CC BY
8
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
Научная статья
УДК 62-97/-98:621.316.721:628.932 Б01: 10.24412/2227-9407-2023-4-67-78
Исследование многоканального высоковольтного светодиодного драйвера
Евгений Адимович Шабаев1в, Михаил Михайлович Романовец2, Виктор Андреевич Кулачинский3
12 3 Азово-Черноморский инженерный институт, Зерноград, Россия
1 sea007@mmЫer.ruB!, https://orcid.org/0000-0003-2675-0670
2 chikamunar@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-1945-1744
3 kulachinsky26@yandex. т
Аннотация
Введение. Длительная работа светодиодных ламп может быть обеспечена за счет соблюдения токового и температурного режимов работы светоизлучающего кристалла светодиода. Важную роль при этом выполняет светодиодный драйвер. В системах локального светодиодного освещения клеточных батарей птичников используют напряжение питания светильников до 48 В. Такой низкий уровень напряжения сказывается на снижении КПД системы питания светильников. Целями исследования являлись оценка качества стабилизации токов разработанного многоканального высоковольтного светодиодного драйвера в различных режимах работы, получение регулировочной характеристики драйвера и определение его КПД.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования использовался прототип шестнадцатиканального высоковольтного светодиодного драйвера, предназначенный для питания светодиодных светильников системы локального освещения клеточных батарей в птичнике. Исследования качества стабилизации токов и регулировочной характеристики драйвера проведены экспериментальным методом.
Результаты. Неравномерность тока по каналам светодиодного драйвера не превышает 1 %. Изменение нагрузки канала светодиодного драйвера практически не сказывается на токе стабилизации вплоть до режима короткого замыкания в нагрузке. Обрыв нагрузки канала влияет на токи в других каналах. Регулировочная характеристика светодиодного драйвера является линейной и с высокой точность > 99,99 %) описываемым уравнением прямой.
Обсуждение. Высокий уровень стабилизации тока сохраняется при падении напряжения в канале драйвера не менее 3 В без существенного повышения тока базы силового транзистора. При коэффициенте заполнения ШИМ-сигнала, равном 1 %, КПД выше 80 %. Для диапазона 2,5.. .100 % эффективность драйвера находится в пределах 90.96,7 %. В качестве источника постоянного напряжения для системы локального освещения клеточных батарей птичника целесообразно использовать импульсный блок питания с выходным напряжением 300 В и возможностью его настройки в пределах ± 5 В.
Заключение. Исследованный светодиодный драйвер обладает высоким качеством стабилизации тока. Регулировочная характеристика драйвера с высокой точность описывается уравнением прямой. КПД светодиодного драйвера достигает 96,7 % в широком диапазоне ШИМ-регулирования тока. Столь высокий КПД может быть получен только при согласовании нагрузки и напряжения источника питания. Данное устройство может быть использовано в системе локального динамического освещения клеток для содержания птицы.
Ключевые слова: КПД драйвера, регулировочная характеристика, светодиодный драйвер, светодиодный светильник, стабилизация тока, ШИМ-регулирование
Финансирование: Работа выполнена при поддержке Фонда Содействия Инновациям (Договор № 16230ГУ/2021).
© Шабаев Е. А., Романовец М. М., Кулачинский В. А., 2023
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
Вестник НГИЭИ. 2023. № 4 (143). C. 67-78. ISSN2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2023. № 4 (143). P. 67-78. ISSN2227-9407 (Print)
FI РГТШГЛI ТРГНМП! nfllFS FI РГТШГДI FrtiifPMFIVT electrical technolog1es, electrical equipment
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx_
Для цитирования: Шабаев Е. А., Романовец М. М., Кулачинский В. А. Исследование многоканального высоковольтного светодиодного драйвера // Вестник НГИЭИ. 2023. № 4 (143). С. 67-78. DOI: 10.24412/2227-94072023-4-67-78
Research of the multichannel high-voltage LED driver
Evgeniy A. ShabaevMikhail M. Romanovets2, Viktor A. Kulachinskiy3
12 3 Azov-Black Sea Engineering Institute, Zernograd, Russia
1 sea007@rambler.ruB!, https://orcid.org/0000-0003-2675-0670
2 chikamunar@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-1945-1744
3 kulachinsky26@yandex.ru
Abstract
Introduction. Long-term operation of LED luminaires can be ensured by observing the current and temperature modes of operation of the LED light-emitting crystal. An important role is played by the LED driver. In systems of local LED lighting of poultry cages the supply voltage of luminaires up to 48 V is used. Such a low voltage level affects the decrease in the efficiency of the luminaire supply system. The research purposes were to assess the quality of current stabilization of the developed multi-channel high-voltage LED driver in various operating modes, obtain the driver's adjustment characteristic and determine its efficiency.
