ในการทำให้โคมไฟ LED เป็นที่นิยมไม่เพียง แต่ต้องลดค่าใช้จ่ายอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังต้องแก้ปัญหาทางเทคนิคด้วย วิธีการแก้ปัญหาของการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือดั๊กเบลีย์รองประธานฝ่ายการตลาดของ PowerIntegrations แบ่งปันประสบการณ์การออกแบบไดรเวอร์ LED ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้
ก่อนอื่นอย่าใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าสองขั้ว
ดั๊กเบลีย์ชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบไบโพลาร์มีราคาถูกกว่า MOSFETs โดยทั่วไปจะมีประมาณ 2 เซ็นต์นักออกแบบบางคนใช้อุปกรณ์พลังงานแบบไบโพลาร์เพื่อลดต้นทุนไดรฟ์ LED ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของวงจร เมื่ออุณหภูมิของบอร์ดควบคุมเพิ่มขึ้นช่วงการทำงานที่มีประสิทธิภาพของอุปกรณ์สองขั้วจะหดตัวอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของหลอดไฟ LED วิธีที่ถูกต้องคือการเลือกอุปกรณ์ MOSFET และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ MOSFET มันยาวกว่าอุปกรณ์สองขั้ว
ประการที่สองพยายามที่จะไม่ใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า
คุณต้องการใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าในวงจรไดรเวอร์ LED หรือไม่? มีผู้สนับสนุนและฝ่ายตรงข้าม ผู้สนับสนุนเชื่อว่าหากสามารถควบคุมอุณหภูมิของบอร์ดได้สามารถยืดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าได้ ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าอุณหภูมิสูงที่มีชีวิต 105 องศาและเลือกอายุการใช้งาน 8000 ชั่วโมงตามสูตรเชิงประจักษ์สำหรับอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า “ ทุกครั้งที่อุณหภูมิลดลง 10 องศาชีวิตจะเพิ่มเป็นสองเท่า” จากนั้นจะมีชีวิตการทำงาน 16,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อม 95 องศาชีวิตการทำงาน 32,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่ 85 องศาและชีวิตการทำงาน 64,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อม 75 องศาหากอุณหภูมิในการทำงานต่ำลงดังนั้นชีวิตจะยาวนานขึ้น! จากมุมมองนี้ตราบใดที่ตัวเลือกของตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์คุณภาพสูงไม่มีผลต่ออายุการใช้งานของไดรฟ์!
ผู้เสนอคนอื่นเชื่อว่าการสั่นไหวความถี่ต่ำที่เกิดจากกระแสระลอกคลื่นสูงที่เกิดจากตัวเก็บประจุแบบใช้ไฟฟ้าจะทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายทางสรีรวิทยาต่อสายตาของบางคน คลื่นขนาดใหญ่ที่มีคลื่นความถี่ต่ำจะทำให้อุปกรณ์กล้องดิจิตอลบางตัวดูไม่ดี เส้นตารางที่สว่างและมืดของไฟกะพริบ ดังนั้นแหล่งกำเนิดแสงที่มีคุณภาพสูงยังคงต้องการตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า อย่างไรก็ตามฝ่ายตรงข้ามเชื่อว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะมีอายุตามธรรมชาติ นอกจากนี้อุณหภูมิของหลอดไฟ LED เป็นเรื่องยากมากที่จะควบคุมดังนั้นชีวิตของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ดังนั้นจึงส่งผลกระทบต่อชีวิตของหลอดไฟ LED
