Світлодіодна матриця, її особливості та спосіб управління

Світлодіодні матриці представляють собою технологічне об’єднання на одній підкладці кількох світловипромінюючих напівпровідникових кристалів, із загальною заливанням сумішшю люмінофора і силікону.

Поява LED-матриць пов’язане з розробкою технології COB (Chip-on-Board), що дослівно перекладається як «чіп на платі». Ця технологія прийшла на зміну SMD світлодіодів, відрізняється високим ступенем автоматизації виробництва і привела до істотного зниження цін на світлодіодні світильники і прожектори.

Види і області застосування

Зберігаючи єдиний принцип розміщення світлодіодних кристалів на теплопроводящей підкладці, світлодіодні матриці істотно відрізняються за кількістю кристалів на одній підставі і способам їх з’єднання між собою.

Кількість кристалів на одній підкладці визначає підсумкову потужність матриці, яка може досягати сотень ват на один виріб. Потужні матричні джерела світла добре зарекомендували себе в прожекторах і світильниках для вуличного освітлення. Спосіб з’єднання кристалів між собою визначає можливості управління світінням окремих кристалів і параметри блоку живлення для матриці. Послідовно-паралельна структура внутрішніх з’єднань дає можливість знизити струм і збільшити величину напруги живлення, що знаходить своє відображення в характеристиках матричних виробів.

Ще однією особливістю внутрішніх з’єднань кристалів між собою з зовнішніми висновками виступає можливість використання світлодіодних матричних структур в інформаційних табло і в графічних або символьних екранах. Такі LED-матриці знаходять своє застосування в контрольно-вимірювальної апаратури і всіляких інсталяціях рекламного характеру.

У застарілих моделях, для інформаційних табло, графічних або символьних екранів, світлодіодні матриці конструювалися на основі DIP або SMD-світлодіодів.

Принципова схема

Як зазначалося вище, послідовно-паралельна схема з’єднання світлодіодних кристалів між собою визначає вимоги до джерела живлення матриці. Чим вище напруги живлення, тим більше світлодіодів об’єднані в послідовні ланцюга. Така особливість знижує вимоги до вихідних струмів драйверів, але в разі виходу з ладу одного кристала в послідовному ланцюзі, перестає випромінювати світло весь ланцюжок. Струм перерозподіляється на робочі LED-чіпи, тим самим прискорюючи їх деградацію і серйозно зменшуючи термін служби світлодіодної матриці в цілому.

Для вирішення проблеми, деякі виробники з’єднують все світлодіодні чіпи всередині матриці одночасно послідовно і паралельно. Така особливість значно зменшує можливість виходу з ладу LED-матриці внаслідок перегоряння одного чіпа. Паралельне з’єднання світлодіодів між собою в межах однієї матричної структури вимагає великих вихідних струмів драйвера, але загальна випромінює здатність практично не страждає від виходу з ладу одного або двох кристалів. Матриці для світлодіодних табло мають в своєму складі складну систему внутрішньої комутації, що визначається вимогами управління кожним світлодіодом окремо. Для управління такими LED-матрицями створені спеціальні інтегральні процесори і мікросхеми.

підключення

У схемах підключення світлодіодних матриць визначальними факторами їх надійності виступають дві основні речі – достатня площа радіатора для відводу тепла і стабілізація живлять струмів. Обидва ці фактори безпосередньо пов’язані з посиленою деградацією напівпровідникових кристалів при перевищенні їх температур вище максимально допустимої.

До підвищення температури кристала призводить, як недостатня площа радіатора охолодження, так і занадто високий проходить струм.

Робочі величини постійного струму вказуються в параметрах світлодіодних матриць, а для орієнтовного вибору площі радіатора можна використовувати цифру 20-25 см² на 1 Вт потужності матриці. При це слід враховувати, що така площа необхідна при температурах навколишнього повітря до 35 ° С. При більш високих температурах робочу площу радіатора слід збільшити або доповнити активним охолодженням.

При виборі світлодіодних матриць з вбудованим драйвером і живленням від мережі 220 В необхідно врахувати, що такі джерела світла не підходять для освітлення місць постійного перебування людини.

Відсутність в схемі драйвера з живленням від мережі 220 вольт електролітичних конденсаторів великої ємності визначає високий коефіцієнт пульсації випромінюваного світла, шкідливий вплив якого на здоров’я людини доведено безліччю наукових досліджень.

висновок

Удосконалення параметрів світловипромінювальних світлодіодних кристалів веде до появи все більш потужних матричних структур, вихідна потужність яких вже досягла 300 більш Вт.

Така тенденція, в поєднанні з підвищенням питомої світлового потоку на 1 Вт потужності, що підводиться, визначає подальший розвиток світлодіодних матриць і їх випереджаючий розвиток на ринку освітлювальної техніки.

Ссылка на основную публикацию