Driver bao gồm các linh kiện điện tử nhận năng lượng từ pin và cung cấp năng lượng cho LED. Chúng khuếch đại hoặc giảm điện áp từ pin đến mức phù hợp cho LED và cũng kiểm soát lượng dòng điện có thể truyền tải. Driver cũng chứa các linh kiện điện tử cung cấp giao diện người dùng cho đèn pin, bao gồm số lượng chế độ và cách chúng hoạt động dựa trên các lần nhấn nút. Driver có đầu vào dương và âm từ pin, và đầu ra dương và âm đi đến LED.
Điều chỉnh năng lượng
Chỉ khi kết hợp đúng nguồn điện, driver và LED thì LED mới hoạt động đúng cách. Nhiều LED Cree yêu cầu 3,3 volt để phát sáng. Nếu một đèn pin sử dụng một pin AA duy nhất, thì điện áp phải được khuếch đại. Tuy nhiên, nếu đèn sử dụng 2 pin CR123 3 volt với tổng 6 volt, thì điện áp phải được giảm xuống. Điều chỉnh năng lượng cung cấp một điện áp ổn định cho LED để độ sáng của đèn pin duy trì ổn định trong phần lớn thời gian sử dụng (nhiều mạch ngừng hoạt động khi pin yếu và độ sáng sẽ giảm dần, điều này tốt hơn là đèn tự tắt mà không có cảnh báo).
Truyền trực tiếp
Nếu bạn cung cấp đúng điện áp, bạn không cần driver. Pin lithium-ion cung cấp một mức điện áp phù hợp mà không cần sửa đổi thêm. Điều này khá hiệu quả vì toàn bộ năng lượng từ pin được truyền tải đến LED. Tuy nhiên, một pin lithium-ion mới sạc đầy bắt đầu ở mức 4,2 volt và sẽ giảm xuống 3,6 volt khi cần sạc lại. Khi năng lượng được truyền đến LED, nó sẽ hút một lượng dòng điện nhất định từ pin. Dòng điện này tăng theo điện áp. Khi điện áp cao hơn, LED sẽ rất sáng và tiêu thụ nhiều dòng điện. Khi điện áp giảm, ánh sáng sẽ mờ đi và tiêu thụ ít dòng điện hơn. Nếu muốn duy trì độ sáng ổn định, cần một driver cung cấp khả năng điều chỉnh. Ngoài ra, nhiều LED bị quá tải bởi 4,2 volt từ pin lithium-ion mới sạc đầy.
Bộ điều chỉnh tuyến tính
Mặc dù loại driver này được gọi là bộ điều chỉnh tuyến tính, nhưng thực tế nó điều chỉnh dòng điện. Những driver này sử dụng các chip điều chỉnh dòng điện AMC7135. Mỗi chip cho phép dòng điện 350mA và khi được mắc song song, dòng điện sẽ cộng lại: 700mA với 2 chip, 1050mA với 3 chip, và 1400mA với 4 chip (một số driver sử dụng chip có dòng điện cao hơn, cho phép 380mA mỗi chip). Tám chip 350mA (sử dụng hai bảng mạch hoặc cả hai mặt của một bảng mạch 17mm) cung cấp 2800mA, lý tưởng cho LED XM-L2 và XP-L. Khi bị giới hạn ở một dòng điện cụ thể, LED sẽ ổn định ở mức điện áp Vf tương ứng với dòng điện đó, và phần điện áp dư từ pin sẽ được chuyển thành nhiệt bởi các chip điều chỉnh. Vì bất kỳ điện áp nào vượt quá mức cần thiết đều bị lãng phí dưới dạng nhiệt, cung cấp điện áp cao hơn sẽ kém hiệu quả và bảng mạch sẽ hiệu quả hơn khi điện áp đầu vào gần với điện áp đầu ra. Khi điện áp cung cấp giảm xuống dưới Vf của LED cộng với một mức dư cần thiết cho chip, driver sẽ ngừng điều chỉnh và chuyển sang chế độ truyền trực tiếp, khiến ánh sáng bắt đầu mờ đi. Các driver này cũng có thể có nhiều chế độ bằng cách sử dụng vi điều khiển với PWM cho các chế độ thấp hơn và chế độ nhấp nháy.
