ในศตวรรษที่ 21 การใช้พลังงานได้กลายเป็นจุดสนใจของสังคมมนุษย์มากขึ้น เนื่องจากความต้องการขั้นพื้นฐานสำหรับแสงสว่างวิธีการใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อสร้างแสงสว่างได้กลายเป็นแรงผลักดันอย่างมากสำหรับการสำรวจเทคโนโลยีแสงใหม่ จากแสงไฟจากเดิมไปจนถึงหลอดไส้จากหลอดฟลูออเรสเซนต์ไปจนถึงวัสดุเรืองแสงต่างๆเทคโนโลยี LED ได้เกิดขึ้นแล้ว ในสังคมปัจจุบันความแตกต่างของข้อกำหนดสภาพแวดล้อมแสงของอุปกรณ์สื่อต่างๆส่งเสริมการสำรวจของมนุษย์เกี่ยวกับวิธีใช้ไฟ LED ความสว่างสูงต่างๆเพื่อการส่องสว่าง การประยุกต์ใช้ไฟ LED ในแสงได้ดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก
LED หลักการพื้นฐานและลักษณะสมรรถนะ
ขั้นแรกให้นำหลักการพื้นฐานและลักษณะสมรรถนะของ LEDs โครงสร้างพื้นฐานของ LED เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบ electroluminescent ที่วางอยู่บนชั้นวางที่มีตะกั่วและผนึกด้วยเรซินอีพ็อกซี่เพื่อปกป้องแกนภายใน ดังนั้น LED มีประสิทธิภาพแผ่นดินไหวดี ส่วนหลักของไดโอดเปล่งแสงคือเวเฟอร์ประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ p-type และเซมิคอนดักเตอร์ n-type และชั้นการเปลี่ยนผ่านระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p และสารกึ่งตัวนำชนิด n จะเรียกว่า PN junction ในบางจุดเชื่อมต่อของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สายพันธ์ของสายการบินชนกลุ่มน้อยที่นำกลับมารวมตัวกับสายการบินส่วนใหญ่เพื่อปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินในรูปของแสงซึ่งจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสงได้โดยตรง การเชื่อมต่อ PN จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับและผู้ให้บริการรายย่อยเป็นเรื่องยากที่จะฉีดดังนั้นจึงไม่เปล่งแสง เมื่ออยู่ในสถานะการทำงานไปข้างหน้า (เช่นแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าจะถูกใช้กับปลายทั้งสองด้าน) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกของ LED ไปยังขั้วลบคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์จะปล่อยแสงจากสีต่างๆจากรังสีอัลตราไวโอเลตไปยังอินฟราเรดและ ความเข้มของแสงสัมพันธ์กับกระแสไฟฟ้า
แหล่งกำเนิดแสง LED มีลักษณะดังต่อไปนี้:
1 แรงดันไฟฟ้า: ไฟ LED นำไปสู่การทำงานแรงดันต่ำสามารถขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเป็นอุปกรณ์แสงที่ปลอดภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับสถานที่สาธารณะ
2. ประสิทธิภาพ: ในกรณีที่มีความสว่างเท่ากันการใช้พลังงานจะลดลง 80% เมื่อเทียบกับหลอดไส้ที่มีผลต่อแสงเดียวกัน
3. การใช้งาน: ชิป LED แต่ละห้องมีขนาดประมาณ 3-5 มิลลิเมตรจึงสามารถจัดทำเป็นรูปทรงต่างๆและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่แปรผัน
