Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Термоэлектрическим охладителем управляет драйвер светодиодов

Термоэлектрическим охладителем управляет драйвер светодиодов

В оптоэлектронных системах часто требуется стабилизация температуры таких компонентов, как лазерные диоды, фотодиоды, призмы и линзы. Общепринятый метод стабилизации состоит в том, чтобы прикрепить резистивный датчик к компоненту для контроля его температуры, установить компонент на верхнюю поверхность термоэлектрического охладителя (TEC) и использовать специализированную микросхему контроллера TEC для поддержания заданного значения температуры компонента. Часто уставка бывает близка к комнатной температуре, и обычно это означает, что контроллер ТЕС должен иметь возможность отдавать положительный и отрицательный токи, чтобы обеспечивать как охлаждение, так и нагрев.

Вебинар «Новинки и решения Traco для промышленных и отраслевых приложений» (28.10.2021)

Для этой цели созданы и доступны специализированные контроллеры и драйверы TEC, например LTC1923, ADN8831, MAX1968 и DRV592. Но такие устройства могут быть дорогими или требовать значительного количества внешних цепей. Кроме того, для работы с небольшими тепловыми нагрузками, такими как линзы и фотодиоды, предпочтительны миниатюрные ТЕС, но они плохо сочетаются со специализированными контроллерами ТЕС. Миниатюрные ТЕС обычно работают при напряжении 2 В или меньше и токе не более 1 А, в то время как специальные контроллеры рассчитаны на управление гораздо более мощными устройствами.

Во многих ситуациях, когда можно отделить задачу нагрева от задачи охлаждения, может использоваться более простой контроллер ТЕС. Например, такой компонент, как лазерный диод, требующий стабилизации температуры, может сам по себе выделять достаточно тепла, чтобы исключить необходимость использования ТЕС для нагрева.

Достаточный нагрев также можно обеспечить с помощью обычного резистора для поверхностного монтажа, приклеенного между ТЕС и оптическим компонентом. Затем резистор можно подключить к стоку мощного MOSFET, управляемого выходом широтно-импульсного модулятора (ШИМ) микроконтроллера или ПЛИС, что, опять же, делает подогрев ТЕС ненужным.

Таким образом, если задачи охлаждения и нагрева разделены, управление TEC значительно упрощается. Вместо того чтобы вырабатывать как положительные, так и отрицательные токи, контроллер должен управлять током только в одном квадранте. Это делает задачу управления доступной для имеющейся на рынке микросхемы импульсного источника питания – монолитного драйвера светодиодов.

Один из типов светодиодных драйверов, которые также можно использовать в качестве драйвера TEC, – это LTC3454 компании Linear Technology, называемый «Драйвером светодиодных фонарей/вспышек». Устройство предназначено для питания постоянным током до 1 А одного мощного светодиода. Оно содержит синхронный понижающе-повышающий преобразователь, контур стабилизации тока, а также цепи мягкого запуска и защиты.

LTC3454 отличается от многих других драйверов светодиодов тем, что не содержит схемы защиты, отключающей устройство, когда выходное напряжение становится слишком низким, что происходит, если неисправность приводит к короткому замыканию светодиода. Вместо схемы отключения LTC3454 содержит схему ограничения тока для блокировки внутренних MOSFET в случае короткого замыкания.

Читайте так же:
Как отключать свет двумя выключателями

Это различие позволяет использовать LTC3454 для управления TEC вместо светодиода. На маленьких ТЕС падает гораздо меньшее напряжение, чем на светодиодах, поэтому большинство драйверов светодиодов воспринимают ТЕС как короткое замыкание и активируют свои цепи отключения. Но LTC3454 с TEC в качестве нагрузки работает нормально.

Схема управления ТЕС довольно проста (см. Рисунок 1). В конфигурации ручного управления уставкой температуры (R1 соединен с R2) для нее требуется всего несколько компонентов. Альтернативная конфигурация (R1 подключен к R3) позволяет осуществлять активное управление уставкой посредством сигнала ШИМ, формируемого микропроцессором или ПЛИС.

Рисунок 1.Когда для стабилизации температуры малопотребляющих электрооптических компонентов
требуется только термоэлектрическое охлаждение, недорогим источником тока может
служить драйвер светодиода, позволяющий осуществлять как активное, так и ручное
управление уставкой температуры.

