Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Ngoài các yêu cầu chức năng trên, thì các yêu cầu phi chức năng cũng không kém phần quan trọng:

Ngoài các yêu cầu chức năng trên, thì các yêu cầu phi chức năng cũng không kém phần quan trọng:

Tải bản đầy đủ - 0trang

KHỐI ĐIỀU

KHIỂN



KHỐI LED



KHỐI HIỂN THỊ



KHỐI KIỂM

TRA



Hình 3.14 Sơ đồ khối của đèn đọc phim

Sau đây ta sẽ đi vào chi tiết từng khối của đèn đọc phim và đi vào thiết kế

của mỗi khối.

3.2.1 Khối nguồn của đèn đọc phim

Theo như yêu cầu chức năng của đèn đọc phim x-quang khi thiết kế thì phần

nguồn đầu vào của đèn sẽ sử dụng điện lưới 220v-50Hz, tuy nhiên để cấp nguồn

cho Led thanh thì ta phải sử dụng nguồn có điện áp đầu ra là 12V thì đèn mới có thể

sử dụng được. Vì vậy ở đây em sử dụng bộ nguồn chuyển đổi 220v- 12Vdc để cung

cấp nguồn cho Led Driver ni Led trong mạch



31



Hình 3.15 Khối nguồn 12V-10A

Khối nguồn chuyển đổi từ điện áp 220V sang 12V là bộ nguồn 12V-10A để

đảm bảo cung cấp đủ công suất cho Led thanh hoạt động ổn định và hoạt động công

suất tối đa.

3.2.2 Khối Điều Khiển

a) Giới thiệu

Khối điều khiển (hay còn gọi là trình điều khiển LED) là một nguồn điện khép

kín để kiểm sốt dòng điện và điện áp cung cấp cho đèn LED.

Ngay cả trong các thiết bị LED, nhiệt độ vẫn là yếu tố lớn nhất trong việc giảm

ánh sáng và thay đổi màu sắc. Chính vì lí do này mà nhiều nhà sản xuất đã giảm chất

lượng ánh sáng đầu ra của đèn LED của họ để giảm lượng nhiệt phát sinh. Khối điều

khiển led là một trong những giải pháp để giải quyết vấn đề này.

Khối điều khiển led cung cấp khả năng tự động theo dõi và điều chỉnh dòng điện

đầu vào để duy trì đúng mức điện áp của đèn LED bất kể điện áp đầu vào. Điều này

không chỉ làm giảm sự tiêu hao năng lượng, làm giảm hiệu quả nhiệt độ hoạt động

của thiết bị, đồng thời cũng giúp ngăn ngừa hiện tượng quá tải điện áp và chập mạch

làm cho đèn ít gặp hơn các vấn đề về bảo dưỡng.



32



b) Thiết kế bộ điều khiển Led sử dụng IC XL4016



Hình 3.16 IC XL4016

 Mô tả chung về XL4016

XL4016 hoạt động ở tần số chuyển mạch cố định 180KHz ứng dụng trong

mạch buck DC/DC converter, có thể hoạt động ổn định khi dòng của tải cao lên tới

8A với hiệu suất cao và đầu ra ổn định. Yêu cầu ít các linh kiện ghép nối từ bên

ngoài, bộ điều chỉnh rất dễ sử dụng và bao gồm sự bù tần số từ bên trong và một bộ

dao động với tần số cố định. Mạch điều khiển PWM có thể điều chỉnh được chu kỳ

nhiệm vụ từ 0 – 100% một cách tuyến tính. Một chức năng bảo vệ q dòng được

xây dựng bên trong và khi chức năng bảo vệ ngắn mạch xảy ra, tần số chuyển mạch

sẽ giảm từ 180KHz xuống 48KHz.

