LEDドライバーと調光スイッチ

LED（発光ダイオード）は発光する半導体電子部品ですが、初期の頃は低輝度の赤色光しか発光できませんでした。技術革新により、今日の LED は可視光、赤外線、紫外線を発光することができ、輝度も大幅に向上しました。ただし、LED の PN 接合伝導特性によって、非常に狭い範囲の電源電圧と電流の変動に適応する能力が決まります。わずかなズレにより不点灯、発光効率の大幅な低下、寿命の低下、さらにはチップ焼損の原因となります。現在の電源や一般的なバッテリー電源はLEDに直接電力を供給するのには適しておらず、LEDドライバーはこの問題を解決します。 LED ドライバーは、LED を駆動して発光させたり、LED モジュール コンポーネントの正常な動作を確保したりする電力調整電子デバイスです。電圧または電流条件下で LED を安定して動作させることができます。

LED ドライバーには、リニア ドライブとスイッチ タイプ ドライブという 2 つの主な技術ソリューションがあり、それぞれに独自の長所と短所があり、さまざまなシナリオに適しています。スイッチ型ドライブは良好な電流制御精度と高い総合効率を実現でき、その応用方法は主に降圧型と昇圧型の2つに分類されます。降圧スイッチ ドライバは、電源電圧が LED 端子電圧よりも高い状況に適しており、昇圧スイッチ ドライバは、電源電圧が LED 端子電圧よりも低い状況に適しています。一般に、独立したドライバは安全性は高いですが、効率は比較的低くなります。非絶縁型ドライバーは効率が高くなりますが、安全性がわずかに低くなります。実際のアプリケーションでは、特定の要件に基づいて選択する必要があります。リニア駆動は、アプリケーションを駆動するためのより簡単かつ直接的な方法です。照明用白色LEDの応用では、回路が簡単でサイズが小さいため、効率が低く、調整が難しいなどの問題がありますが、特定の状況では依然として多くの用途があります。高力率 (PF) 効率の高いリニア LED 駆動技術が成熟するにつれて、リニア駆動の性能も常に向上しています。

調光技術により、ユーザーはニーズや環境に応じて照明の明るさを調整し、適切な雰囲気を作り出し、エネルギーを大幅に節約できます。 LED 調光には、アナログ調光と PWM (パルス幅変調) 調光の 2 つの主な方法があります。 PWM 調光は、パルス信号のデューティ サイクルを調整することで LED の平均電流を制御し、それによって明るさを変更します。 HX3143 ドライバは、100Hz ～ 50kHz の PWM 調光周波数をサポートし、デューティ サイクルは 0% ～ 100% で調整できます。この方法の利点は、高い調光効率で LED の平均電流を正確に制御できることです。効率的な駆動を維持しながら、安定した色出力を提供し、色温度のドリフトを回避できます。ただし、PWM 調光には欠点もあります。調光中に可聴ノイズが発生しやすいということです。アナログ調光は、調光用の制御ピンに調整可能な DC 電圧を追加することによって実現されます。この方法は単純で周辺コストも比較的低いですが、一定の色温度を必要とする用途には適していません。

LED 調光は、いくつかの特有の課題に直面しています。 LED の負荷電流は比較的小さいため、通常の 3 端子双方向サイリスタ スイッチでは、電流特性を遮断して維持することが困難になる場合があります。家庭用照明で使用される LED ランプの電力は 7.5W (A19 電球 -450 ルーメンなど) 以上ですが、定常電流は白熱ランプよりもはるかに低く、各 AC 電圧半サイクルの開始時に電流ピークが発生します (最大 6 ～ 8A ピーク、定常電流は 100mA 未満)。これらの課題に対応する革新的なソリューションが次々と登場しています。広い調光範囲のLED調光ドライバ回路は、マイクロプロセッサ制御の定電流回路と電流整形回路を使用して、調光輝度をプリセット輝度範囲とプリセット輝度範囲以下の2つの部分に分割して組み合わせて制御します。この設計により、従来の輝度範囲の下限を拡大し、輝度調整時のリップルの限界を解決し、LEDのより広い輝度範囲の調整を実現しました。調光時のライトの点滅の問題を解決する特許技術もあります。独自の調光制御回路を使用することにより、調整ユニットは、基準電圧が DC 調光電圧よりも低い場合に、基準電圧の電圧値をプルダウンすることができます。これにより、調光オン時と比べて調光オフ時に必要なDC調光電圧が低くなり、調光オンとオフの間の遅延が実現し、点滅の問題が解決されます。