Materials and Methods. As an object of research, a prototype of a sixteen-channel high-voltage LED driver was used, designed to supply power LED luminaires of the local lighting system of poultry cages. Researches of the quality of current stabilization and the adjustment characteristic of the driver were carried out by an experimental method. Results. The unevenness of the current through the channels of the LED driver does not exceed 1 %. Changing the load of the LED driver channel practically does not affect the stabilization current up to the short-circuit mode in the load. A channel load break affects the currents in other channels. The adjustment characteristic of the LED driver is linear and with high accuracy (R2 > 99,99 %) described by the straight line equation.
Discussion. A high level of current stabilization is maintained when the voltage drop in the driver channel is at least
3 V without a significant increase in the base current of the power transistor. With a duty cycle of a PWM signal equal to 1 %, the efficiency is above 80%. For the range a duty cycle of 2.5.. .100 %, the driver efficiency is in the range of 90.. .96.7 %. It is advisable to use a switching power supply with an output voltage of 300 V and the ability to adjust it within ± 5 V as a source of constant voltage for the local lighting system of poultry cages.
Conclusion. The researched LED driver has a high quality of current stabilization. The adjustment characteristic of the driver is described with a high accuracy by a straight line equation. The efficiency of the LED driver reaches 96.7 % over a wide range of PWM current regulation. Such a high efficiency can only be obtained by matching the load and the voltage of the power supply. This device can be used in the system of local dynamic lighting of poultry cages.
Keywords: LED luminaire, LED driver, current stabilization, PWM regulation, adjustment characteristic, driver efficiency
Funding: The work was carried out with the support of the Innovation Assistance Fund (Agreement № 16230GU/2021).
For citation: Shabaev E. A., Romanovets M. M., Kulachinskiy V. A. Research of the multichannel high-voltage LED driver // Bulletin NGIEI. 2023. № 4 (143). P. 67-78. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-4-67-78
Введение
Область применения твердотельных источников света в сфере АПК постоянно расширяется. Этому способствует стремительное развитие свето-излучающих диодов (СИД), как высокоэффектив-
ных источников оптического излучения. Основными преимуществами СИД белого света, используемых в осветительных установках, по отношению к традиционным лампам являются более высокая светоотдача (до 120... 180 лм/Вт и выше), малые разме-
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
ры, простота управления световым потоком, широкий диапазон коррелированной цветовой температуры оптического излучения (2000.7000 К), большой срок службы (50.100 тыс. ч).
Для длительного сохранения высоких значений параметров работы светодиода, заявленных производителем, необходимо обеспечивать требуемые режимы и условия эксплуатации СИД. Часто осветительные приборы на основе светодиодов работают не дольше, чем светильники с лампами накаливания или люминесцентными лампами. Основными причинами выхода из строя светодиодных ламп, светильников и существенного снижения их светового потока при эксплуатации являются неправильные схемы питания светодиодов (параллельное подключение СИД, низкое качество стабилизации тока), большая перегрузка по току и недостаточное охлаждение светоизлучающего кристалла СИД, приводящее к его перегреву и ускоренной деградации [1; 2; 3; 4; 5].
Существует два основных подхода к разработке светодиодных ламп и светильников - использование малого количества мощных СИД или большого числа светодиодов малой мощности. В настоящее время часто реализуется второй способ. При использовании светодиодов малой мощности необходимый световой поток светильника создается СИД, соединенными в последовательную цепь с 2550 и более светодиодами. Их питание осуществляется от высоковольтных светодиодных драйверов [6; 7; 8]. Данный подход применен для питания цепочек компактных светодиодных светильников [9] в системе локального освещения клеток для содержания птицы [10].
Обычно в системах локального освещения клеточных батарей используют напряжение питания светильников до 48 В [10; 11]. При таком низком напряжении приходится мириться с большими потерями напряжения в сети, от которой запитаны светильники, или увеличивать сечение проводников. С этим связано снижение КПД системы питания светильников, увеличение капиталовложений.
