Журнал "Новости Электроники", номер 9, 2010 год.

Модули драйверов светодиодов серии RCD-24

Галина Местечкина (г. Киев)

В статье даны основные характеристики выпускаемых компанией Recom модулей драйверов мощных светодиодов белого цвета с токами нагрузки от 300 до 1200═мА и номинальным значением входного напряжения 24═В. Материал перепечатан из журнала ЭКиТ (г. Киев) с разрешения редакции.

Компания Recom специализируется на разработке и изготовлении AC/DC- и DC/DС-преобразователей со стабилизацией не только выходного напряжения, но и тока нагрузки. Именно о DC/DС-преобразователях серии RCD-24 со стабилизацией тока нагрузки, используемых в качестве драйверов мощных светодиодов с белым светом свечения, пойдет речь в этой статье. В [1] приведены основные характеристики драйверов этой серии, обеспечивающих не только стабильность выходного тока независимо от числа подключенных светодиодов и условий окружающей среды, но и высокую надежность, соизмеримую с надежностью светодиодов. К моменту публикации [1] (статья вышла в сентябре 2008 г.) серия ограничивалась модулями драйверов с током нагрузки до 700 мА. Поскольку компания Recom постоянно работает над расширением номенклатуры и улучшением параметров выпускаемых изделий, в 2009 г. серия модулей пополнилась новыми моделями: RCD-24-1.00 и RCD-24-1.20 с токами нагрузки 1000 и 1200 мА, соответственно, имеющими номинальное входное напряжение 24 В (4,5...36 В). В серии теперь содержатся модели с выходным током 300, 350, 500, 600, 700, 1000 и 1200 мА, что позволяет подключить к ним светодиоды разных производителей без применения дополнительных внешних компонентов. Отличаясь малыми габаритами, модули драйверов серии RCD-24, тем не менее, обеспечивают очень высокий КПД (до 96%), широкий диапазон входного напряжения и возможность эксплуатации в диапазоне температур окружающей среды -40...85°С, а также позволяют изменять силу света светодиодов двумя способами: аналоговым и ШИМ-управлением. Аналоговое управление производится изменением уровня напряжения на входе «Analogue Dimming» (контакт 2) в пределах от -0,3 до 15 В, а ШИМ-управление - изменением скважности импульсов, следующих с частотой 20...2000 Гц, на входе «PWM/ON/OFF» (контакт 3). Оба способа управления независимы и могут осуществлять не только управление силой света светодиодов, но и включение/выключение модуля, причем не только ручное, но и дистанционное. В модулях имеется защита от короткого замыкания в нагрузке. График зависимости тока через светодиоды от уровня управляющего напряжения при аналоговом управлении выходным током драйвера приведены на рис. 1.

Рис. 1. График зависимости выходного тока драйвера от уровня управляющего напряжения при аналоговом управлении выходным током драйвера

При этом для формирования управляющего напряжения может быть использован как внешний источник постоянного напряжения, так и напряжение на входе драйвера, как показано на рис. 2 (а, б), соответственно.

Рис. 2. Схемы подключения светодиодов к драйверу серии RCD-24
с аналоговым (а, б) или ШИМ-управлением (в)

На рис. 2 (в) приведена схема подключения модуля с возможностью использования обоих видов управления выходным током драйвера, при этом неиспользуемый для управления вход драйвера остается открытым. Показанные на рис. 2 схемы подключения светодиодов иллюстрируют возможность их последовательного соединения с использованием номинального выходного тока драйвера (рис. 2, а, б) или соединения светодиодов в двух параллельных цепях по 10 светодиодов в каждой с током, протекающим по каждой из них, равным 350 мА, что составляет половину выходного тока драйвера - 700 мА (рис. 2, в).

Конструктивно модули драйверов серии RCD-24 выполнены в миниатюрных корпусах, имеющих модификации: для установки их в отверстия печатной платы или пайки проводных выводов на ее поверхность (с суффиксом W в обозначении - опционно).

Драйверы с выводами, выполненными проводами, имеют три версии исполнения: с четырьмя выводами без возможности управления выходным током (/W) и с пятью выводами с аналоговым (/W/X1) или ШИМ-управлением (/W/X2). Маркировка выводов выполнена цветом провода: 1 - красный - Uвх, 4 - черный - общий, 5 - коричневый - -Uвых - катод светодиода, 6 - желтый - +вых - анод светодиода; 2 - зеленый - аналоговое управление, 3 - голубой - ШИМ-управление, причем вывод 2 является пятым в версии с суффиксом /W/X1 в обозначении, а вывод 3 - пятым в версии с суффиксом /W/X2.

Дистанционное включение/выключение модулей выполняется командами TTL-уровня: вкл. «0» (0...0,6 В для токов нагрузки 300...700 мА; 0...0,8 В для токов 1000 и 1200 мА); выкл. «1» - в режиме ожидания (0,6...2,9 В для токов нагрузки 300...700 мА; 1,4...2,2 В для токов 1000 и 1200 мА) или полного выключения (2,9...6 В - для токов нагрузки 300...700 мА; 2,2...15 В для токов 1000 и 1200 мА).