Ручное управление уставкой полезно при небольшой тепловой нагрузке, когда стабильность температуры компонента может обеспечиваться за счет дозированного охлаждения и контролируемого нагрева. Тогда ток TEC определяется как

20-килоомный потенциометр, включенный последовательно с сопротивлением 3 кОм (R1 + R2), позволяет драйверу перекрывать выходной диапазон токов примерно от 150 мА до 1 А.

Однако, управляя током ТЕС в соответствии с изменениями нагрузки с помощью оптимизированного контура регулирования, схема может работать таким образом, чтобы минимизировать общую рассеиваемую мощность. Этот процесс активного управления уставкой требует подключения к затвору транзистора T1 вывода процессора или FPGA, несущего ШИМ сигнал с частотой несколько килогерц или выше и коэффициентом заполнения от 0 до 100%. В этом случае выходной ток, идущий через TEC, будет зависеть от коэффициента заполнения D следующим образом:

Поскольку ТЕС имеют более низкие сопротивления, чем светодиоды, можно ожидать, что КПД драйвера будет ниже довольно хороших значений, указанных в техническом описании для стандартных приложений. Для измерения КПД в качестве нагрузки, заменяющей TEC, был использован резистор 2 Ом. Это сопротивление примерно соответствует сопротивлению миниатюрного TEC 9503/023/020M, выпускаемого компанией Ferrotec. Тесты показали, что при 300 мА КПД составлял 50%, возрастая до 70% при 500 мА и до 75% при 700 мА и выше.

КПД этой схемы можно улучшить. Поскольку VIN >> VOUT, LTC3454 работает исключительно в понижающем режиме, и, согласно техническому описанию, один из внутренних ключей микросхемы постоянно замкнут. Соединение выводов 6 (SW2) и 7 (VOUT) шунтирует этот ключ, и его сопротивление исключается из схемы. Улучшение получается значительным: КПД при 300 мА становится равным 70%, повышаясь до 77% при 500 мА и до 80% при 700 мА и выше. Все измерения КПД выполнялись при VIN = 5 В. При VIN = 3.3 В значения КПД были на несколько процентов выше.

Читайте так же:
Брелок выключатель для освещения

Лучший способ управления 130 — 140 светодиодами с помощью светодиодных драйверов Arduino Uno 32/64?

Я новичок в электронном прототипировании и у меня было несколько вопросов.

Мне нужно контролировать 132 светодиода индивидуально. Я хочу сделать 3 строки (2 строки по 60 и 1 строку по 12). Думаю, я могу их матрицировать, но мне все равно потребуется 63 выхода (3 высоких, 60 длинных).

Я не хочу использовать 8 разных сдвиговых регистров. Существуют ли 32-битные или 64-битные светодиодные драйверы (или сдвиговые регистры, не совсем понятно, как они называются) И где их можно купить.

Любая помощь приветствуется.

dext0rb

Дэйв Твид ♦

Аниндо Гош

На самом деле есть, по крайней мере, одна микросхема драйвера на 132 светодиода, 132 светодиодный драйвер на AS1130 с ШИМ ($ 2,99). Это точно соответствует требованиям вашего приложения, по крайней мере, по количеству светодиодов.

У AMS есть универсальный набор драйверов светодиодов: например, их драйвер светодиодов 144 ( AS1119 ) со встроенным зарядным насосом для управления светодиодами от шины питания ниже, чем прямое напряжение вашего светодиода, может представлять интерес для вашего приложения.

Чтобы ответить на ваши конкретные вопросы:

  • Да, AMS имеет 32-канальные и 64-канальные драйверы светодиодов постоянного тока, помимо 132-канальных и 144-канальных. Вам даже не понадобятся токоограничивающие резисторы с такими частями.
  • Другие производители, похоже, дополняют 48-канальные драйверы светодиодов, например Linear Tech LT8500 , из беглого поиска.
  • Вы можете купить детали AMS, упомянутые выше, на их веб-сайте, на странице драйверов светодиодов . Кроме того, у них есть щедрая программа отбора проб, так что вы можете попробовать этот маршрут для ваших первоначальных экспериментов.