4. ความเสถียร: โดยทั่วไปแล้ว 100,000 ชั่วโมงการสลายตัวของแสงเป็นครั้งแรก 50%
5. เวลาตอบสนอง: เวลาในการตอบสนองของหลอดไส้เป็นมิลลิวินาทีและเวลาตอบสนองของหลอด LED เท่ากับนาโนวินาที
6. มลพิษทางสิ่งแวดล้อม: ปรอทโลหะไม่มีอันตราย
7. สี: สี LED และประสิทธิภาพการส่องสว่างเกี่ยวข้องกับวัสดุและกระบวนการผลิต LED ปัจจุบันมีสีพื้นฐานสามสีคือสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงิน
8. ราคา: เมื่อเทียบกับหลอดไส้ราคาของ LED จะสูงกว่า ราคาของ LED หลายตัวสามารถเทียบเคียงได้กับราคาของหลอดไส้ อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอัตราส่วนราคา / ประสิทธิภาพจะดีขึ้นเรื่อย ๆ
โซลูชันไดรฟ์ LED
นับตั้งแต่การถือกำเนิดของ LED ไฟ LED ได้รับความสนใจอย่างมาก อุปกรณ์ไดร์เวอร์ LED และวิธีการขับกำลังได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อขับเคลื่อน LEDs ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับแสงสว่างของมนุษย์ จากแหล่งจ่ายไฟเปลี่ยนกระแสไฟฟ้ากระแสตรง / กระแสตรงไปยังปั๊มชาร์จตลอดจนไดรฟ์ด้านต่ำและ LDO สำหรับค่าใช้จ่ายผู้ใช้เลือกสายไฟที่แตกต่างกันในการใช้งานที่แตกต่างกันซึ่งเป็นจุดร้อนในตลาด แสงพื้นหลังจอแสดงผลของผลิตภัณฑ์แบบพกพาคือแอ็พพลิเคชั่น LED backlight ตลาดหลักต่อไปนี้จะเป็นสำหรับการแสดงผล backlight ของผลิตภัณฑ์แบบพกพาแนะนำโซลูชันไดรเวอร์ LED ทั่วไปจำนวนมาก
1. ไฟสวิตชิ่ง DC / DC แบบสเต็ป UP ขึ้นเพื่อให้เกิดการขับขี่แบบ LED
คุณสมบัติหลักของโปรแกรมคือแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำถึงแม้จะต่ำที่สุดเท่า 0.7V (แบตเตอรี่แห้งแบบเซลล์เดียว) จากมุมมองของการพัฒนาเทคโนโลยีไดรฟ์แบบชุดปรากฏก่อนหน้านี้เทคโนโลยีเป็นผู้ใหญ่มากขึ้นและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น วงจรแอ็พพลิเคชันทั่วไปจะแสดงในรูปที่ 1
ภาพที่ 1: สายแอพพลิเคชันทั่วไปสำหรับไฟสลับ DC / DC ที่ใช้ LED ขับเคลื่อน
สำหรับโหมดแอ็พพลิเคชันนี้ชิปควบคุมเวอร์ชันก่อนจะใช้โหมดการตอบรับกระแสไฟในปัจจุบันและกระแสไฟ LED จะถูกกำหนดตาม VFB / Rb แรงดันไฟฟ้า DC / DC VFB ความคิดเห็นโดยทั่วไปประมาณ 1.2V ซึ่งจะ จำกัด ประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเอง DC / ประสิทธิภาพของ DC ประมาณ 80% ในแอพพลิเคชั่นนี้ประสิทธิภาพที่แท้จริงจะลดลงมาก ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการลดแรงดันไฟฟ้า VFB ให้อยู่ภายใน 0.1V สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า 85% โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขับขี่ ไฟสัญญาณ 2-3 ดวงอยู่ในสถานะแอ็พพลิเคชัน ข้อดีและข้อเสียของโปรแกรมนี้มีดังนี้