ในเรื่องนี้ดั๊กเบลีย์เชื่อว่าส่วนอินพุตของวงจรไดรเวอร์ LED สามารถพิจารณาได้โดยไม่ต้องใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ในความเป็นจริง PI LinkSwitch-PH สามารถบันทึกตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า การออกแบบ PFC / ค่าคงที่ในปัจจุบันของ PI ช่วยให้นักออกแบบประหยัดความจุได้มาก ตัวเก็บประจุในวงจรเอาท์พุทตัวเก็บประจุเซรามิกแรงดันสูงสามารถนำมาใช้แทนตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือ "บางคนออกแบบวงจรสองขั้นตอนโดยใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 400V ที่เอาต์พุตซึ่งจะส่งผลกระทบต่อวงจรอย่างจริงจังความน่าเชื่อถือขอแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุเซรามิกสำหรับวงจรแบบขั้นตอนเดียว" เขาเน้น “ สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมที่มีความกังวลน้อยเกี่ยวกับการหรี่แสงสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและในกรณีที่จำเป็นต้องมีความน่าเชื่อถือสูงฉันขอแนะนำไม่ให้ใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเพื่อการออกแบบ
ประการที่สาม MOSFET ที่ทนต่อแรงดันไฟฟ้าไม่ควรต่ำกว่า 700V
MOSFET 600V ราคาถูกกว่า หลายคนคิดว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตของหลอดไฟ LED โดยทั่วไปจะเป็น 220V ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อของ 600V ก็เพียงพอ แต่ในหลาย ๆ กรณีวงจรแรงดันไฟฟ้าจะถึง 340V ในกรณีที่กระแสไฟกระชาก 600V MOSFET นั้นพังได้ง่าย ดังนั้นอายุการใช้งานของหลอดไฟ LED จึงได้รับผลกระทบ ในความเป็นจริงการเลือก 600V MOSFET อาจประหยัดค่าใช้จ่ายบางส่วน แต่ต้องจ่ายค่าแผงวงจรทั้งหมด ดังนั้น "อย่าใช้ MOSFET ที่ทนแรงดันไฟฟ้า 600V และจะดีกว่าถ้าใช้ MOSFET ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อแรงดันเกิน 700V เขาเน้น
ประการที่สี่พยายามใช้วงจรสถาปัตยกรรมแบบสเตจเดียว
Doug กล่าวว่าวงจรไฟ LED บางตัวใช้สถาปัตยกรรมแบบสองขั้นตอนคือสถาปัตยกรรม "PFC (แก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้า) + ตัวแยก DC / DC Converter" ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของวงจร ตัวอย่างเช่นหากประสิทธิภาพของ PFC เท่ากับ 95% และประสิทธิภาพของส่วน DC / DC เป็น 88% ประสิทธิภาพของวงจรทั้งหมดจะลดลงเป็น 83.6%! "อุปกรณ์ LinkSwitch-PH ของ PI รวมคอนโทรลเลอร์ PFC / CC, MOSFET 725V และไดรเวอร์ MOSFET เป็นแพ็คเกจเดียวเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรไดรเวอร์เป็น 87%!" ดั๊กชี้ให้เห็นว่า "อุปกรณ์นี้ทำให้เค้าโครงบอร์ดง่ายขึ้นมาก" ออกแบบมาเพื่อกำจัดส่วนประกอบมากถึง 25 ชิ้นที่ใช้ในการออกแบบ flyback โดดเดี่ยวแบบดั้งเดิม! ส่วนประกอบที่ถูกกำจัด ได้แก่ ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์และตัวแยกแสงแรงดันสูง” ดั๊กกล่าวว่าสถาปัตยกรรมสองขั้นตอน LED เหมาะสำหรับใช้กับไดรฟ์กระแสคงที่ที่สองวงจรช่วยให้ PFC ขับกระแสคงที่ของ LED ไปยังไดรเวอร์เก่า การออกแบบเหล่านี้ล้าสมัยและไม่มีต้นทุนอีกต่อไปดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ควรใช้การออกแบบขั้นตอนเดียว
ประการที่ห้าลองใช้อุปกรณ์ MOSFET
หากโคมไฟ LED ไม่ได้ออกแบบมาให้มีประสิทธิภาพมากดั๊กขอแนะนำให้ใช้ไดรเวอร์ LED ที่มี MOSFET แบบบูรณาการเพราะประโยชน์ของสิ่งนี้คือ MOSFET ในตัวมีความต้านทานน้อยกว่าและสร้างความร้อนน้อยกว่าแบบแยกนอกเหนือจาก MOSFET ในตัว โดยทั่วไปคอนโทรลเลอร์และ FET จะทำงานร่วมกันและโดยทั่วไปจะมีฟังก์ชั่นการปิดระบบความร้อน เมื่อ MOSFET ร้อนเกินไปวงจรจะปิดโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันหลอดไฟ LED สิ่งนี้สำคัญมากสำหรับหลอดไฟ LED เพราะโดยทั่วไปหลอดไฟ LED จะมีขนาดเล็กและกระจายอากาศได้ยาก . "บางครั้งไฟ LED สามารถทำให้ผู้คนเผาไหม้เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป แต่โซลูชันของเราไม่เคยเป็นเช่นนี้มาก่อน" เขากล่าว