Поскольку светодиод является токовым полупроводниковым прибором, то корректно его питание осуществлять от источника тока, то есть необ-
ходимо обеспечивать стабилизацию тока, протекающего через СИД, с заданной точностью [12; 13]. Для этих целей в светильниках локального освещения обычно устанавливают линейные стабилизаторы тока [6], что также способствует снижению КПД системы питания СИД в целом [14; 15].
Современные системы управления освещением в птичниках обеспечивают плавное управление световым потоком светодиодных светильников путем ШИМ-управления напряжением питания светильников [10; 11].
Повысить КПД системы питания и снизить капиталовложения можно за счет питания большого числа последовательно соединенных компактных светодиодных светильников, применяемых для локального освещения клеточных батарей, от источника постоянного напряжения около 300 В через светодиодный драйвер (СД). Схема подключения к многоканальному светодиодному драйверу светильников для клеточной батареи с четырьмя ярусами на 100 клеток в ряду представлена на рисунке 1.
Целями исследования являлись оценка качества стабилизации токов разработанного многоканального высоковольтного светодиодного драйвера в различных режимах работы, получение регулировочной характеристики драйвера и определение его КПД.
Материалы и методы
В системе локального динамического освещения клеток для содержания сельскохозяйственной птицы [10] в каждом светильнике установлены по два светодиода белого свечения: один «теплого» света (2700 К), второй - «холодного» (5700 К), что позволяет изменять коррелированную цветовую температуру оптического излучения светильника (рисунок 1) и за счет этого повысить продуктивность сельскохозяйственной птицы [16; 17; 18; 19; 20]. Все светильники в ряду (100 шт.) последовательно подключены к светодиодному драйверу. Каждая из восьми групп светильников имеет два независимых канала управления для светодиодов «теплого» и «холодного» белого света. Таким образом, СД имеет 16 отдельных каналов стабилизации тока.
'"d
к
о
Я
о ti я и 5
ы Л " ft
ста' S К
!_, ft о
О а
о m
сз сз ft
а
5
0Q
Г
м
о
сз й
о н о л а
К я
о о о
^ я р ft
И и
ft о а
о р
W
н о
й
о
W ft н К и tr
а
S я о
W
О я
£ S ft я а °
Е- я cf. § л а
S- I § р
* g
ft о
Г ^
w Й
Otd ft
о tl a о К
ti р
SC w ft
to to
Шестнадцатиканальный высоковольтный светодиодный драйвер / Sixteen-channel high-voltage LED driver
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
а б
Рис. 2. Прототип шестнадцатиканального высоковольтного светодиодного драйвера: а - вид платы сверху; б - вид платы снизу Fig. 2. Prototype of the sixteen-channel high-voltage LED driver: a - top view of the board; b - bottom view of the board Источник: разработано авторами
Таблица 1. Стабилизация тока в каналах светодиодного драйвера
Table 1. Current stabilization in the channels of the LED driver
Номер канала / Channel number Rk, Ом/Ohm Uk, В / V Ik, мА / mA
1 66,8 6,68 100,00
2 66,7 6,69 100,30
3 66,7 6,69 100,30
4 66,9 6,69 100,00
5 67,0 6,69 99,85
6 66,7 6,71 100,60
7 66,9 6,69 100,00
8 66,7 6,67 100,00
9 66,9 6,68 99,85
10 66,9 6,69 100,00
11 66,8 6,69 100,15
12 66,9 6,70 100,15
13 66,8 6,69 100,15
14 66,8 6,72 100,60
15 66,7 6,70 100,45
16 66,7 6,69 100,30
Источник: составлено авторами
Прямое падение напряжения на светодиодах различается даже внутри одной бин-группы по напряжению. При работе СИД нагревается, что вызывает температурное изменение напряжения на нем. Даже при щадящем температурном режиме работы светоизлучающего кристалла прямое падение напряжения может снизиться на 2 % [9]. Поэтому производилась проверка стабилизации тока разработанного светодиодного драйвера при изменении сопротивления его нагрузки. Сопротивление нагрузочного резистора варьировалось в четвертом канале СД от 47 до 115 Ом. Дополнительно проверялась работа данного канала драйвера в аварийных режимах: при коротком замыкании в нагрузке через шунт цифрового мультиметра и обрыве соединительных проводников, отсутствии нагрузки.
Кроме исследуемого четвертого канала производились измерения токов еще в трех каналах (при исходных значениях сопротивлений нагрузки, приведенных в таблице 2) для оценки их взаимного влияния.
