چه مزیت های اصلی باعث کاهش قدرت می شودچراغ های LED پایینمتمایز شدن؟ درایور مبتنی بر MT7930، اتلاف گرما و بهینه سازی عملکرد!

چراغ پایین LED با قدرت کوچک به دلیل بهره وری انرژی، اندازه جمع و جور و طول عمر طولانی، به یک عنصر اصلی در روشنایی مسکونی، اداری و تجاری تبدیل شده است. با حذف فاز- لامپ های رشته ای در سطح جهانی، تقاضا برای برق کوچک قابل اعتمادنور پایین LEDراه‌حل‌ها (مانند چراغ‌های ال‌ای‌دی با قدرت کم کم نور با قابلیت تنظیم نور و چراغ‌های پایین‌آمده LED کم قدرت{0}PF بالا) همچنان در حال افزایش هستند. این مقاله بر روی طراحی نور پایین LED با توان 12 واتی تمرکز دارد که از تراشه درایور MT7930 بهره می‌برد و با ادغام داده‌های تست معتبر، مشخصات فنی و بهترین شیوه‌های صنعت، به اصل EEAT پایبند است. این عناصر اصلی طراحی، از جمله پیکربندی مدار راننده، راه حل های اتلاف گرما، و انطباق با سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) را بررسی می کند و توصیه های عملی را به مهندسان روشنایی، تولید کنندگان و متخصصان تدارکات ارائه می دهد.

طراحی مدار درایور اصلی با-قدرت کوچک چیستچراغ های LED پایین؟

مدار درایور بخش اصلی چراغ پایین LED با قدرت کوچک است و تراشه یکپارچه MT7930 AC-DC به دلیل استفاده ساده، بهبود بهره وری انرژی و داشتن ویژگی‌های ایمنی داخلی- که برای عملکرد بهتر و قابل اعتماد بودن ضروری هستند، قابل توجه است.

نمای کلی تراشه و اصل کار MT7930

MT7930 یک تراشه راه انداز LED PFC تک مرحله ای است که شامل یک ماسفت داخلی و چندین مدار حفاظتی است که به ویژه برای مصارف برق کوچک (تا 50 وات) ساخته شده است. مزایای کلیدی عبارتند از

مدار ساده شده: حداقل اجزای خارجی اندازه PCB و هزینه‌های ساخت را کاهش می‌دهند، ایده‌آل برای محفظه‌های کوچک و کوچک- LED downlight.

عملکرد PFC بالا: مدارهای داخلی{0}در PFC به گونه ای کار می کنند که جریان از ولتاژ پیروی می کند و به ضریب توان (PF) 0.9 یا بالاتر می رسد.

کنترل دقیق جریان ثابت: تنظیم دقیق جریان خروجی را فعال می کند که برای روشنایی و طول عمر ثابت LED بسیار مهم است.

حفاظت جامع: حفاظت اضافه ولتاژ، جریان اضافه، اتصال کوتاه-و قفل ولتاژ پایین (UVLO) را یکپارچه می کند و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.

بسته 8 پین تراشه شامل پین های کاربردی برای درایو دروازه (DRV)، سنجش جریان (CS)، بازخورد (DSEN) و شروع نرم (STP) است که در جدول 1 به تفصیل شرح داده شده است:

جدول 1: پیکربندی و عملکرد پین MT7930

پیاده سازی مدار و پارامترهای کلیدی

مشخصات برقی چراغ پایین ال ای دی کم قدرت است

ولتاژ ورودی: 100V-240V AC (سازگاری جهانی)

توان خروجی: 12 وات (ال ای دی های 12×1 وات سری)

جریان خروجی: mA (ثابت)

کنترل جریان ثابت

جریان خروجی (ILED​) دقیقاً از طریق پین های CS (پایه 8) و DSEN (پایه 6) کنترل می شود که با استفاده از فرمول ILED=21×NSNP×R4VFB محاسبه می شود.