В таблицах 1, 2 приведены основные параметры драйверов серии RCD-24.

Таблица 1. Основные параметры драйверов серии RCD-24

Тип*	Диапазон входного напряжения, В	Выходной ток, мА	Выходное напряжение, В	Управление	КПД, %
RCD-24-0,30	4,5...36	0...300	2...34	ШИМ+аналоговое	до 96
RCD-24-0,35		0...350
RCD-24-0,50		0...500
RCD-24-0,60		0...600
RCD-24-0,70		0...700
RCD-24-1,00		0...1000
RCD-24-1,00		0...1200
* Опционно выпускаются модули с выводами в виде проводов – с суффиксом /W в обозначении

Таблица 2. Основные технические характеристики драйверов серии RCD-24

Наименование параметра			Значение
Наименование параметра			мин.	типов.	макс.
Вход
Входное напряжение, В			4,5	24	36
Рекомендуемые входные напряжения, В			5,0	24	36
Выход
Выходное напряжение, В (при Uвх. = 36 В)			2	28	32
Диапазон выходного тока, мА (при Uвх.-Uвых.>1,3 В)			300...1200
Погрешность установки выходного тока, %, при:	I вых 300...1000 мА		–	±2	–
Погрешность установки выходного тока, %, при:	I вых 1200 мА		–	±3	–
Рассеиваемая мощность, мВт (при нагрузке на 5 светодиодов)			–	–	800
Нестабильность выходного тока, % (при Uвх = 36 В и нагрузке на 1...9 светодиодов)			–	–	±1
Уровень выходных шумов и пульсаций, (п-п), мВ (в полосе 20 МГц при Uвх = 36 В, нагрузке на 1...9 с/диодов)		300...1000 мА	–	–	120
		1200 мА			200
Температурный коэффициент напряжения, %/°С (в диапазоне -40...85°С)			–	–	±0,015
Емкость нагрузки, мкФ			–	–	100
Частота преобразования, кГц		300...1000 мА	210	260	300
Частота преобразования, кГц		1200 мА	350	450	550
КПД, % (при полной нагрузке)			–	–	96
Защита от КЗ (с автоматическим восстановлением)			+
Наработка до отказа			*
Диапазон температур, °С	рабочих	300/350 мА	-40	25	85
		500 мА			80
		600 мА			75
		700/1000 мА			71
		1200 мА			65
	хранения		-55	–	125
Температура корпуса, °С			–	–	100
Тепловое сопротивление, °С/Вт (при естественной конвекции)			55
Габаритные размеры, мм			22,1х12,6х8,5
Масса, г			4,5
ШИМ-управление Iвых и вкл/выкл**
Дистанционное управление Iвых, В	включен – «0»	300...700 мА	открытый вход или 0<Uупр<0,6
	включен – «0»	1000, 1200 мА	0<Uупр<0,8
	выключен – «1», режим ожидания	300...700 мА	0,6<Uупр<2,9
	выключен – «1», режим ожидания	1000, 1200 мА	1,4<Uупр<2,2
	выключен полностью – «1»	300...700 мА	2,9<Uупр<6,0
	выключен полностью – «1»	1000, 1200 мА	2,2<Uупр<15,0
Частота сигнала управления, Гц (в пределах 10...90% I вых)			–	20...200	2000
Управление Iвых аналоговым напряжением
Диапазон напряжения управления, В			-0,3	–	15
Граничные значения напряжения управления, В (см. рис.1)	полностью включен		0,13±50 мВ
Граничные значения напряжения управления, В (см. рис.1)	полностью выключен		4,5±50 мВ
* Для RCD-24-0,70 при Uвх.номин, 100% Iнагр, 25°С – 605 тыс.ч., а в соответствии с требованиями стандарта MIL-HDBK 217F при 71°С – 516 тыс. ч. ** Если вход управления не используется, он остается открытым

Описываемые драйверы светодиодов отличаются не только высоким КПД, что иллюстрирует рис. 3, но и высокой стабильностью выходного тока, что подтверждают графики рис. 4, и широким диапазоном рабочих температур, показанным на рис. 5 для каждого типа драйверов этой серии.

Рис. 3. Зависимости КПД драйверов от выходного тока и числа включенных последовательно светодиодов

Рис. 4. Зависимости погрешности выходного тока драйверов от выходного тока и числа включенных последовательно светодиодов

Рис. 5. Графики зависимости диапазона рабочих температур драйверов серии RCD-24 от выходного тока

Для обеспечения соответствия драйверов серии RCD-24 требованиям стандарта EN55022, класс В по уровню излучений рекомендуется подключать к ним элементы фильтрации, как показано на рис. 6.