elektrOnline - cimlap távjavítás aprók webáruház

FAQ - Portálunk szolgáltatásairól



Híreink:

HAM infok:

Szakmai hírek:

SOS electronic cikkek:

Portálunkról:

Google


a teljes weben
az elektronline oldalain
 
2014-12-19
Váltakozó áramú (AC) alkalmazásokban lévő, világítási célú LED diódák táplálása soros, lineáris áramerősség szabályzóval

CL8800-as integrált áramkör a Microchip (Supertex) cégtől



A világítástechnikai piacot szemlélve manapság egyre jobban megfigyelhető, hogy a hagyományos izzókat és fénycsöveket hatékony LED diódákon alapuló megoldásokkal helyettesítik. Ennek a folyamatnak kedvez a folyamatos műszaki fejlődés, valamint a nagy hatékonyságú, energiatakarékos fényforrások alkalmazását szorgalmazó jogi szabályozás is. Tisztában kell lennünk ugyanis azzal, hogy egy hagyományos izzó az általa leadott energiának csak alig 8%-át alakítja át hasznos, látható fénnyé. Az energia 71%-a számunkra kedvezőtlen infravörös sugárzássá konvertálódik, a hőfejlődéssel járó jelenségek pedig 19%-ot emésztenek föl. Ezzel szemben, egy LED dióda esetében a leadott energia 35%-a (vagyis több mint négyszerese) alakul át látható fénnyé. Az energia fennmaradó része hőveszteséget képez (itt nincs infravörös sugárzás). Ebből következően a világítási rendszer tervezőjének a legnagyobb kihívást főként a megfelelő és hatékony hőelvezetés valamint az optimális tápfeszültség-ellátás áramköreinek megtervezése jelenti.


LED dióda egy olyan elem, amelynek állandó erősségű áramra van szüksége a stabil fénysugár biztosításához. A fényerősség változtatása az impulzusszélességi modulációs (PWM) tényező szabályozásával történik. Ebből következik, hogy a jó minőségű tápegységekben viszonylag drága – feszültséget csökkentő - impulzus konverterek dominálnak (topologia buck).
Egy ilyen megoldás elvi sémáját szemlélteti az 1. ábra.



Sajnos, az ilyen tápellátó áramkörök helyes funkcionálásának időtartamát a bennük (szűrési céllal) alkalmazott elektrolit-kondenzátorok limitált tartóssága korlátozza. Az ugyanebből a szűrési célból szükségszerűen jelenlévő indukciós elemek (tekercsek) szintén okoznak némi korlátozást, de legalábbis meghiúsítják a tápegység kívánt szintű miniatürizálását.


A szerényebb költségű fénytechnikai applikációk többsége sok darab kicsi méretű LED-ből áll, és ezeket egyszerűbb áramszabályozási módszer jellemzi. Vezérlési módjukat tekintve ezek a kisfeszültségű diódák nagyobb toleranciával bírnak, mint az egyenkénti, nagy fényerejű LED-ek. Ezt a tényt a LED izzók gyártói ki is használják a tápáramkör maximális leegyszerűsítése érdekében oly módon, hogy a tápegységet gyakorlatilag az áramforráshoz helyezik el, ahol a szabályozó elem egy, a fogyasztóhoz sorosan kötött ellenállás. Váltakozó áramú hálózatban üzemelő fénytechnikai alkalmazásoknál sajnos fennmarad a stroboszkóp effektus problematikája (LED-ek villogása a tápfeszültség frekvenciájával), ami csapnivaló fényminőséget okoz és energetikailag is alig hatékony (a teljesítmény elvész a soros ellenálláson). Általánosságban elmondható, hogy a soros áramerőség-szabályozók jól megfelelnek kisfeszültségű világítási alkalmazásokban állandó áramerősségű táplálás esetén, mert szerény hatékonyságukat nagymértékben rekompenzálják a kicsi méretek és a szerkezetek egyszerűsége. Ennek ellenére tudjuk, hogy létezik módszer ehhez hasonló megoldásra váltakozó áramú hálózatból közvetlenül táplált alkalmazások esetén is.