NP​=پیچ های سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور

NS​=پیچ های سیم پیچ ثانویه

VFB​=ولتاژ مرجع داخلی (400 میلی ولت)

R4​=مقاومت حسگر جریان (متصل به پایه 8)

این فرمول تضمین می‌کند که نور پایین LED با قدرت پایین، جریان خروجی (تحمل ± 3 درصد) را در سراسر نوسانات ولتاژ ورودی حفظ می‌کند و از لرزش LED و فروپاشی نور جلوگیری می‌کند.

مکانیسم های حفاظتی

حفاظت از اضافه ولتاژ (OVP): اگر ولتاژ پایه DSEN از 3.2 ولت (3 سیکل متوالی) یا پایه VDD از 19.2 ولت بیشتر شود، فعال می شود. آستانه OVP به صورت VO−OV=3.2×(1+R6R5) محاسبه می‌شود. ×NA​NS​​—VD8​ (NA=پیچ های سیم پیچ کمکی؛ VD8​=ولتاژ جلویی دیود یکسو کننده خروجی)

حفاظت در برابر جریان بیش از حد (OCP): Shuts down the gate drive if the CS pin voltage is >2.2 ولت، جلوگیری از آسیب قطعات در اثر جریان بیش از حد.

حفاظت از مدار کوتاه-(SCP): اگر ولتاژ پین DSEN باشد فعال می شود<200 mV for 640 μs, restarting automatically once the fault is resolved.

مدار فیلتر EMC

تداخل الکترومغناطیسی (EMI) از طریق یک شبکه فیلتر ورودی سرکوب می شود (شکل 3 در سند اصلی)، که شامل موارد زیر است:

X{0}}خازن (CX1، 0.1 μF/275 ولت): تداخل حالت دیفرانسیل را کاهش می‌دهد.

القاگر حالت مشترک (L1​، 2 mH): تداخل حالت رایج- با امپدانس بالا را مسدود می‌کند.

مقاومت خون ساز (Re​، 1KΩ): ولتاژ خازن را در صورت قطع برق تخلیه می کند و ایمنی را تضمین می کند.

این طراحی تضمین می کند که نور پایین LED با قدرت کوچک با استانداردهای GB17743 و CISPR 22 مطابقت دارد، با تداخل کمتر یا مساوی 40 dBμV.

چگونه اتلاف گرما را برای برق کوچک بهینه کنیمچراغ های LED پایین?

اتلاف گرما مستقیماً بر طول عمر و عملکرد چراغ‌های ال‌ای‌دی با قدرت کوچک تأثیر می‌گذارد-حتی ال‌ای‌دی‌های کم قدرت- گرمایی تولید می‌کنند که می‌تواند دمای محل اتصال (Tj​) را افزایش دهد، و پوسیدگی نور و خرابی تراشه را تسریع کند.

مکانیسم تولید گرما

ال ای دی ها تنها 20 درصد انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می کنند. 80 درصد باقیمانده به صورت گرما آزاد می شود. برای یک توان کوچک 12 واتنور پایین LED~9.6W گرما در محل اتصال PN تولید می شود. Tj بیش از حد (بیش از یا مساوی 120 درجه) شار نور را تا 30 درصد و طول عمر را تا 50 درصد کاهش می دهد، همانطور که در شکل 4 (سند اصلی) نشان داده شده است.

محلول دفع گرما

این طرح از یک سیستم اتلاف حرارت سه مرحله‌ای استفاده می‌کند که برای چراغ‌های LED با قدرت کوچک طراحی شده است:

بستر LED: پایه آلومینیومی ضخیم که گرما را به خوبی هدایت می کند (رسانایی حرارتی بیشتر یا مساوی 2.0 W/(m·K)) با فویل مس ضخیم (بیشتر یا مساوی 35 میکرومتر).

مواد رابط حرارتی (TIM): رزین اپوکسی آغشته به پرکننده های سرامیکی (رسانایی حرارتی بیشتر یا مساوی 1.5 W/(m·K)) بستر آلومینیوم را به هیت سینک می چسباند و مقاومت حرارتی را به حداقل می رساند.

هیت سینک:هیت سینک پره دار آلیاژ آلومینیوم (وزن کمتر یا مساوی 100 گرم) سطح همرفت را 3× نسبت به سطوح صاف افزایش می دهد. باله ها با فاصله 5 میلی متری از هم قرار دارند تا جریان هوا را تسهیل کنند که همرفت طبیعی را افزایش می دهد.

طراحی مسکن برای اتلاف گرما

محفظه نور پایین LED با قدرت کوچک از مواد PC (پلی کربنات) برای پوشش{0}}انتقال نور (ضریب عبور بیشتر یا مساوی 85٪) و آلیاژ آلومینیوم برای بدنه اصلی استفاده می کند:

پوشش کامپیوتر: نور را برای کاهش تابش خیره کننده با مقاومت حرارتی تا 135 درجه پخش می کند.

بدنه آلیاژ آلومینیوم: به عنوان یک هیت سینک ثانویه عمل می کند و گرما را از سینک حرارتی پره دار به محیط خارجی منتقل می کند.

آزمایش تأیید می‌کند که پس از 4 ساعت کار مداوم (دمای محیط 25 درجه)، دمای اتصال LED downlight کوچکتر یا مساوی 85 درجه است، بسیار زیر آستانه بحرانی 120 درجه است.

معیارهای عملکرد 12W Small Power چیست؟LED Downlight?

آزمایش جامع با استفاده از تجهیزات حرفه ای (تستر پارامترهای الکتریکی هوشمند، تستر EMC) عملکرد چراغ پایین LED با قدرت کوچک را تأیید می کند، با نتایجی که استانداردهای صنعت را برآورده می کند یا فراتر می رود.

عملکرد الکتریکی

جدول 2 نتایج کلیدی تست الکتریکی را خلاصه می کند:

جدول 2: نتایج تست عملکرد الکتریکی

عملکرد نوری و قابلیت اطمینان

اثربخشی نورانی: 115 lm/W (ورودی 12 وات، خروجی 1380 lm)، 30 درصد بیشتر از نورهای معمولی CFL 12 واتی (88 lm/W).

شاخص رندر رنگ (Ra): بزرگ‌تر یا مساوی 85، که از بازتولید رنگ‌های واقعی-- اطمینان می‌دهد.

طول عمر (L70B50): 50000 ساعت، 5× بیشتر از نورهای CFL (10000 ساعت).

انطباق با EMC: تداخل انجام شده کمتر یا مساوی 38dBμV (30MHz-1GHz)، مطابق با CISPR 22 Class B.

مزیت نسبی

جدول 3 توان کوچک 12 وات را مقایسه می کندنور پایین LEDبا لامپ سنتی 12W CFL:

جدول 3 مقایسه عملکرد بین نور پایین LED و نور پایین CFL را نشان می دهد.

مسائل و راه حل های رایج صنعت برای قدرت های کوچکLED Downlight

مسائل رایج

خروجی جریان ناپایدار یا طراحی ضعیف درایور می تواند باعث سوسو زدن شود.

دفع ناکافی گرما منجر به گرم شدن بیش از حد و کاهش طول عمر می شود.

ضریب توان کم و THD بالا باعث تداخل شبکه می شوند.

عدم انطباق{0}}EMC منجر به شکست گواهینامه می شود.

راه حل (200 کلمه)

برای رفع سوسو زدن، از درایورهای مبتنی بر MT7930- با کنترل دقیق جریان ثابت (تحمل ± 2٪) استفاده کنید و از پایداری جریان خروجی اطمینان حاصل کنید. برای گرمای بیش از حد، از بسترهای آلومینیومی (رسانایی حرارتی بیشتر یا مساوی 2.0 W/(m·K)) و هیت سینک های پره دار استفاده کنید، از طراحی های محفظه محصور خودداری کنید. برای بهبود ضریب توان و کاهش THD، درایورهایی را انتخاب کنید که-درایورهای PFC داخلی (PF بزرگتر یا مساوی 0.9) مانند MT7930 دارند، از درایورهای ارزان-غیر{11}PFC جلوگیری کنید. برای انطباق با EMC، خازن‌های X، سلف‌های حالت معمول{{14} و مقاومت‌های خون‌رسان را در مدار ورودی ادغام کنید و اطمینان حاصل کنید که فاصله ردیابی مدار چاپی بیشتر یا مساوی 2 میلی‌متر برای مسیرهای ولتاژ بالا-است. اگر چراغ پایین LED با قدرت روشن نشد، ولتاژ VDD (12V-16V) و مدار استارت نرم را بررسی کنید. در صورت فعال شدن مکرر مکانیسم های حفاظتی، درایور را تعویض کنید. تعمیر و نگهداری منظم، مانند تمیز کردن گرد و غبار از سینک های حرارتی (که راندمان اتلاف گرما را تا 15 درصد کاهش می دهد)، همچنین عملکرد را حفظ می کند. برای اطمینان از قابلیت اطمینان، همیشه از قطعات تایید شده (به عنوان مثال، خازن های فهرست شده UL، LED های سازگار با RoHS) استفاده کنید.

مراجع معتبر

فناوری MeiXinSheng. (2023).برگه داده MT7930: تراشه درایور LED تک مرحله ای-. https://www.maxictech.com/product/mt7930

کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC). (2021).IEC 61347-2-13: الزامات خاص برای بالاست برای ماژول های LED. https://webstore.iec.ch/publication/25959

استاندارد ملی چین (2013).GB 17743-2017: محدودیت‌ها و روش‌های اندازه‌گیری ویژگی‌های اختلال رادیویی روشنایی الکتریکی و تجهیزات مشابه. https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=057C5666466B45F9E27644656E656E496E666F

Zhang, D., Luo, Y., & Qin, H. (2013). طراحی چراغ پایین LED برقی کوچک.مجله چینی دستگاه های الکترونیکی, 36(2), 173-176.

Liao, H., Yu, Y., & Liu, X. (2009). تحقیق طراحی انسانی لامپ نورپردازی منظره LED.دهمین کنفرانس بین المللی IEEE در زمینه کامپیوتر-طراحی صنعتی و طراحی مفهومی, 499-502.

Cha, S., Park, D., & Lee, Y. (2012). درایور LED رایگان مبدل AC/DC برای روشنایی ها.2012 کنفرانس بین المللی IEEE در مورد لوازم الکترونیکی مصرفی, 706-708.

یادداشت ها

قدرت کوچکLED Downlight: چراغ پایین LED با توان خروجی کمتر یا مساوی 20 وات، طراحی شده برای روشنایی مسکونی، اداری و تجاری.

PFC (تصحیح ضریب توان): فناوری است که نسبت توان اکتیو به توان ظاهری را بهبود می بخشد و اتلاف انرژی و تداخل شبکه را کاهش می دهد.

EMC (Electromagnetic Compatibility) به توانایی تجهیزات الکترونیکی برای عملکرد بدون اختلال در سایر دستگاه ها یا تسلیم شدن در برابر تداخل خارجی اشاره دارد.

دمای اتصال (Tj): این به دمای محل اتصال PN تراشه LED اشاره دارد که به طور قابل توجهی بر طول عمر و عملکرد نورانی آن تأثیر می گذارد.

L70B50 Lifespan: زمانی که پس از 50 درصد ازچراغ های LED پایین70 درصد از شار نوری اولیه خود را حفظ می کنند.

THD (Total Harmonic Distortion): اندازه گیری اعوجاج شکل موج جریان، با مقادیر کمتر که نشان دهنده سازگاری بهتر شبکه است.

DCM (حالت هدایت ناپیوسته): حالت عملیاتی که در آن جریان سلف در طول هر چرخه سوئیچینگ به صفر می رسد و طراحی PFC را ساده می کند.

آیا می خواهید من یک را ایجاد کنمشماتیک مدار راننده دقیقبرای روشنایی LED کوچک مبتنی بر MT7930 یا ایجاد یکتجزیه و تحلیل تجزیه هزینهآیا آن را با چراغ های پایین CFL سنتی مقایسه می کنید؟

https://www.benweilight.com/lighting-لوله-لامپ/15w-حمام-downlights.html

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.

ایمیل:bwzm15@benweilighting.com

وب:www.benweilight.com