 Các đặc tính cơ bản của XL4016

 Dải điện áp đầu vào cho phép là 8V – 40Vdc

 Dải điện áp đầu ra điều chỉnh được từ 1.25V – 36Vdc

 Chu kì nhiệm vụ tối đa 100%

 Mức điều chỉnh đầu ra nhỏ nhất 0.3V

 Tần số chuyển mạch là 180KHz

 Hoạt động ổn định với dòng đầu ra cao 8A

 Sử dụng MOSFET để đóng cắt bên trong

 Hiệu suất cao lên tới 96%

 Xây dựng chức năng tắt khi quá nhiệt

 Xây dựng chức năng giới hạn dòng

 Xây dựng chức năng bảo vệ ngắn mạch đầu ra

 Xây dựng chức năng bảo vệ quá áp đầu vào

33



Hình 3.17 Sơ đồ chân XL4016

Số chân



Tên chân



Chức năng



1



GND



Chân nối đất



2



FB



Thông qua bộ phân áp bằng điện trở bên ngồi, chân FB

có tác dụng phản hồi điện áp đầu ra để đưa về các bộ so

sánh bên trong để từ đó đưa ra sự điều chỉnh điện áp tại

đầu ra ở chân SW. Ngưỡng điện áp feedback là 1.25V



3



SW



Chân SW là chân điện áp ra cung cấp cho mạch



4



VC



Chân VC được nối với chân VIN qua tụ điện 1uf tạo ra

một nguồn điện áp điều chỉnh bên trong



5



VIN



Chân VIN cung cấp điện áp đầu vào cho IC, XL4016

hoạt động với dãy điện áp đầu vào từ 8 - 40Vdc

Bảng 3.8 Chức năng các chân XL4016



34



Hình 3.18 Sơ đồ khối chức năng XL4016



Hình 3.19 Mạch ứng dụng XL4016 điển hình (VIN = 8V ~ 40V, VOUT = 5V / 8A)



35



 Sơ đồ nguyên lý mạch



Hình 3.20 Sơ đồ nguyên lý Led Driver

Khi điện áp đầu vào cố định nằm trong dải cho phép từ 8V – 40Vdc thì điện

áp đầu ra thay đổi được là nhờ sự thay đổi của điện trở R2. Khi điện trở R2 thay đổi

làm cho tín hiệu điện áp phản hồi về IC VFB thay đổi đưa vào các bộ so sánh và xử

lý bên trong IC điều khiển thời gian van MOSFET đóng mạch (on-time) t1 thay đổi

theo, dẫn tới chu kỳ nhiệm vụ (duty cycle) thay đổi theo. Điều này làm cho điện áp

đầu ra cũng được thay đổi:

*Vin

Từ đó điện áp đầu ra được tính bởi cơng thức: Vout = 1.25*(1+R2/R1)

Từ mạch nguyên lý trên, ta có thể dễ dàng thiết kế được một bộ Led Driver đơn

giản, ở đây tôi sử dụng module buck DC – DC XL4016 có sẵn:



36



(a) Module buck DC – DC XL4016



(b) Kích thước các linh kiện trong module



Hình 3.21 Module buck DC – DC XL4016

Các đặc tính cơ bản của Module buck DC – DC XL4016:













Điện áp đầu vào: DC 4V ~ 38V

Điện áp đầu ra: DC 1.25V ~ 36V

Hiện tại: 8A (trong thời gian dài: 5A)

Tần số chuyển đổi: 180KHz

Công suất tối đa: 200W

37



 Hiệu suất chuyển đổi: 94%

 Bảo vệ ngắn mạch

3.2.3 Khối Led

Trên thị trường hiện có rất nhiều loại đèn Led với các hãng sản xuất và chip

Led sử dụng khác nhau, vì vậy việc lựa chọn được loại đèn Led với tiêu chuẩn ánh

sáng, tuổi thọ cũng như giá thành hợp lý là hết sức quan trọng.

 SMD là viết tắt của Surface Mounted Device nghĩa là linh kiện gắn trên bề

mặt, là công nghệ mới nhất hiện nay. Loại chip này rất bền và thông dụng, được sử

dụng để tạo ra các loại đèn chiếu sáng dân dụng như: Đèn led âm trần, đèn tuyp led,

đèn led búp,…SMD là công nghệ mà mắt led được gắn trực tiếp vào bảng mạch

thay vì phải thực hiện thơng qua hai chân nhỏ của mỗi Diode như công nghệ DIP

truyền thống. Do cấu tạo kích thước của một chip led là rất nhỏ đồng nghĩa với việc

chip led SMD sẽ có khả năng tản nhiệt tốt và phân đều trên toàn bộ bề mặt đèn.

 Kích thước Led cơng nghệ SMD phổ biến nhất là 5050(5.0mm x 5.0mm),

2835 (2.8mm x 3.5mm), 5730(5.7mm x 3.0mm), 7020(7.0mm x 2.0mm) thông số

thể hiện cho chiều dài và chiều rộng của một chip Led. Từ đây, số lượng các chip

led này sẽ được gắn lên bảng mạch tùy theo cơng suất của bóng đèn Led.



