| | Управление стандартными светодиодами с помощью токоограничительных диодовСтандартные светодиоды находят широкое применение в разнообразных светотехнических устройствах, используемых в качестве световых указателей и сигнальных огней, для подсветки интерьеров и мебели, в оптических индикаторах и множестве других приложений. Новые подходы также позволяют использовать матрицы стандартных светодиодов для замены трубчатых люминесцентных ламп. Стандартные светодиоды надежны, долговечны, доступны в больших количествах по невысоким ценам и потребляют очень небольшую мощность, обычно не превышающую 100 мВт. Типичный рабочий ток таких устройств составляет 20 мА[1], при этом прямое падение напряжения лежит в пределах от 2 до 4 В. Ниже описаны дешевые драйверы таких светодиодов, основанные на токоограничивающих диодах (CLD — Current Limiting Diode) серии CLxxMyy, предлагаемых компанией Diotec. В этой серии выпускаются диоды с рабочими токами 15, 20 или 40 мА и максимальным напряжением 90 В. Диоды CL15M35, CL20M35 и CL40M35 упаковываются в корпус типа SMA, а CL15M45, CL20M45 и CL40M45 — в корпус SMB.
Токоограничительные диоды
Подобно тому как стабилитрон поддерживает напряжение постоянным в широком диапазоне токов, токоограничивающий диод или CLD поддерживает неизменный ток в широком диапазоне прямых напряжений. На рис. 1 показаны типичная зависимость тока IF такого CLD от приложенного к нему напряжения VF и графическое обозначение CLD. Если приложить положительное напряжение между анодом и катодом (обозначен знаком катода), ток через прибор будет возрастать до тех пор, пока не достигнет постоянного значения IP. Начало этой области ограничения определяется предельным напряжением VL, при котором ток IL достигает 80% тока IP. Ток IP остается постоянным, до тех пор, напряжение VAK не достигнет максимально допустимого значения VAK, выше которого происходит пробой, и устройство может быть повреждено. В обратном направлении тока граничное напряжение VR достигается намного быстрее. Таким образом, диапазон рабочих напряжений находится между VL и VAK, где ток поддерживается на постоянном уровне IP. Режим работы в области обратного смещения обычно не используется.
Рис. 1
Рис.2
Такая функциональная особенность CLD позволяет использовать его для питания светодиодов постоянным током IP от источника изменяющегося напряжения VIN, (рис. 2). Единственным требованием является строгое ограничение падения напряжения на CLD до значения меньшего VAK, равного, как видно из рисунка, разности VIN и падения напряжения на светодиоде VFLED.
Например, прибор CL20Mxx предназначен для стабилизации типичного для стандартных светодиодов тока IP=20 мА при напряжении VAK=90 В. Таким образом, в простейшем случае этот CLD может использоваться для управления одним светодиодом при напряжении питания источника постоянного тока приблизительно от 10 до 90 В. Для более высоких токов можно использовать CLD CL40Mxx, рассчитанный на ток IP=40 мА. CLD можно даже включать параллельно, но рассеиваемая мощность и потери при этом, конечно же, увеличатся.
Однако в большинстве случаев источником входного напряжения является сеть переменного тока, а значит, потребуется дополнительный выпрямитель. Если схема подключается непосредственно к сети переменного тока 110 или 230 В, амплитудное значение напряжения VIN может быть значительным, достигая 350 В. Для уменьшения входного напряжения до приемлемого уровня до настоящего времени требовалось достаточно большое число дополнительных компонентов, включая электролитические конденсаторы для сглаживания пульсаций. Такие схемы получаются сложными и дорогими, а срок их службы невелик, главным образом, из-за использования электролитических конденсаторов.
Ниже показано, как используя лишь мостовой выпрямитель, один или два CLD и один пленочный конденсатор, можно построить драйвер цепочки светодиодов с прямым подключением к сети переменного тока 110 или 230 В.
[1]Не следует путать понятия „стандартный светодиод» и „мощный светодиод». У последнего рабочий ток находится в диапазоне от 350 до 700 мА.
Источник: http://www.rlocman.ru
Полное содержание статьи доступно только в печатном варианте. Вы можете приобрести свежие номера Р&С или оформить подписку в редакции | |
