim sterownik zasilacza HiperLCS działający w układzie przetwornicy rezonansowej. Korzystając z tego połączenia jest możliwe zaprojektowanie zasilaczy przeznaczonych np. do systemów oświetlenia ulicznego lub budynków dostarczających do obciążenia moc ciągłą do około 400 W.</p>
<p><strong>STMicroelectronics</strong>. Firma oferuje ogromną liczbę produktów, między innymi układy przeznaczone do zasilaczy LED oraz ogromną liczbę półprzewodnikowych komponentów dyskretnych do budowania źródeł zasilania. Przetwornice oferowane przez STMicroelectronics mogą pracować w konfiguracjach: flyback, boost, buck, LLC resonant, buck-boost. Tabela 28 zawiera wstępny podział sterowników wprowadzony przez firmę STMicroelectronics. W dalszych tabelach podzielimy je bardziej szczegółowo, wskazując konkretne aplikacje.</p>
<p>W tabeli 29 zamieszczono wykaz driverów - regulatorów prądu obciążenia. W tabelach 30 i 31 wymieniono drivery pracujące w konfiguracjach Step-Up i Step-Down.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMC8xNTY5MGxlZF90YWJfMjYuanBnJnc9OTAwJmg9MzIy_srcc9b796aa3c4707cd6170740d2703b3b1.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/0/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMC8xNTY5MGxlZF90YWJfMjYuanBnJnc9MjAwJmg9NzI=_srcc9b796aa3c4707cd6170740d2703b3b1.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 26. Rodzina układów LYTSwitch-4 firmy Power Integrations
- współpraca ze ściemniaczem fazowym</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMS8xNTY5MWxlZF90YWJfMjcuanBnJnc9NzYzJmg9NzI2_src1f3be26d08c3734aba0c8dfac62dae4b.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMS8xNTY5MWxlZF90YWJfMjcuanBnJnc9MjAwJmg9MTkw_src1f3be26d08c3734aba0c8dfac62dae4b.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 27. Rodzina układów LYTSwitch-4 firmy Power Integrations
– moc wyjściowa (temperatura otoczenia 70?C,
sprawność >80%)</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMi8xNTY5MmxlZF90YWJfMjguanBnJnc9OTAwJmg9NTU2_srcc73d28bdff5afdfc3b0fc5f4f9bac2bc.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMi8xNTY5MmxlZF90YWJfMjguanBnJnc9MjAwJmg9MTI0_srcc73d28bdff5afdfc3b0fc5f4f9bac2bc.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 28. Wstępny podział sterowników produkowanych
przez firmę STMicroelectronics</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMS8xNTY2MWxlZF9yeXNfOC5qcGcmdz00OTkmaD0zMjI=_srcd50535692d7bbb330855436657db5438.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/6/1/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMS8xNTY2MWxlZF9yeXNfOC5qcGcmdz0zMDAmaD0xOTQ=_srcd50535692d7bbb330855436657db5438.jpg" alt="" /></a>Do aplikacji zasilanych z napięcia sieci energetycznej firma STMicroelectronics zaleca stosowanie układów z rodziny Viper. Ich aplikacja wymaga niewielu elementów zewnętrznych. Struktura układu zawiera kontroler PWM i tranzystor kluczujący MOSFET zawarte w tej samej strukturze układu. Dodajmy jeszcze, że Viper’y nadają się nie tylko do wykonywania zasilaczy dla diod LED.</p>
<p><strong>Texas Instruments</strong>. Firma oferuje ogromną liczbę rozwiązań, tym większą, że do własnych rozwiązań dodała przejęte wraz z firmą National Semiconductor. Oferta firmy zawiera ponad 1200 (!!!) układów przeznaczonych do budowania zasilaczy liniowych i nieliniowych, pracujących w różnych konfiguracjach. W tym na przykład sterowniki mające od 3 aż do 48 kanałów wyjściowych, sterowane za pomocą różnych interfejsów cyfrowych.</p>
<table style="margin: 0px auto;" border="0">
<tbody>
<tr valign="bottom">