Driver FET
Driver này sử dụng một transistor hiệu ứng trường (FET hoặc MOSFET) kết hợp với vi xử lý để kiểm soát dòng điện đến LED. FET cơ bản là một công tắc có điện trở rất thấp (thấp hơn so với việc chạy toàn bộ dòng điện qua vi xử lý) và có thể được bật tắt bởi vi xử lý thông qua PWM. Không có PWM, driver này hoạt động giống như chế độ truyền trực tiếp, do đó không có bảo vệ cho LED. Một số driver FET thêm bộ điều chỉnh tuyến tính 7135 để giảm nhu cầu PWM ở các chế độ thấp hơn. Cách tiếp cận đa kênh này cho phép driver giới hạn dòng điện ở mức 350mA (thay vì không giới hạn qua FET) và sử dụng PWM khi cần thiết. Ngoài ra, kênh 350mA cung cấp mức thấp đồng đều hơn so với các mức từ FET, vốn thay đổi theo sức mạnh của pin.
Mạch tăng áp
Mạch tăng áp tăng điện áp của nguồn DC, được mô tả trên Wikipedia trong bài viết về bộ chuyển đổi DC-DC. Tăng điện áp được thực hiện bởi mạch tăng áp, còn được gọi là mạch step-up. Hiệu suất của mạch tăng áp tăng lên khi điện áp cung cấp gần với điện áp đầu ra. Ví dụ, một đèn pin sử dụng một pin NiMH 1,2V sẽ không hiệu quả bằng một đèn sử dụng hai pin, vì trong trường hợp đầu tiên, mạch tăng áp gần như gấp ba điện áp, trong khi ở trường hợp thứ hai thì không đến gấp đôi. Đây là lý do tại sao một đèn pin có thể hoạt động với một hoặc hai pin nhưng sẽ sáng hơn với hai pin. Nếu điện áp nguồn vượt quá điện áp mục tiêu, một số driver sẽ chuyển sang chế độ truyền trực tiếp và một số sẽ bị cháy. Do đó, điều quan trọng là phải khớp phạm vi điện áp của driver với pin mà bạn sẽ sử dụng.
Mạch giảm áp
Mạch giảm áp tương tự như mạch tăng áp ở trên, nhưng ngược lại. Nó lấy điện áp cao hơn và giảm xuống mức điện áp mong muốn. Điều này được sử dụng trong các đèn pin có nhiều pin mắc nối tiếp, chẳng hạn khi có hai pin CR123 3V (hoặc hai pin lithium-ion 16340 3,7V). Mạch giảm áp cũng khá hiệu quả, nhưng thường yêu cầu ít nhất 0,5V giảm để hoạt động, do đó không phù hợp khi sử dụng một pin lithium-ion duy nhất.
Mạch tăng-giảm áp
Bộ chuyển đổi tăng/giảm cung cấp sự linh hoạt lớn nhất về điện áp đầu vào và sẽ tăng hoặc giảm điện áp khi cần thiết. Tuy nhiên, việc tìm một bộ chuyển đổi này với giá hợp lý là khá khó khăn.
Các tính năng khác của driver
Ngoài việc điều chỉnh điện áp, driver còn kiểm soát các mức độ sáng và cách người dùng chuyển đổi giữa chúng bằng cách theo dõi các lần nhấn nút. Do đó, một số driver cung cấp các chế độ khác nhau và một số thì không. Một số driver cung cấp các gói chế độ khác nhau mà người dùng có thể chọn bằng cách nhấn nút hoặc được cố định bằng cách hàn cầu nối trên bảng mạch driver.
Kích thước của driver cũng rất quan trọng. Kích thước phổ biến nhất là 17mm, phù hợp với hầu hết các P60 drop-in và nhiều đèn sử dụng pin lithium-ion 18650. Tuy nhiên, các đèn nhỏ hơn sử dụng các bảng mạch có đường kính nhỏ hơn, khó tìm hơn. Ngoài ra còn có các bảng mạch lớn hơn khoảng 25mm được sử dụng trên các đèn pin lớn hơn.
Bài viết được dịch từ định nghĩa Driver trên flashlightwiki.com
Để lại một bình luận