FI РГТШГЛI ТРГНМП! nfllFS FI РГТШГДI FrtiifPMFIVT electrical technologies, electrical equipment
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx
Таблица 2. Стабилизация тока в каналах при изменении нагрузки
Table 2. Current stabilization in the channels when the load changes
Канал 4 / Channel 4 Канал 2 / Channel 2 Канал 10 / Channel 10 Канал 15 / Channel 15
Uk, Ik, Uk, Ik, Uk, Ik, Uk, Ik,
Ом / Ohm В / V мА / mA В / V мА / mA В / V мА / mA В / V мА / mA
0 0 99,90 6,66 99,70 6,65 99,40 6,67 100,00
46,5 4,65 100,00 6,67 100,00 6,66 99,55 6,68 100,15
54,5 5,45 100,00 6,68 100,15 6,67 99,70 6,69 100,30
66,9 6,69 100,00 6,69 100,30 6,69 100,00 6,70 100,45
73,3 7,31 99,73 6,69 100,30 6,68 99,85 6,69 100,30
80,3 8,02 99,88 6,70 100,45 6,69 100,00 6,70 100,45
90,2 8,99 99,67 6,71 100,60 6,69 100,00 6,70 100,45
98,1 9,72 99,08 6,70 100,45 6,69 100,00 6,71 100,60
113,3 9,67 85,35 6,67 100,00 6,66 99,55 6,68 100,15
œ 0 0 4,73 70,91 4,72 70,55 6,69 100,30
Источник: составлено авторами
Экспериментально регулировочная характеристика драйвера определена в виде зависимости освещенности ЕК, которая создается светодиодами, подключенными к исследуемому каналу СД, от коэффициента Б заполнения ШИМ-сигнала. При этом вместо нагрузочного резистора канала подключался компактный светодиодный светильник [9] с последовательным соединением светодиодов «теплого» и «холодного» белого света и дополнительного резистора с сопротивлением 0,82 Ом. Закрепленный на подвесе светильник располагался на расстоянии
около 10 см от чувствительного элемента колориметра «ТКА-ИЦТ». Данные измерений освещенности передавались и записывались на ПК. Для исключения влияния фонового освещения использовался светоизолирующий короб.
Опыты проводились для всех каналов драйвера во всем диапазоне изменения коэффициента Б заполнения 10-битного ШИМ-сигнала. Проведено усреднение нормированных экспериментальных данных. Графическая интерпретация зависимости ЕК = / (Б) представлена на рисунке 3.
а б
Рис. 3. Регулировочная характеристика светодиодного драйвера: а - для коэффициента D = 0.100 %; б - для коэффициента D = 0.2,5 % и D = 97,5. 100 % Fig. 3. Adjustment characteristic of the LED driver: а - for coefficient D = 0.100 %; b - for coefficient D = 0.2,5 % and D = 97,5 .100 %
Источник: составлено авторами
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
С целью снижения влияния температуры на световой поток светодиодов измерение освещенности [4] проводилось для предварительно прогретых СИД током 100 мА. После чего устанавливалось заданное значение Б и производилась фиксация уровня освещенности, создаваемой компактным светодиодным светильником.
Результаты Неравномерность тока по каналам светодиодного драйвера ниже 1 % (таблица 1), среднее значение тока стабилизации составило 1К СР = 100,17 мА при о = 0,238 %. Разница токов по каналам драйвера в основном связана с разбросом параметров силовых транзисторов ST13003 и схемой платы СД.
Изменение нагрузки канала светодиодного драйвера практически не сказывается на токе стабилизации (таблица 2). Вплоть до режима короткого замыкания в нагрузке изменения токов по каналам не превышают 0,6 мА. Резкое снижение тока стабилизации до 85,35 мА при сопротивлении нагрузки 113,3 Ом наблюдается, когда сказывается ограничение уровня напряжения питания и конечная величина напряжения коллектор-эмиттер открытого силового транзистора. Создание короткого замыкания
в двух каналах (в четвертом и шестнадцатом) также практически не сказывается на токе стабилизации по каналам драйвера, вызывая лишь более интенсивный нагрев общего радиатора силовых транзисторов.
