Se requiere corriente continua para el funcionamiento de las aplicaciones LED. En este artículo, analizaremos algunos de los problemas actuales de los controladores de línea de CA-CC y cómo los fabricantes los abordan para proporcionar alimentación de CC a los LED.
Se requiere corriente continua para el funcionamiento de las aplicaciones LED. En este artículo, analizaremos algunos de los problemas actuales de los controladores de línea de CA-CC y cómo los fabricantes los abordan para proporcionar alimentación de CC a los LED.
Fondo
La forma más fácil de hacer funcionar un sistema LED es tener una fuente de alimentación de CC fácilmente disponible, como una batería para impulsar la corriente. El uso de una batería como fuente de alimentación de CC tiene la ventaja de diseñar circuitos relativamente simples y directos que pueden operar a voltajes relativamente seguros, según el voltaje específico de los LED utilizados. Muchas clases de iluminación discreta de LED implementadas hoy en día tienen voltajes nominales de alrededor de 3 V CC y se pueden organizar en combinaciones en serie, paralelo o serie-paralelo para lograr la luz deseada y coincidir estrechamente con la fuente de alimentación de CC. La CC es una forma excelente de alimentar los LED, pero los sistemas de distribución de energía de CC rara vez están disponibles para aplicaciones de iluminación general.
Por el contrario, los AC se encuentran comúnmente en hogares, industrias, oficinas y edificios, y generalmente se colocan cerca de lugares donde los sistemas de iluminación LED se colocan con frecuencia. Los sistemas de CA requieren inherentemente diseños de circuitos más complejos que los de CC porque deben convertir de CA a CC. Esta conversión de unidad de línea CA-CC reemplazará otras tecnologías, como incandescentes, fluorescentes y halógenas, y actualmente se enfrenta a la industria de la iluminación LED mientras trabaja para implementar LED en casi todas las aplicaciones.Es un problema común.
como se hace eso
Varias empresas de electrónica y LED están lidiando actualmente con el desafío de proporcionar productos relacionados con LED que admitan la conversión directa de CA a CC para aplicaciones de iluminación LED. Una de las primeras empresas en lanzar productos al mercado fue Seoul Semiconductor con su línea de productos Acrich. El Acrich2 que se envía actualmente es un módulo totalmente integrado combinado con un IC para acondicionamiento de energía. Diseñado para aplicaciones de accionamiento de CA, se conecta directamente a la alimentación de CA a través de dos cables, lo que elimina la necesidad de un convertidor de modo de conmutación tradicional. Emplea una topología lineal con derivaciones. Estos módulos LED también tienen un alto factor de potencia que puede proporcionar los mejores ahorros de energía en muchas aplicaciones de iluminación. Seoul Semiconductor anunció Acrich3, que ofrece mejoras adicionales, incluida la reducción del parpadeo.
El ingeniero de diseño necesita saber cuánta ondulación de corriente LED se puede tolerar en la aplicación. El parpadeo es un problema común que los clientes han notado con las soluciones de línea directa AC-DC. El parpadeo es el resultado de la frecuencia de la señal de la línea de CA, que, como se mencionó anteriormente, es de 50 a 60 Hz según el país. La ondulación de corriente del 100 % que se observa en las soluciones de “toque lineal” provoca un efecto estroboscópico (parpadeo), provoca problemas fisiológicos y es peligrosa en entornos de trabajo con maquinaria rotativa. El Departamento de Energía de EE. UU. ha publicado una hoja informativa sobre la tecnología de iluminación de estado sólido: parpadeo, y señala que “las características de parpadeo del LED son principalmente una función del controlador del LED”.
progreso revolucionario
Una empresa que ha trabajado duro en el problema de la transmisión de línea AC-DC es Texas Instruments. Texas Instruments tiene una cartera completa de controladores y soluciones de LED galardonados, lo que brinda a los desarrolladores de iluminación la flexibilidad de optimizar sus diseños para cumplir con los exigentes desafíos de este mercado dinámico. Texas Instruments anunció recientemente un conjunto de productos que brindan una forma mejor y más fácil de habilitar y convertir CA-CC en sistemas de iluminación LED. Una clara ventaja de la solución de CA de Texas Instruments sobre todos los competidores actualmente conocidos es la capacidad de mantener baja la ondulación de la corriente LED y sin parpadeos.
Instrumentos Texas TPS92411 Un interruptor MOSFET flotante de 100 V es una solución de alto rendimiento para controlar los LED desde la red de CA que proporciona un alto factor de potencia (PF), una distorsión armónica total baja () y una ondulación de corriente baja. Diseñado para abordar y mitigar los problemas fisiológicos y de seguridad que surgen cuando hay parpadeo. Este problema se soluciona usando solo CA y agregando un capacitor de almacenamiento dentro del diseño interno para amortiguar la energía generada, lo que permite que la corriente CA fluya de manera controlada bajo una estructura de conmutación binaria. Se convierte en corriente CC y reduce la profundidad de modulación. Uno de los beneficios deseados de este enfoque es la reducción del índice de parpadeo. Esto reduce el potencial de problemas fisiológicos y de seguridad. En un diseño lineal con tomas, la corriente se “escalona” en función del sumidero de corriente “encendido”. Esto generalmente dio buenas correcciones de PF (> 0.9), pero >span class=”caps” generalmente fue pobre.
Instrumentos Texas TPS92410 El controlador lineal de accionamiento directo controlado por interruptor es TPS92411The Picture It es un controlador de corriente lineal de 450V altamente integrado que TPS92411Un interruptor flotante que proporciona control y protección adicionales. No se requieren componentes magnéticos para la conversión de energía o el filtrado EMI.de TPS92410Un tándem /11 logra >0.95 PF, excelente regulación de línea y >80% de eficiencia. Los diseñadores que buscan una mayor confiabilidad pueden aprovechar la función de reducción térmica que reduce automáticamente la corriente del LED cuando las temperaturas son demasiado altas. Tiene una entrada de atenuación analógica para un fácil control de la intensidad de la luz desde un microcontrolador (MCU) convencional o de RF, lo que hace que la iluminación inteligente conectada a IoT sea muy sencilla.
Para obtener aún más control, características y beneficios, los diseñadores pueden optar por el microcontrolador de señal mixta de 16 bits MSP430F5172 de potencia ultrabaja o la solución de sistema en chip (SoC) SimpleLink™ ZigBee® CC2530 para 802.15.4, ZigBee y Aplicaciones RF4CE Es para Estos productos brindan a los ingenieros de diseño muchas funciones útiles de comunicación, control y atenuación.