Automotive LED Lighting Driver Explanation

TDK ने वाहन एलईडी लाइटिंग में इंडक्टर्स के उपयोग पर एक एप्लिकेशन नोट तैयार किया है।ऑटो के विद्युतीकरण की प्रगति के साथ बिजली की खपत नियंत्रण अधिक महत्वपूर्ण होता जा रहा है। एलईडी लाइटिंग टेक्नोलॉजी का उपयोग करके डिजाइनिंग बिजली के उपयोग को बचाता है, जीवनकाल को बढ़ाता है, और डिजाइन स्वतंत्रता और नियंत्रण प्रदान करता है। यह वर्तमान में हेडलाइट्स और आंतरिक प्रकाश व्यवस्था जैसे विभिन्न ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में कार्यरत है। TDK समूह एलईडी ड्राइवरों में उपयोग के लिए विभिन्न प्रकार के पावर इंडक्टर्स प्रदान करता है, जिसमें स्टेप-अप, स्टेप-डाउन और स्टेप-अप / स्टेप-डाउन कॉन्फ़िगरेशन शामिल हैं।

एलईडी ड्राइवरों में उपयोग किए जाने वाले मुख्य सर्किट प्रकार

एल ई डी को कार्य करने के लिए निरंतर-वर्तमान सर्किट की आवश्यकता होती है। परिवर्तनीय बैटरी शक्ति से स्थिर विद्युत शक्ति की आपूर्ति के लिए, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है। एलईडी और उपयोग की जाने वाली प्रणाली की संख्या के आधार पर, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स (एलईडी ड्राइवर) को स्टेप-अप प्रकार, स्टेप-डाउन प्रकार, या स्टेप-अप / स्टेप-डाउन प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। एक स्टेप-डाउन प्रकार कनवर्टर नियोजित किया जाएगा यदि बैटरी वोल्टेज लगभग 6 वी तक गिर गया और एक सामान्य सफेद एलईडी के लिए सामान्य आगे वोल्टेज केवल 3.5 वी था। एक स्टेप-अप/स्टेप-डाउन प्रकार का उपयोग तब किया जाता है जब दो से चार एलईडी होते हैं श्रृंखला में जुड़ा हुआ है।

श्रृंखला में पांच या अधिक एल ई डी जुड़े होने पर एक स्टेप-अप प्रकार की आवश्यकता होती है। इन सर्किटों को तब कई कार्यों के साथ एक सिस्टम में संयोजन के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे हेडलाइट्स, दिन के समय चलने वाली रोशनी और टर्न सिग्नल।

उच्च प्रदर्शन के लिए एलईडी हेडलाइट्स की सर्किट के प्रकार

रोशनी की सीमा को समायोजित करने और चमक को बदलने के लिए, उच्च-प्रदर्शन एलईडी हेडलाइट्स आमतौर पर चर प्रकाश वितरण कार्यों का उपयोग करते हैं।चमक और रोशनी की सीमा को बदलने के लिए कई एल ई डी का उपयोग किया जाता है। फिर प्रत्येक एलईडी की चमक को समायोजित करके रोशनी की चमक और सीमा को संशोधित किया जाता है। एक बुनियादी सर्किट संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। बैटरी वोल्टेज को लगभग 40-60V तक बढ़ाया जाता है, और एक Buck कनवर्टर का उपयोग करके एलईडी को करंट की आपूर्ति की जाती है।

Buck कनवर्टर के पीछे, कई एलईडी श्रृंखला(Series) और समानांतर में जुड़े हुए हैं (चित्र 2)। चमक को बदलने के लिए, प्रत्येक एलईडी में प्रवाहित होने वाली धारा को अलग से नियंत्रित किया जाता है, और चरम स्थितियों में, केवल एक एलईडी जलाई जाती है और Buck कनवर्टर के आउटपुट इंडक्शन को 60v के करीब वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है। नतीजतन, इस एप्लिकेशन में उपयोग के लिए एक बड़ा तुलनीय अधिष्ठापन (उदाहरण के लिए, 100H) चुना जाता है।

लाइटिंग रेंज को तुरंत बदलने के लिए, फ्रंट एंड में बूस्ट कन्वर्टर के साथ उपयोग किए जाने वाले स्मूथिंग कैपेसिटर को अचानक बदलाव के खिलाफ करंट को बनाए रखना।100V के एक सहनशील वोल्टेज पर, इस स्मूथिंग कैपेसिटर के लिए आवश्यक कैपेसिटेंस रेंज आमतौर पर 1uF से 10uF  है।

