LED 드라이버 및 조광기 스위치

LED(Light Emitting Diode)는 빛을 낼 수 있는 반도체 전자부품으로, 초기에는 낮은 휘도의 붉은 빛만 낼 수 있었다. 기술 혁신으로 오늘날의 LED는 가시광선, 적외선, 자외선을 방출할 수 있으며 광도도 크게 향상되었습니다. 그러나 LED의 PN 접합 전도 특성은 매우 좁은 범위의 전원 전압 및 전류 변동에 적응하는 능력을 결정합니다. 약간의 편차는 점등 불능, 발광 효율의 심각한 감소, 수명 단축, 심지어 칩 소진으로 이어질 수 있습니다. 현재 전원 공급 장치와 일반 배터리 전원 공급 장치는 LED에 직접 전원을 공급하는 데 적합하지 않으며 LED 드라이버가 이 문제를 해결합니다. LED 드라이버는 LED를 구동하여 빛을 방출하거나 LED 모듈 구성 요소의 정상적인 작동을 보장하는 전원 조정 전자 장치입니다. 전압이나 전류 조건에서 LED가 안정적으로 작동하도록 구동할 수 있습니다.

LED 드라이버에는 선형 드라이브와 스위치 유형 드라이브라는 두 가지 주요 기술 솔루션이 있으며, 각각 고유한 장점과 단점이 있어 다양한 시나리오에 적합합니다. 스위치형 드라이브는 우수한 전류 제어 정확도와 높은 전체 효율을 달성할 수 있으며 적용 방법은 주로 강압과 승압의 두 가지 범주로 나뉩니다. 스텝다운 스위치 드라이버는 전원 전압이 LED 단자 전압보다 높은 상황에 적합하고, 스텝업 스위치 드라이버는 전원 전압이 LED 단자 전압보다 낮은 시나리오에 적합합니다. 일반적으로 고립된 운전자는 안전성은 높지만 효율성은 상대적으로 낮습니다. 비절연형 드라이버는 효율성이 높지만 안전성은 약간 낮습니다. 실제 적용에서는 특정 요구 사항을 기반으로 선택해야 합니다. 선형 구동은 애플리케이션을 구동하는 더 간단하고 직접적인 방법입니다. 조명 등급 백색 LED를 적용할 때 회로가 간단하고 크기가 작기 때문에 효율성이 낮고 조정성이 떨어지는 등의 문제가 있지만 일부 특정 상황에서는 여전히 많은 응용 분야가 있습니다. 고역률(PF) 효율적인 선형 LED 구동 기술이 성숙해짐에 따라 선형 구동 성능도 지속적으로 향상되고 있습니다.

디밍 기술을 통해 사용자는 필요와 환경에 따라 조명의 밝기를 조절할 수 있어 적절한 분위기를 조성하고 에너지를 크게 절약할 수 있습니다. LED 조광에는 아날로그 조광과 PWM(펄스 폭 변조) 조광이라는 두 가지 주요 방법이 있습니다. PWM 조광은 펄스 신호의 듀티 사이클을 조정하여 밝기를 변경함으로써 LED의 평균 전류를 제어합니다. HX3143 드라이버는 100Hz~50kHz 사이의 PWM 조광 주파수를 지원하며 듀티 사이클은 0%~100% 범위에서 조정 가능합니다. 이 방법의 장점은 높은 디밍 효율로 LED의 평균 전류를 정확하게 제어할 수 있다는 것입니다. 효율적인 운전을 유지하면서 안정적인 색상 출력을 제공하고 색온도 드리프트를 방지할 수 있습니다. 그러나 PWM 조광에는 단점도 있습니다. 조광 중에 가청 잡음이 발생하기 쉽습니다. 아날로그 조광은 조광을 위해 제어 핀에 조정 가능한 DC 전압을 추가하여 달성됩니다. 방법이 간단하고 주변 비용도 상대적으로 저렴하지만, 일정한 색온도를 요구하는 용도에는 적합하지 않습니다.

LED 디밍은 몇 가지 독특한 문제에 직면해 있습니다. LED의 부하 전류가 상대적으로 작기 때문에 일반적인 3단자 양방향 사이리스터 스위치는 전류 특성을 차단하고 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 가정 조명에 사용되는 LED 램프의 전력은 7.5W(예: A19 전구 -450루멘) 이상일 수 있지만 정상 상태 전류는 백열등보다 훨씬 낮으며 각 AC 전압 반주기가 시작될 때 전류 피크가 있습니다(최대 6-8A 피크, 정상 상태 전류는 100mA 미만). 이러한 과제에 대응하여 혁신적인 솔루션이 계속 등장하고 있습니다. 넓은 조광 범위 LED 조광 드라이버 회로는 마이크로프로세서로 제어되는 정전류 회로와 전류 형성 회로를 사용하여 조광 밝기를 사전 설정된 밝기 범위와 사전 설정된 밝기 범위 아래의 두 부분으로 나누어 결합 제어합니다. 이 설계는 기존 휘도 범위의 하한을 확장하고 휘도 조정 시 리플의 한계를 해결하며 LED의 휘도 범위 조정을 더 넓혀 줍니다. 디밍 중에 조명이 깜박이는 문제를 해결하는 특허 기술도 있습니다. 고유한 디밍 제어 회로를 사용하여 조정 장치는 기준 전압이 DC 디밍 전압보다 낮을 때 기준 전압의 전압 값을 풀다운할 수 있습니다. 이는 디밍을 켰을 때보다 디밍을 껐을 때 필요한 DC 디밍 전압을 낮추어 디밍 켜짐과 꺼짐 사이의 지연을 달성하고 조명 깜박임 문제를 해결합니다.