ข้อดี: เทคโนโลยีแบบผู้ใหญ่ค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำค่าความสม่ำเสมอของความสว่างสูงและปัจจัยด้านความปลอดภัยสูงผ่านนวัตกรรมเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่นฟังก์ชันป้องกันแรงดันเกินที่แสดงในรูปที่ 1 หรือการรวมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ backlights ที่มีจอแสดงผลขนาดใหญ่ เนื่องจากไฟ LED มีความจำเป็นมากขึ้นเพื่อให้ได้ภาพพื้นหลังหน้าจอความสว่างสม่ำเสมอและสม่ำเสมอเป็นสิ่งที่ต้องเผชิญ
ข้อเสีย: การประยุกต์ใช้ตัวเหนี่ยวนำของตัวเอง จำกัด ขนาดและความสูงของเส้นและทำให้ปัญหาที่วิศวกรไม่ต้องการเผชิญ - การประมวลผลแบบ EMI โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณใกล้เคียงกับชิ้นส่วน RF ต้องใช้การประมวลผลพิเศษสำหรับการแทรกแซงมิฉะนั้นจะนำไปสู่ การรับสัญญาณ RF ความไวจะลดลงและแม้แต่การรบกวนของส่วนเสียงเช่นสัญญาณเอาต์พุตเสียงรบกวนกับเสียง นอกจากนี้ในกรณีแอปพลิเคชันนี้ถ้า LED ไม่ทำงานสายไฟ LED ทั้งหมดจะไม่ทำงานซึ่งเป็นผลที่คนไม่ต้องการเห็น
2. Capacitive charge Pump Drive โหมด
นี่เป็นวิธีการขับขี่แบบใหม่ ใส่เพียงแค่ชาร์จประจุไฟฟ้าประจุไฟฟ้าใช้สวิตช์อาร์เรย์และออสซิลเลเตอร์ตรรกะและตัวควบคุมการเปรียบเทียบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าและตัวเก็บประจุเพื่อเก็บพลังงาน เนื่องจากการใช้ความถี่สูงจึงสามารถใช้ตัวเก็บประจุเซรามิกขนาดเล็ก (1μF) เพื่อลดพื้นที่และค่าใช้จ่าย ปั๊มค่าใช้จ่ายมีสองโหมดของการทำงานโหมดแรงดันคงที่และโหมดกระแสคงที่
1) เครื่องคิดค่าไฟฟ้าแรงดันคงที่ Shengbang Microelectronics 'SGM3110 เป็นเครื่องชาร์จประจุไฟฟ้าแบบแรงดันคงที่ เนื่องจากลักษณะการทำงานของปั๊มแรงดันไฟฟ้าแบบคงที่จึงมีความถี่การสลับสูงและมีกระแสไฟฟ้ ดังนั้นวิศวกรต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษในรูปแบบ PCB ต้องใช้ตัวเก็บประจุที่อยู่ใกล้ตัวเครื่องให้ใกล้เคียงที่สุด สายไฟอุปกรณ์ต่อพ่วงควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ PCB อุปกรณ์ต่อพ่วงควรมีขนาดใหญ่ที่สุด ตัวเก็บประจุต่อพ่วงควรต่อโดยตรงกับพื้นของ SGM3110 หากเดินสายมีจำนวน จำกัด ก็สามารถผ่าน PCB ขนาดใหญ่ได้ และหลาย Vias สำหรับดินที่ดี
วิธีการคำนวณประสิทธิภาพ: η = Iout * Vout / Iin * Vin
เนื่องจากอุปกรณ์ตัวเองได้เปลี่ยนการสูญเสียและการรั่วไหลของตัวเก็บประจุแล้วประสิทธิภาพที่แท้จริงจะต่ำกว่าค่านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีกระบวนการผลิตของผู้ผลิต ประโยชน์ของการใช้โหมดการขับรถแบบ LED นี้ก็คือสามารถลดความซับซ้อนของสายอุปกรณ์ต่อพ่วงและลดต้นทุนผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่มีหน้าจอขนาดเล็กไฟ LED 1-2 ดวงถูกใช้เป็นหน้าจอแบ็คไลท์ หรือใช้เป็นแฟลชไดรฟ์เพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้า 250mA