Обрыв нагрузки канала существенно влияет на токи в других каналах (таблица 2), относящихся к управлению соответствующими светодиодами «теплого» (четные каналы драйвера) или «холодного» (нечетные каналы драйвера) белого света. При обрыве проводников четвертого канала токи во втором и десятом каналах снижаются до 71 мА. Дополнительное отключение нагрузки еще и в шестнадцатом канале драйвера вызывает снижение токов стабилизации уже до 37 мА. Это связано со встроенными ограничителями общего тока баз силовых транзисторов для «теплых» и «холодных» каналов драйвера на уровне 50 мА.
График регулировочной характеристики светодиодного драйвера, изображенный на рисунке 3, а, можно считать абсолютно линейным и с высокой точностью (В2 > 99,99 %) описываемым уравнением прямой, которая проходит через начало координат под углом 45°.
Рис. 4. Осциллограмма тока в канале драйвера при D = 1 - 16/1024 Fig. 4. Oscillogram of the current in the driver channel at D = 1 - 16/1024 Источник: разработано авторами
Зависимость ЕК = / (Б) имеет несущественную нелинейность на начальном и конечном участках диапазона изменения коэффициента Б (рисунок 3, б). Это обусловлено искажениями формы прямоугольных импульсов исходного ШИМ-сигнала, что отчетливо видно на осциллограмме,
представленной на рисунке 4. Поступающий на драйвер исходный сигнал управления (кривая 1) имеет достаточно крутые фронты. ШИМ-сигнал тока в канале драйвера (кривая 2) характеризуется затянутым нарастающим фронтом и небольшими искажениями спадающего фронта. При анализе ос-
i electrical technologies, electrical equipment
and power supply of the agro-industrial complex
циллограмм следует учитывать инверсию входных сигналов с выходными.
Основное искажение прямоугольной формы ШИМ токов в каналах драйвера происходит в опто-парах, на которые поступают управляющие ШИМ-сигналы напряжения.
На осциллограмме, представленной на рисунке 5, видны небольшие кратковременные всплески тока при открытии силового транзистора. Подобные выбросы с амплитудой менее 15 % от заданного тока стабилизации канала не оказывают никакого отрицательного влияния на работу светодиодов.
Рис. 5. Осциллограмма тока в канале драйвера при D = 512/1024 Fig. 5. Oscillogram of the current in the driver channel at D = 512/1024 Источник: разработано авторами
Обсуждение
В разработанном светодиодном драйвере высокий уровень стабилизации тока сохраняется при падении напряжения в канале драйвера не менее Цц = 3 В без существенного повышения тока базы силового транзистора. Драйвер должен иметь возможность компенсировать снижение напряжения на светодиодах светильников при их нагреве ДиК = 0,02 [9]. Для приведенной на рисунке 1 схемы подключения к драйверу компактных светодиодных светильников [9] при номинальном значении прямого падения напряжения на светодиоде иР = 3,00 В общее падение напряжения на нагрузке канала составит иК = 300 В. Тогда потери мощности ДРК в канале драйвера от протекания тока 1К нагрузки:
АРК = (иД + иК АиК ) IК И .
Потери в цепях управления драйвера с учетом КПД блоков питания на 5 и 12 В, от которых они питаются, на один канал не превышают при включенных (Б = 1) и отключенных (Б = 0) СИД соответственно ДРУ1 = 97 мВт и ДРУ0 = 55 мВт. Общие потери мощности ДРд в драйвере:
АРд =АРк + арэтб + аруо (1 - и). Мощность РК нагрузки одного канала:
рк = ик (1 -аик )1ки .
КПД Пц разработанного светодиодного драйвера можно определить по уравнению:
P
Лд =
■100%
РК +АРД
Максимальный КПД драйвера будет при
D = 1:
ЛРК =( 3 + 300 • 0,02) 0,1-1 = 0,9 Вт; ДРд = 0,9 + 0,097-1 + 0,055 (l -1) = 0,997 Вт; PK = 300 (1 - 0,02) 0,1-1 = 29,4 Вт; 29,4
Лд =-
100% = 96,72%.
29,4 + 0,997
С помощью представленных выше формул произведен расчет КПД для Б = 0.1. Графики зависимости Пц = / (Б) представлены на рисунке 6.