Вы можете столкнуться с проблемой, связанной с готовой библиотекой на вашем микроконтроллере или платформой для различных драйверов светодиодов.

По этой причине я обращаюсь к аналогичным требованиям в виде 16-канального Texas Instruments TLC5940 в каскадных массивах просто потому, что для него существуют в Интернете библиотеки и общедоступные тексты для практически любой платформы микроконтроллеров. Я хотел использовать с ними — в том числе для платформы Arduino .

Читайте так же:
Автоматический включатель выключатель света по времени

JYelton

Если вы используете светодиоды Charlieplex , вам понадобится всего 12 выводов ввода / вывода для управления всеми 132. ( 12 2 — 12 12 2 — 12 )

Преимущество Charlieplex заключается в уменьшении количества выводов, но есть несколько недостатков. Основным недостатком является то, что вы можете зажечь только один светодиод за раз (не совсем так, но по практическим соображениям это так). Другим недостатком является то, что вы не можете управлять светодиодом с большим током, чем может микроконтроллер. С микроконтроллерами Atmel, которые я использую, это обычно составляет 40 мА. Если вам необходимо создать иллюзию постоянства зрения при одновременном освещении нескольких светодиодов, невозможность управлять светодиодами с большим током может быть неприемлемым ограничением.

Вы также можете мультиплексировать светодиоды, как вы сказали в матрице; однако я думаю, что вы можете сделать это с 24 выводами ввода / вывода (сетка 12 x 12 = 144). Очевидно, что физическое расположение светодиодов все равно будет 2×60 и 1×12, но электрическое расположение может использовать преимущества мультиплекса 12×12.

Изменить: Вы также можете обойтись с 23 ввода / вывода, мультиплексирование, как 11×12 = 132.

Джон У

Как говорит @DaveTweed, вам не нужно подбирать физическое расположение к электрическому.

Multiplex / charlieplex — опция, у вас достаточно контактов. Вы можете получить микросхему драйвера или несколько, чтобы сделать это для вас (например, MAX7219), или просто использовать микросхемы расширения ввода / вывода I2C / SPI (например, MCP23017). Вы также можете использовать сдвиговые регистры, такие как 74HC595, для преобразования последовательного потока в нагрузку непосредственно управляемых выводов.

Драйвер тока для светодиода с управлением

Вход / Регистрация

Работаем с юридическими и физическими лицами. Личный менеджер. Все формы расчетов.

Бесплатные консультации, подбор товара под ваши требования. Доставим по РФ и СНГ.

Не нашли товар — напишите нам. Производим под заказ, собственная производственная база.

КАТАЛОГ

    • Прожекторы COB
    • Прожекторы SMD
    • Холодный белый
    • Нейтральный
    • Теплый белый
    • Зеленый
    • Желтый
    • Красный
    • Синий
    • Slim (тонкий корпус)
    • RGB, RGB-DMX
    • С датчиком движения
    • Лучевые
    • Заливные
    • Гибкие линейные FLEX, LINE [220V]
    • Линейные прожекторы Meteor
    • RGB
    • DMX

    Драйверы для светодиодов

    Драйверы (источники питания) для светодиодов

    Лампы накаливания и прочая светотехника, сделанная по устаревшим технологиям, постепенно повсеместно заменяется устройствами светодиодными. Они обладают целым рядом бесспорных преимуществ, самыми значительными из которых являются намного более долгий срок эксплуатации и возможность экономить на электроэнергии. Ведь светодиоды потребляют её во много раз меньше.

    Для максимального продления срока службы светодиодов LED-устройства и приборы оборудуются специальными драйверами. Они имеют вид дополнительных электронных плат и очень важны для стабильной и адекватной работы светотехники на диодах.

    К примеру, сроки эксплуатации этих технологичных устройств во многом зависят от температуры и её перепадов. Драйвера светодиодов функционируют в качестве стабилизаторов стандартных характеристик электротока при его поступлении на диоды. Степень напряжения при этом нивелируется до наиболее приемлемой.

    Благодаря работе драйверов светодиодов, КПД светодиодной светотехники значительно повышается. После подсоединения полупроводниковых световых устройств (led лент) к драйверам электропитания одинаково нормальный режим обеспечивается для каждого светодиода в цепочке.