Az ötlet alapelve a következő: Elfogadva, hogy az effektív feszültségesés értéke egy szimpla LED-en kb. 3,1V, képzeljük el, hogy egy sorosan kötött LED diódaláncot (pl. 100 db-osat) szakaszokra osztunk. Kiegyenlített hálózati feszültséggel rendelkezve ezek úgy működnek, hogy egy adott időpillanatban ezekből közelítőleg annyi világít, amennyire a hálózati effektív feszültség pillanatnyi értéke elegendő. Például, ha ennek a feszültségnek az értéke eléri a 125V-ot, akkor 40 db LED (125/3,1) fog világítani, a 310V-os csúcsértéknél pedig már 100 db. Ezt követően a tápfeszültség effektív értékének csökkenésével együtt a diódák sorban kialszanak, majd a ciklus indul elölről. Ebben az esetben a soros szabályozón fellépő teljesítményveszteségek nem nagyok, ami magas szintű energetikai hatásfokot eredményez (elméletileg 90%-ig is terjedhet), és a stroboszkóp effektus is jelentéktelen.


Ezt az elvet hasznosítja a 2. ábrán bemutatott CL8800-as szekvenciális, lineáris áramszabályzó a Microchip cégtől.




2. ábra: CL8800 áramkör egyszerűsített folyamatábrája

Kifejezetten 230V-os, 50Hz frekvenciájú váltakozó áramú hálózatra tervezték és használatával a LED diódalánc 6 szakaszra osztható. Van tehát áramkörbe implementált 6 db áramszabályzónk, melyből mindegyik más tápfeszültség tartományban kapcsolódik be. Az első (TAP1) akkor, amikor a tápfeszültség értéke meghaladja a hozzátartozó LED-ek összesített átvezetési feszültség értékét. Amikor a tápfeszültség értéke annyira megnövekedik, hogy elegendő lesz a következő diódaszakasz „begyújtására”, akkor a TAP1 szabályzó kikapcsolódik, és az összekötött 1. és 2. szakasz vezérlését átveszi a TAP2 szabályzó, amely ezen kívül az üzemi áramerősséget is megnöveli. A tápfeszültség további növekedésével bekapcsolódnak a sorban következő szabályzók, az előttük lévők pedig kikapcsolódnak, vagyis a tápfeszültség emelkedésével nő a láncot képező, egyidejűleg világító LED-ek száma. Mindegyik szabályzó független áramszabályzóval rendelkezi (TAP1: 60mA-től; TAP3-TAP6:115 mA-ig). Az áramerősség értékéről egy megfelelő értékű Rset. ellenállás dönt. Ez a jellemző teszi lehetővé az egész áramkör feszültség-áram karakterisztikájának megformálását – 3. ábra – aminek révén csökkenthetőek az áramköri teljesítmény-veszteségek.




3. ábra: LED diódalánc áramerősség változása

A CL8800-as szabályzó 13W-ot elérő teljesítmény leadására képes (hűtőborda alkalmazásával). Az áramkör hatásfoka eléri a 85%-ot. Maga a CL8800-as áramkör egy kisméretű QFN33 tokozásban van elhelyezve. A bemutatott tápegység legnagyobb alkatrésze a zavarszűrő (ami nincs befolyással az elektrolit kondenzátorok működési idejére). A gyártó javasolja, hogy alkalmazzanak hozzá varisztorokat vagy védődiódákat a potenciális túlfeszültségek kisimítására. További külső, RC részegységek alkalmazásával a CL8800 fényerősség szabályzóként együtt tud működni hagyományos, triak alapú, integrált elsötétítő egységekkel (phase dimming). Ezen túlmenően a CL8800-as soros szabályzó tökéletes egység olyan tervezők számára, akik a hagyományos fényforrásokat (izzók, fénycsövek) LED alapú, energiatakarékos megoldásokkal kívánják kiváltani. Az egység helyes működéséhez szükséges külső komponensek minimális mennyisége miatt rendkívül kedvező megoldást jelent úgy költségek, mint hatékonyság szempontjából.


A Microchip (Supertex) itt ismertetett, valamint további termékeit megtalálják a cég hivatalos forgalmazójánál, a TME Kft-nél.