ใน 100mS; หรือแบบง่าย DC / DC 5V เพิ่มรุ่นง่ายแทนการอุปนัย DC / DC เพิ่มลดต้นทุนและปัญหาผลิตภัณฑ์ EMI ข้อเสียคือว่ามีเพียงโหมดเพิ่มสองง่ายมีประสิทธิภาพต่ำกว่ามากที่สุดของประสิทธิภาพเวลาต่ำกว่า 70%, ประสิทธิภาพการใช้งานที่เกิดขึ้นจริงจะลดลงและเป็นส่วนสำคัญของการบริโภคในตัวต้านทาน จำกัด ในปัจจุบัน เมื่อขับรถหลาย LEDs, ความสอดคล้องของแสงไฟขึ้นอยู่กับความถูกต้องของ LEDs และตัวต้านทาน จำกัด ในปัจจุบัน
2) ปั๊มกระแสไฟฟ้าค่าคงที่ เพื่อที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของการขับขี่แบบ LED นั้น Shengbang Microelectronics ได้แนะนำให้ใช้ SGM3123 ในการชาร์จไฟในโหมดปัจจุบันโดยเพิ่มแรงดันไฟฟ้า 1X, 1.5X และ 2X ในช่วงไตรมาสที่สองของปีพ. ศ. 2551 สำหรับเครื่องสูบน้ำค่าคงที่ในปัจจุบันผ่านการควบคุมลอจิกภายใน ใช้เพื่อให้เกิดการแบ่งปันในปัจจุบันสำหรับแต่ละ LED เพื่อให้ความสว่างของ LEDs ถูกเก็บไว้เท่ากันและในเวลาเดียวกันประสิทธิภาพการขับขี่ของ LED จะดีขึ้นมากที่สุด
ในแอพพลิเคชันนี้ความสอดคล้องของความสว่างของ LED จะได้รับการบำรุงรักษาโดยเทคโนโลยีการควบคุมกระจกเงาปัจจุบันความผิดพลาด LED ปัจจุบันของแต่ละช่องไม่เกิน 2% และโหมดการเพิ่ม 1X, 1.5X ทำให้ประสิทธิภาพในการขับขี่สมดุล LED และ LED มีขนาดใหญ่ ในบางช่วงเวลาทำงานประสิทธิภาพการขับขี่สามารถรับประกันได้ว่าสูงกว่า 80% สายการใช้งานทั่วไปแสดงไว้ในรูปที่ 2
รูปที่ 2: สายแอ็พพลิเคชันทั่วไปสำหรับปั๊มค่าใช้จ่ายในโหมดกระแสคงที่ SGM3123
ใช้ค่าความต้านทานที่แตกต่างกันเพื่อตั้งค่าเอาท์พุท LED ปัจจุบัน: ILED = รับ * VIset / RIset ผู้ผลิตที่แตกต่างกันมีค่าสัมประสิทธิ์ Gain แตกต่างกัน ในขณะเดียวกันนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีปั๊มค่าใช้จ่ายก็ยังพบว่าผู้ใช้ยังคงใช้ LED เพื่อขับเคลื่อนข้อได้เปรียบเหนือ DC / DC ลดต้นทุนลดขนาดของแผงควบคุมและหลีกเลี่ยงการรบกวนของอีเอ็มไอ
3. สำหรับการแสวงหาค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพการทำงานนอกจากนี้ยังมีช่วงของวิธีการขับรถอื่น ๆ เช่นไดรเวอร์ LED ด้านล่าง เมื่อเทียบกับเครื่องชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมดกระแสคงที่จะมีการเพิ่มแรงดันเครื่องชาร์จเพียงอย่างเดียวและส่วนการประมวลผลแบบกระแสคงที่ในปัจจุบันจะเหมือนกัน ค่าใช้จ่ายกับโหมดปัจจุบันค่าใช้จ่ายเครื่องสูบน้ำอัตราส่วนค่อนข้างต่ำ ข้อเสียคือการประมวลผลเชิงเส้นที่บริสุทธิ์เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงต่ำเช่น 3.6V ในกรณีที่มีการโหลดขนาดใหญ่อย่างฉับพลัน: โทรศัพท์เชื่อมต่อเพื่อโทรออกหรือถ่ายภาพเพลงเล่น MP3 และเล่น MP4 วิดีโอจะทำให้ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าจะลดลง 0.1 ~ 0.2V แล้วแรงดันไฟฟ้าระบบจะลดลงถึง 3