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMy8xNTY5M2xlZF90YWJfMjkuanBnJnc9NzYzJmg9NjYw_src848592b6e93a8209ead980c946b6189f.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvMy8xNTY5M2xlZF90YWJfMjkuanBnJnc9MjAwJmg9MTcz_src848592b6e93a8209ead980c946b6189f.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 29. Drivery/regulatory prądu obciążenia firmy STMicroelectronics</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvNC8xNTY5NGxlZF90YWJfMzAuanBnJnc9ODk5Jmg9MjA2_src63a31b88c794ced84ee9dff4504ecb9b.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/4/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvNC8xNTY5NGxlZF90YWJfMzAuanBnJnc9MjAwJmg9NDY=_src63a31b88c794ced84ee9dff4504ecb9b.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 30. Drivery firmy STMicroelectronics pracujące w konfiguracji Step-Up</p></div></td>
<td><div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/9/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvNS8xNTY5NWxlZF90YWJfMzEuanBnJnc9ODk5Jmg9Mjcy_srcf80f434900b62629bfd3b11bb1310265.jpg"><img src="/../../../cache/images/norm/6/9/5/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzkvNS8xNTY5NWxlZF90YWJfMzEuanBnJnc9MjAwJmg9NjE=_srcf80f434900b62629bfd3b11bb1310265.jpg" alt="" /></a><p style="width: 204px;">Tabela 31. Drivery firmy STMicroelectronics pracujące w konfiguracji Step-Down</p></div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/6/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMi8xNTY2MmxlZF9yeXNfOS5qcGcmdz00OTkmaD0zNjg=_src7c77f1ab15af2cb667fbe28404223c4e.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/6/2/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzYvMi8xNTY2MmxlZF9yeXNfOS5qcGcmdz0zMDAmaD0yMjE=_src7c77f1ab15af2cb667fbe28404223c4e.jpg" alt="" /></a>Do wyboru rozwiązania zasilacza LED warto posłużyć się programem narzędziowym Webench LED Designer umieszczonym pod adresem http://www.ti.com/lsds/ti/analog/webench/led.page (rysunek 3).</p>
<p>Przy użyciu tego programu można zadać parametry naszej aplikacji, określić światłość diody LED, wybrać spośród proponowanych komponentów różnych producentów, a następnie wyświetlić gotowe rozwiązanie zasilacza.</p>
<p>Oczywiście, można przy tym szeregować komponenty zgodnie z różnymi kryteriami (cena, obudowa itp.), skorzystać z oferty tylko wskazanego dostawcy, zamówić zestaw ewaluacyjny (jeśli dostępny) i tak dalej. Ponadto, za pomocą narzędzia Power Lab, za pomocą którego można zaprojektować i wirtualnie przetestować zasilacz dla LED.</p>
<h5>Podsumowanie</h5>
<div class="img_caption right"><a class="highslide " onclick="return hs.expand(this)" href="/../../../cache/images/norm/6/5/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvMy8xNTY1M2xlZF8zLmpwZyZ3PTUwMSZoPTMyNw==_srccf24b040f2591d3a46ccb752bb7cbf36.jpg"><img style="float: right;" src="/../../../cache/images/norm/6/5/3/c3JjPS9pbWFnZXMvbm9ybS82LzUvMy8xNTY1M2xlZF8zLmpwZyZ3PTMwMCZoPTE5Ng==_srccf24b040f2591d3a46ccb752bb7cbf36.jpg" alt="" /></a>
<p style="width: 304px;">Rysunek 3. Okno główne programu Webench LED Designer</p>
</div>
<p>Niniejszy przegląd układów nie wyczerpuje wszystkich aspektów i przez szczupłość miejsca mogłem w nim zaprezentować tylko wybrane parametry, niektórych układów od niektórych producentów. Pominięto w nim produkty mniejszych firm lub firm oferujących jedynie kilka rozwiązań.</p>
<p>Nie ma też mikrokontrolerów, które coraz częściej są wyposażane w bloki peryferyjne służące do "inteligentnego" sterowania diodami LED.</p>
<p>Mam jednak nadzieję, że będzie pomocną wskazówką dla konstruktora, który będzie poszukiwał rozwiązań dla projektowanej aplikacji.</p>
<p>Warto też dodać, że dla wielu zasilaczy diod LED firmy producenci oferują zestawy ewaluacyjne umożliwiające przetestowanie rozwiązań przed ich wdrożeniem do masowej produkcji.</p>
<p style="text-align: right;"><strong>Jacek Bogusz, EP</strong></p>
<p><em>[1] OSRAM Opto Semiconductors, nota aplikacyjna "Comparison of LED Circuits"</em><br /><em> [2] Diotec Semiconductor, 2011-02-07, nota aplikacyjna "Cost Effective Driving of Standard LEDs from 10VDC up to 110/230VAC with Current Limiting Diodes"</em></p>