एलईडी हेडलाइट्स के लिए ड्राइव सर्किट

सिंगल लाइट टाइप के लिए सिंगल कन्वर्टर और स्टेप-अप/स्टेप-डाउन या स्टेप-अप टाइप ड्राइवर का इस्तेमाल किया जाता है। उनका उपयोग सिंगल-फ़ंक्शन कार बाहरी रोशनी, आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, इंफोटेनमेंट सिस्टम और अन्य अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। मल्टी-बीम प्रकार दो कन्वर्टर्स को नियोजित करते हैं, एक फ्रंट एंड में और एक रियर एंड में, एक स्टेप-अप सर्किट फ्रंट एंड में और एक स्टेप-डाउन सर्किट या बैक एंड में निरंतर करंट सर्किट। हेडलाइट्स के मामले में, इस संरचना का उपयोग वाहन बाहरी प्रकाश व्यवस्था के लिए उच्च और निम्न बीम के बीच संक्रमण के लिए किया जाता है। डे टाइम रनिंग लाइट (डीआरएल) भी लगाई जा सकती है। अनुकूली फ्रंट लाइटिंग सिस्टम दो कन्वर्टर्स का भी उपयोग करते हैं, एक फ्रंट एंड में और एक रियर एंड में, एक स्टेप-अप सर्किट फ्रंट एंड में और एक स्टेप-डाउन सर्किट या बैक एंड में निरंतर चालू सर्किट।उनका उपयोग एलईडी हेडलैम्प सिस्टम जैसे प्राथमिक हेडलाइट्स, डीआरएल, और टर्न सिग्नल लाइट, अन्य चीजों के साथ किया जाता है।

बूस्ट कन्वर्टर सर्किट का उदाहरण

सिंगल बल्ब टाइप एलईडी हेडलाइट ऑपरेशन सीधे हैं और उच्च और निम्न बीम के बीच स्विच करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इस परिदृश्य में, एक स्टेप-अप (बूस्ट) कनवर्टर को 15 से 30 W पर रेट किया गया है। एक विशिष्ट सर्किट संरचना नीचे दी गई है। आउटपुट वोल्टेज श्रृंखला में जुड़े एल ई डी की संख्या से नियंत्रित होता है और 20 वी से 30 वी रेंज में होता है। स्टेप-अप सर्किट के मामले में, स्टेप-डाउन सर्किट की तुलना में स्विचिंग लॉस अधिक होता है, और फ़्रीक्वेंसी को बढ़ाना मुश्किल होता है। सबसे लगातार आवृत्ति रेंज 200 से 400 kHz है।

LED और कॉम्पैक्ट लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए एलईडी (low power)

लगातार चालू या स्टेप-अप / स्टेप-डाउन सर्किट का उपयोग अपेक्षाकृत कम शक्ति वाले सिस्टम में किया जाता है, जैसे कि डीआरएल, आंतरिक रोशनी, रियर लाइटिंग और टर्न सिग्नल लाइट। एलईडी सर्किट में स्टेप-अप / स्टेप-डाउन सर्किट में SEPIC सर्किट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

चित्र 4 SEPIC सर्किट का एक उदाहरण है। दो इंडक्टर्स (L1 और L2) और एक DC कट कैपेसिटर (C1) हैं। आउटपुट को पारंपरिक स्टेप-अप / स्टेप-डाउन कनवर्टर के समान ही विनियमित किया जाता है और नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है। एक विशिष्ट स्टेप-अप/स्टेप-डाउन कनवर्टर (सर्किट बी) के इनपुट और आउटपुट ध्रुवीयताएं उलट जाती हैं, जबकि एक एसईपीआईसी सर्किट की ध्रुवीयताएं समान होती हैं।

V0=Vin D/(1-D) (D:duty)

VC1=Vin

VL2=VL1

IL2ave=IL1ave(1-D)/D

L1 और L2 (VL1 और VL2) को आपूर्ति किए गए वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से उपरोक्त संबंध सूत्र के आधार पर समान हैं, और 1:1 घुमावदार अनुपात (सर्किट C) के साथ एक संयोजन दोहरी कुंडल का उपयोग किया जा सकता है। जब एक ट्विन कॉइल लगाया जाता है, तो कोर पर लोड सिंगल कॉइल से दोगुना होता है, जिससे कम कोर लॉस और उच्च डीसी सुपरपोजिशन के साथ एक प्रारंभ करनेवाला के उपयोग की आवश्यकता होती है। TDK इंडक्टर्स का B82477D* परिवार उपयुक्त है। ये उपकरण DR कोर और थर्मल जनरेशन कंट्रोल में कम-नुकसान वाली सामग्री का उपयोग करते हैं।