    Сроки эксплуатации светодиодного оборудования в условиях обеспечения его неизменно стабильной работы значительно возрастают. Возможность перегревания полупроводниковых элементов сводится к минимуму, ведь электроток подаётся на них в оптимально сбалансированном ритме.

    Также драйвер выполняет для светодиодного / полупроводникового прибора роль стабилизатора всех основных световых параметров, не допуская эффектов пульсации и (или) мерцания даже во время существенных скачков напряжения в электросети.

    Драйверы предоставляют возможность выставления необходимого режима освещения, оптимальной регулировки его яркости.

    Предназначенные для питания светодиодов элементы отбираются сообразно с силой тока, напряжений на выходе и мощностным параметрам оборудования. Мощность драйверов есть возможность рассчитать при помощи спецтехнологии. Ей на экспертном уровне владеют специалисты нашей компании.

    По Вашему обращению они в сжатые сроки сделают нужный расчёт параметров и дадут грамотную консультацию насчёт подбора оптимально соответствующего целям элемента питания диодов. Для того, чтобы избежать ошибок и не усложнять себе задачу по подбору устройств, есть смысл приобретать сразу и светодиодное оборудование, и драйверы к нему – в едином комплекте.

    Драйверы светодиодов

    Светодиоды, в отличие от других излучающих свет приборов (ламп, светильников), не могут быть включены в бытовую сеть. Более того, светодиоды не могут питаться фиксированным напряжением, которое указано в паспорте.
    Устройство питания светодиода должно иметь элементы, ограничивающие ток через светодиод в соответствии с его характеристиками. Именно поэтому диод называется «токовым прибором», и применение традиционных преобразователей напряжения неприменимо.
    Светодиод, как и любой полупроводниковый диод, имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, которая меняется под воздействием температуры и, хоть и незначительно, но отличается у разных излучателей, даже выпущенных в одной партии. Поэтому ограничивающие ток элементы должны учитывать как разброс параметров светодиодов, температурный и временной уход, так и изменения питающего напряжения.

    Известно множество схем питания светодиодов. Наиболее простым решением для ограничения тока светодиода это резистор, включенный последовательно с светодиодом, однако, такой вариант не слишком экономичен. Немалая часть подводимой мощности будет выделяться на этом резисторе в виде тепла. Чем меньше сопротивление резистора, тем больше он будет греться, так как напряжение на резисторе практически неизменно и приблизительно равно разности напряжения питания и падения напряжения на светодиоде, но и тем больше будет меняться ток светодиода при изменении его параметров, вызванных например, изменениями температуры.

    Наиболее популярные на данный момент эффективные схемы управления — на основе импульсных преобразователей (импульсные источники) и на основе емкостных элементов (емкостные источники).

    Другой способ питания — стабилизация тока через светодиод с помощью электронной схемы. Для таких целей выпускаются специальные микросхемы, содержащие один или несколько стабилизирующих ток выходов. При использовании такого решения, напряжение питания может быть подобрано таким, что выделяемая на драйвере активная мощность была минимальной. Драйверы со стабилизацией тока и с управлением от микроконтроллера используются в электронных светодиодных табло, где требуется управлять не только включением, выключением и яркостью каждого пикселя, но и его цветом.

    В некоторых применениях, например батарейном питании, напряжения источника не хватает для включения светодиода. В таких устройствах используются повышающие преобразователи, специально разработанные для эффективного использования светодиодных излучателей.

    Для питания мощных белых светодиодов в осветительных устройствах применяются специальные блоки — электронные драйверы светодиодов, представляющие собой эффективные преобразователи питания, которые стабилизируют не напряжение на своём выходе, а ток.

    Такие драйверы позволяют включить один или несколько светодиодов, соединенных в одну последовательную цепочку. Несколько параллельных цепочек таким драйвером питаться не могут, поскольку ток в отдельных цепочках может сильно отличаться.

    Преимущества.
    По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

    Мы,
    обеспечим ремонт или замену изделия
    в случае обнаружения дефектов производственного характера.

    Мы,
    оставляем за собой право
    вносить изменения в конструкцию изделия
    по улучшению данной продукции.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector