Светодиоды и всякого рода светильники на их основе уже прочно вошли в наш быт. Они позиционируют высокой экономичностью потребления и безопасностью спектра излучения. Однако сами светодиоды и матрицы на LED-кристаллах требуют напряжение для своего питания в десятки вольт, примерно от 12В (реже от 3В) до 70В. Но так, как светодиод – это полупроводник, то он имеет нелинейную вольтамперную характеристику. Потому важным параметром для питания цепочек из светодиодов является не напряжение, а ток.
Это создаёт некоторые сложности для построения драйверов для светодиодных светильников и лент. Особенно при конструировании устройств, работающих от сетевого напряжения. Можно пойти по пути использования импульсных блоков питания (ИБП) с последующей стабилизацией тока. Но конструкция получается громоздкой и малоэкономичной, также узел занимает много места. Хорошее решение представляет серия интегральных преобразователей LinkSwitch-TN с высоковольтным полевым ключом.
Микросхемы LinkSwitch-TN
Компоненты LinkSwitch-TN могут работать непосредственно от напряжения сети, находящегося в пределах 85-265B без гальванической развязки. Это, во многих случаях, может быть лучшее решение для построения драйверов светодиодных светильников малой и средней мощности. Выходной ток питания зависит от типа микросхемы:
- LNK302P, G, D — 80 мА;
- LNK304P, G, D — 170 мА;
- LNK305P, G, D — 280 мА;
- LNK306P, G, D — 360 мА.
Выпускаются они в компактном корпусе DIP-8B и SMD-8B с отсутствующим выводом.
Итого, микросхема содержит 7 выводов, из которых 4 – это выводы истока мощного ключа, соединённые вместе, чем улучшается его теплоотвод прибора. Эти выводы являются общей точкой для:
- BP – подключения конденсатора, ёмкостью 0.1 мкФ, служащего накопителем для питания внутреннего источника со стабилизированным напряжением 5,8В;
- FB – входа, управляющего работой схемы импульсного включения выходного транзистора.
5-й вывод обособлен отсутствующим и связан со стоком силового ключа, выдерживающим напряжение до 700В. Внутренний генератор работает на частоте 66 кГц с качанием ±2кГц и частотой качания 1кГц. Такая генерация максимально избавляет систему преобразования от возможных помех, вызываемых резонансными паразитными связями.
Схема драйвера для питания светодиодной ленты
Принципиальная схема драйвера изображена на картинке 3. Здесь выходное напряжение устанавливается делителями R1 и R3 с подачей управления на FB. Оно определяется по формуле: Uвых=1,65(1 + R1/R3), где сопротивление резисторов в кОм, напряжение получится в вольтах.
При необходимости увеличения тока до 240 мА используют микросхему LNK305, а до 320мА – LNK306. Для увеличения или уменьшения выходного напряжения изменяют соотношение сопротивлений R1 к R3. Использовать переменный резистор нежелательно из-за возможного пропадания контакта с лепестка токоснимателя. Требуемое напряжение первоначально рассчитывают, затем устанавливают сопротивления получившихся номиналов.
Схема драйвера с напряжением до 70В
Если цепь светодиодной матрицы или линии предназначена на питание от большего напряжения, то драйвер можно собрать по схеме, изображённой на картинке 3.
Если необходимо уменьшить напряжение на выходе до 35 – 40 В, то убирают стабилитрон VR1 или VR2 соответственно, ставя вместо него перемычку. Впрочем, вместо перемычки можно использовать стабилитрон на потенциал, рассчитанный для нужного значения на выходе схемы. Требуемый максимальный ток ступенчато выбирают типом интегрального компонента LinkSwitch-TN.