Hình 3.22 Chip Led SMD

Chip Led được cấu tạo thành từ 4 thành phần chính dưới đây:

38



 Chip Led SMD: Chip Led SMD có hiệu suất phát quang lớn, tản nhiệt tốt bởi

loại này có áp dụng cơng nghệ FLIP- CHIP được ra đời trong những năm gần đây

bởi cấy GaAs trên chất nền trong suốt được gắn ngược LED chip khi đóng gói và

làm cho hiệu suất phát quang và tản nhiệt của chip led SMD được tăng lên nhiều

lần. Chính vì thế mà tuổi thọ của nó kéo dài lên đến 65.000 giờ. Sản phẩm được gắn

trên bề mặt khép kín với thiết kế riêng để hoạt động độc lập. Ngoài ra bạn có thể

cắm vào một thiết bị tương thích với dây dẫn kết nối trực tiếp vào bảng mạch in.

Chip Led SMD còn có khả năng đổi màu, giúp người sử dụng có thể ứng dụng đa

sắc và đẹp mắt nhất.

 Bảng mạch in: Đây là nơi chứa bo mạch của chip, nó có chức năng hỗ trợ và

kết nối các chip Led thông qua đường dây dẫn. Bảng mạch được làm từ nhiều tấm

đồng ép lên và phủ bằng chất liệu khơng dẫn điện nên có thể cách điện bên ngồi.

Bộ phận này còn giúp cho chip Led khơng bị rơi ra ngồi khi bị tác động ngoại lực.

 Keo tản nhiệt: Chất giúp nối kết và giảm tản nhiệt khi chip Led đang hoạt

động, nhờ đó mà chip có tuổi thọ cao hơn.

 Nhơm kỹ thuật: Thành phần được bọc ở cuối cùng của chip với chất liệu

nhơm kỹ thuật chất lượng cao khơng bị bào mòn cũng như bị bóp méo bởi ngoại

lực. Cũng như bảng mạch in, nhôm kỹ thuật giúp bảo vệ các thành phần khác được

an toàn.

Hiện nay chip Led SMD đang được nhiều người tin dùng bởi nhiều ưu điểm

nổi bật:

 Tuổi thọ cao, khả năng tản nhiệt tốt: cấu trúc của sản phẩm khá nhỏ nên có

khả năng tản nhiệt rất nhanh. Người sử dụng sẽ không phải bận tâm về tuổi thọ của

loại bóng này.

 Nhu cầu sử dụng năng lượng của chip LED tiết hơn hơn 70% cho với cơng

nghệ LED DIP trước đó.

 Hiệu suất phát quang lớn: Chip Led với chất lượng ánh sáng cao nên khả

năng phát quang cũng lớn. Ngồi ra sản phẩm còn có thể hoạt động trong thời gian

dài, ánh sáng chiếu ổn định khơng có hiện tượng nhấp nháy.

 Có khả năng đổi màu: Nếu như chip COB hay DIP chỉ có thể phát được ánh

sáng đơn sắc, thì với SMD có khả năng đổi màu rất tốt. Chính vì thế mà chúng ta rất

tiện lợi trong việc kết hợp màu, đồng thời tạo ra dòng đèn đổi màu như đàn âm

nước, đèn dưới hồ bơi.

39



Ở Việt Nam hiện có 4 loại Led thanh được sử dụng phổ biến của với công

nghệ SMD bao gồm SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730 và SMD 7020.



Hình 3.23 Led thanh SMD 5050



Hình 3.24 Led thanh SMD 2835



Hình 3.25 Led thanh SMD 5730



Hình 3.26 Led thanh SMD 7020



 So sánh về thông số kỹ thuật của các loại Led:



SMD 5050



SMD 2835



40



Chipled



Epistar Đài Loan



Công suất ( w)

Điện thế (v)



14W



Epistar Đài Loan



12W



DC 12V



DC 12V



15-17 Lm/Led



9-10 Lm/Led



Số lượng Led



72 led



120 led



Góc chiếu ( độ )



120°



120°



2700-6500K



8000-9000K



Trắng/ Vàng / Vàng ấm



Trắng



10 x 1000mm



4x 1000mm



aluminum



aluminum



>30.000 giờ



>50.000 giờ



60.000 đ



85.000 đ



Quang thông (Lm)



Nhiệt độ màu ( k)

Màu sắc

Kích thước

Vật liệu

Tuổi thọ ( giờ )

Giá cả



Bảng 3.9 So sánh chip led SMD 5050 và SMD 2835



Chipled

Công suất ( w)

Điện thế (v)

Quang thông (Lm)



SMD 5730



SMD 7020



Epistar Đài Loan



Chip led thường



18W



15W



DC 12V



DC 12V



20-22 Lm/Led



15 Lm/Led

41



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Ngoài các yêu cầu chức năng trên, thì các yêu cầu phi chức năng cũng không kém phần quan trọng:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×