Paweł Sióda okl. mérnök - TME

Kapcsolódó link
2014-12-09
GPS3 click, a mikroElektronika 100-ik click modulja
A mikroElektronika 2011. augusztus 18-án jelentette be első click modulját EasyGPS click néven. A megjelenés óta eltelt bő 3 év alatt további 99 különféle click modul készült el, melyek folyamatos népszerűségnek örvendenek a felhasználók között. A GPS3 click névre keresztelt, jubileumi eszköz az elsőhöz hasonlóan szintén GPS támogatást élvez, de már a korszerű és költséghatékony Quectel L80 GPS modullal.
Kapcsolódó link
2014-11-27
Új, PIC32MZ MCU-család kiemelkedő teljesítménnyel
Az új eszközök kategóriájukban kiemelkedő teljesítményt nyújtanak a 330 DMIPS és 3,28 CoreMarks/MHz értékekkel. Az akár 2 MiB méretű dual-panel, live-update Flash-programmemória, az 512 KiB RAM adatmemória és az olyan kommunikációs perifériák, mint a 10/100 Ethernet MAC, hi-speed USB MAC/PHY (elsőként a PIC eszközök között) és a két CAN port a mai alkalmazások igényeit is kielégíti.



A PIC32MZ-család kód­sűrűség tekintetében is vezető pozíciót tölt be kategóriájában, mivel 30%-kal jobb a versenytársaknál, ahogy a 500 kminta/s sebességű A/D konvertere is az egyik legjobb teljesítményt nyújtja a 32 bites processzorok között. A nagyfokú integráltságot tovább növelve, egy teljes értékű hardveres kriptográfiai modul és véletlenszám-generátor is helyet kapott az eszközökben, mellyel nagy mennyiségű adatkódolási/dekódolási, valamint AES, 3DES, SHA, MD5 és HMAC algoritmusokon alapuló hitelesítési feladatok is elláthatók. A Microchip első SQI interfészét is ebben a családban találjuk meg, ahogy a soros csatornák számát tekintve is vezető a PIC32 eszközök között.

A PIC32MZ-család a nagyfokú, fejlett perifériaintegráció mellett 3×-os teljesítmény- és 4×-es memóriakapacitás-növekedést kínál az előző generációs PIC32MX-családhoz képest. Számos be­ágyazott alkalmazás egyre nagyobb felbontású grafikus kijelzőt alkalmaz, és a PIC32MZ-sorozat akár WQVGA kijelzőket is képes meghajtani külső grafikus áramkör nélkül is. A streaming és digitális audio­alkalmazások kihasználhatják az eszköz 159 DSP-utasítását, nagy memóriáját és az olyan perifériáit, mint például az I2S.

A terepi firmverfrissítések megvalósítása egyre nagyobb kihívást jelent a tervezőmérnököknek és a menedzsereknek. A PIC32MZ 2 MiB méretű belső Flash-memóriájának a két független paneles elrendezése (dual panel) hibatűrő szoftverfrissítést tesz lehetővé az eszköz teljes sebességű működése közben is (live update).

A PIC32MZ a Microchip első mikrovezérlője, mely az Imagina­tion Technologies MIPS microAptiv magját implementálja, ami így a 159 új DSP-utasítással 75%-kal kevesebb órajelciklus alatt képes a DSP algoritmusok futtatására, mint az előd PIC32MX-család. Az új mag jellemzője a microMIPS® utasításkészlet-architektúra is, mely növeli a kódsűrűséget, miközben közel teljes sebességre képes, és javítja az utasítás- és datacache-működést.
Kapcsolódó link
2014-11-19
A Microchip bejelentette a költséghatékony és perifériában gazdag PIC32MX1/2/5 családját
Az új PIC32MX1/2/5 család olyan tulajdonságokkal büszkélkedhet, mint: SPI/I2S a digitális audio-hoz, nagy memória konfiguráció és 83 DMIPS teljesítmény Bluetooth audio és összetett vezérlési feladatokhoz, mTouch a kapacitív érintésérzékeléshez, 8 bit-es Parallel Master Port a grafika vagy külső memóriakezeléséhez, 10 bites, 1 Msps sebességű, 48 csatornás A/D konverter valamint CAN2.0B és USB2.0 Device/Host/OTG perifériák.

További infó:
Kapcsolódó link
   

Copyryght © 1999-2015 NEBET.HU Kft.