; электротехнологии, электрооборудование) [ и энергоснабжение агропромышленного комплекса '
а б
Рис. 6. Зависимость КПД драйвера от коэффициента D заполнения ШИМ-сигнала:
а - для коэффициента D = 0.2,5 %; б - для коэффициента D = 2,5.100 % Fig. 6. The dependence of the driver efficiency on the duty cycle D of the PWM signal: а - for coefficient D = 0.2,5 %; b - for coefficient D = 2,5.100 % Источник: составлено авторами
При использовании разработанного многоканального высоковольтного светодиодного драйвера потери напряжения в питающих светильники проводниках (рисунок 1) с сечением 0,5 мм2 при длине линии 65 м будут всего иЛ = 0,7 В. Таким образом, напряжение питания драйвера должно составлять:
и = и + и + и = 300 + 3 + 0,7 = 303,7 В.
В качестве источника постоянного напряжения целесообразно использовать импульсный блок питания с выходным напряжением 300 В и возможностью его настройки в пределах ±5 В.
Заключение
Исследованный многоканальный высоковольтный драйвер обладает высоким качеством стабилизации тока по отдельным каналам. Отклонение от среднего значения не превышают ± 0,5 %. При изменении нагрузки драйвер обеспечивает малое отклонение тока стабилизации в пределах 1 % при падении напряжения на нем от 3 В до уровня напряжения питания, то есть до короткого замыкания в нагрузке. При этом практически отсутствует взаимное влияние каналов друг на друга.
Драйвер помимо стабилизации тока по 16 каналам имеет возможность управления ими в режиме
широтно-импульсной модуляции. Регулировочная характеристика светодиодного драйвера с высокой точностью (В2 > 99,99 %) описывается уравнением прямой. Несущественные искажения прямолинейности в начале и конце диапазона регулирования вносятся элементами гальванической развязки между высоковольтной силовой частью драйвера и ШИМ-сигналами управления, поступающими на него.
Светодиодный драйвер в каждом канале имеет транзистор, обеспечивающий стабилизацию тока в линейном режиме работы. Несмотря на это, драйвер имеет высокий КПД в широком диапазоне ШИМ-регулирования тока. Уже при коэффициенте Б заполнения ШИМ-сигнала, равном 1 %, КПД выше 80 %. Для диапазона Б = 2,5.100 % эффективность драйвера находится в пределах 90.96,7 %. Столь высокий КПД может быть получен только при согласовании нагрузки и напряжения источника питания.
Результаты исследования прототипа светодиодного драйвера подтверждают, что данное устройство может быть использовано в системе локального динамического освещения клеток для содержания птицы.
FI РГТШГЛI ТРГНМП! nfllFS FI РГТШГДI FrtiifPMFIVT
electr1cal technolog1es, electrical equipment
XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex XXXXXXXX_
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Della Corte F. G. et al. Temperature sensing characteristics and long term stability of power LEDs used for voltage vs. Junction temperature measurements and related procedure // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 43057-43066. DOI 10.1109/ACCESS.2020.2976516
2. Santos E. R., Junior E. C. B., Hui W. S. Influence of temperature in the performance of the LED lamp // Rev. Bras. Apl. Vac. 2020. V. 39. Issue 2. P. 156-167. DOI 10.17563/rbav.v39i2.1171
3. Rammohan A. et al. Experimental analysis on estimating junction temperature and service life of high power LED array // Microelectronics Reliability. 2021. V. 120. P. 114121. DOI 10.1016/j.microrel.2021.114121.
4. Cengiz C., Azarifar M., Arik M. A Critical Review on the Junction Temperature Measurement of Light Emitting Diodes // Micromachines. 2022. V. 13. Issue 10. P. 1615. DOI 10.3390/mi13101615
5. Rozowicz A. et al. Arrangement of LEDs and Their Impact on Thermal Operating Conditions in High-Power Luminaires // Energies. 2022. V. 15. Issue 21. P. 8142. DOI 10.3390/en15218142
6. Цевелюк Е., Котов В. Обзор интегральных микросхем светодиодных драйверов // Современная электроника. 2014. № 8. С. 32-37.
7. Wang Y., Alonso J. M., Ruan X. A review of LED drivers and related technologies // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. V. 64. Issue 7. P. 5754-5765. DOI 10.1109/TIE.2017.2677335
8. Yadlapalli R. T., Narasipuram R. P., Kotapati A. An overview of energy efficient solid state LED driver topologies // International Journal of Energy Research. 2020. V. 44. Issue 2. P. 612-630. DOI 10.1002/er.4924
9. Шабаев Е. А., Романовец М. М., Кулачинский В. А. Исследование нагрева светодиодов компактного светильника для системы локального освещения // Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15. № 1 (57). С. 78-86. DOI 10.55618/20756704_2022_15_1_78-86
10. Шабаев Е. А., Романовец М. М. Цифровая система динамического локального освещения клеток для содержания сельскохозяйственной птицы // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2022. Т. 69. № 1 (46). С. 26-30. DOI 10.22314/2658-4859-2022-69-1-26-30
11. Гладин Д. В., Кавтарашвили А. Ш. Современная концепция освещения в птицеводстве // Вестник аграрной науки. 2022. № 1 (94). С. 45-53. DOI 10.17238/issn2587-666X.2022.1.45
12. Климов О. Л., Игнатьев С. М., Ермаков И. В. Разработка и исследование светодиодного драйвера // Наноиндустрия. 2020. № S96-2. С. 631-634. DOI 10.22184/1993-8578.2020.13.3s.631.634
13. Калекеева М. Е, Литвинов Ю. Г. Экспериментальные испытания нового высокоэффективного светодиодного драйвера // Вестник КазНИТУ. 2021. Т. 143. № 3. С. 142-146. DOI 10.51301/vest.su.2021.i3.32
14. Глейзер К., Чен Д. Повышение КПД драйверов светодиодов без измерительного резистора // Полупроводниковая светотехника. 2013. № 6. С. 22-23.
15. Лебедев В. и др. LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением // Полупроводниковая светотехника. 2014. № 1. С. 48-51.
16. Кавтарашвили А. Ш. и др. Продуктивность кур при светодиодном освещении с изменяемой цветовой температурой // Птицеводство. 2017. № 3. С. 27-29.
17. Archer G. S. Color temperature of light-emitting diode lighting matters for optimum growth and welfare of broiler chickens // Animal. 2018. V. 12. Issue 5. P. 1015-1021. DOI: 10.1017/S1751731117002361
18. Дубровский А. А., Смирнова В. В. Использование светодиодного освещения с различной цветовой температурой при выращивании родительского стада птицы // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (63). С. 188-195.
19. Aldridge D. J., Scanes C. G., KiddM. T. Performance and preference of broilers provided dual light warmth // Journal of Applied Poultry Research. 2021. V. 30. Issue 4. P. 100187. DOI: 10.1016/j.japr.2021.100187
20. Aldridge D. J. et al. Impact of light intensity or choice of intensity on broiler performance and behavior // Journal of Applied Poultry Research. 2022. V. 31. Issue 1. P. 100216. DOI: 10.1016/j.japr.2021.100216
Статья поступила в редакцию 12.01.2023; одобрена после рецензирования 20.02.2023;
принята к публикации 22.02.2023.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
Информация об авторах: Е. А. Шабаев - к.т.н., доцент, Spin-код: 8703-7961;
М. М. Романовец - ассистент кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрические машины», Spin-код: 4783-0379;
В. А. Кулачинский - аспирант кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрические машины», Spin-код: 2007-6535.
Заявленный вклад авторов:
Шабаев Е. А. - общее руководство проектом, анализ и дополнение текста статьи, оформление результатов исследования в графиках.
Романовец М. М. - проведение экспериментов, сбор и обработка материалов, подготовка литературного обзора. Кулачинский В. А. - участие в обсуждении материалов статьи, подготовка первоначального варианта текста.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Delia Corte F. G. et al. Temperature sensing characteristics and long term stability of power LEDs used for voltage vs. Junction temperature measurements and related procedure, IEEE Access, 2020, Vol. 8, pp. 43057-43066. DOI 10.1109/ACCESS.2020.2976516
2. Santos E. R., Junior E. C. B., Hui W. S. Influence of temperature in the performance of the LED lamp // Rev. Bras. Apl. Vac, 2020, Vol. 39, Issue 2, pp. 156-167. DOI 10.17563/rbav.v39i2.1171
3. Rammohan A. et al. Experimental analysis on estimating junction temperature and service life of high power LED array //Microelectronics Reliability, 2021, Vol. 120, pp. 114121. DOI 10.1016/j.microrel.2021.114121
4. Cengiz C., Azarifar M., Arik M. A Critical Review on the Junction Temperature Measurement of Light Emitting Diodes,Micromachines, 2022, Vol. 13, Issue 10, pp. 1615. DOI 10.3390/mi13101615
5. Rozowicz A. et al. Arrangement of LEDs and Their Impact on Thermal Operating Conditions in High-Power Luminaires, Energies, 2022, Vol. 15, Issue 21, pp. 8142. DOI 10.3390/en15218142
6. Tsevelyuk E., Kotov V. Obzor integral'nykh mikroskhem svetodiodnykh drayverov [An overview of integrated circuits for LED drivers], Sovremennaya elektronika [Modern Electronics], 2014, No. 8, pp. 32-37.
7. Wang Y., Alonso J. M., Ruan X. A review of LED drivers and related technologies, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2017, Vol. 64, Issue 7, pp. 5754-5765. DOI 10.1109/TIE.2017.2677335
8. Yadlapalli R. T., Narasipuram R. P., Kotapati A. An overview of energy efficient solid state LED driver topologies, International Journal of Energy Research, 2020, Vol. 44, Issue 2, pp. 612-630. DOI 10.1002/er.4924
9. Shabaev E. A., Romanovets M. M., Kulachinskiy V. A. Issledovanie nagreva svetodiodov kompaktnogo svet-il'nika dlya sistemy lokal'nogo osveshcheniya [The research of the heating of LEDs of a compact luminaire for a local lighting system], Vestnik agrarnoy nauki Dona [Don Agrarian Science Bulletin], 2022, Vol. 15, No. 1 (57), pp. 78-86. DOI 10.55618/20756704_2022_15_1_78-86
10. Shabaev E. A., Romanovets M. M. Tsifrovaya sistema dinamicheskogo lokal'nogo osveshcheniya kletok dlya soderzhaniya sel'skokhozyaystvennoy ptitsy [Digital system of dynamic local lighting for poultry cages], El-ektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK [Electrical Engineering and Electrical Equipment in Agriculture], 2022, Vol. 69, No. 1 (46), pp. 26-30. DOI 10.22314/2658-4859-2022-69-1-26-30
11. Gladin D. V., Kavtarashvili A. Sh. Sovremennaya kontseptsiya osveshcheniya v ptitsevodstve [A modern lighting concept in poultry], Vestnik agrarnoy nauki [Bulletin of Agrarian Science], 2022, No. 1 (94), pp. 45-53. DOI 10.17238/issn2587-666X.2022.1.45
12. Klimov O. L., Ignat'ev S. M., Ermakov I. V. Razrabotka i issledovanie svetodiodnogo drayvera [Research and development of the LED driver], Nanoindustriya [Nanoindustry], 2020, No. S96-2, pp. 631-634. DOI 10.22184/1993-8578.2020.13.3s.631.634
13. Kalekeyeva M. E., Litvinov Yu. G. Eksperimental'nye ispytaniya novogo vysokoeffektivnogo svetodiodnogo drayvera [Experimental testing new high performance LED driver], Vestnik KazNRTU [Engineering Journal of Satbayev University], 2021, Vol. 143. No. 3, pp. 142-146. DOI 10.51301/vest.su.2021.i3.32
Вестник НГИЭИ. 2023. № 4 (143). C. 67-78. ISSN2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2023. № 4 (143). P. 67-78. ISSN2227-9407 (Print)
FI РГТШГЛI ТРГНМП! nfllFS FI РГТШГДI FrtiifPMFIVT electr1cal technolog1es, electrical equipment
XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex XXXXXXXX_
14. Glaser Ch. Chen J. Povyshenie KPD drayverov svetodiodov bez izmeritel'nogo rezistora [Increasing the efficiency of LED drivers without a measuring resistor], Poluprovodnikovaya svetotekhnika [Solid-State Lighting], 2013, No. 6, pp. 22-23.
15. Lebedev V. i dr. LED-drayvery i sistemy upravleniya svetodiodnym osveshcheniem [LED drivers and LED lighting control systems], Poluprovodnikovaya svetotekhnika [Solid-state lighting], 2014, No. 1, pp. 48-51.
16. Kavtarashvili A. Sh i dr. roduktivnost' kur pri svetodiodnom osveshchenii s izmenyaemoy tsvetovoy tem-peraturoy [Chicken performance under LED lighting with variable color temperature], Ptitsevodstvo [Poultry Farming], 2017, No. 3, pp. 27-29.
17. Archer G. S. Color temperature of light-emitting diode lighting matters for optimum growth and welfare of broiler chickens, Animal, 2018, Vol. 12, Issue 5, pp. 1015-1021. DOI: 10.1017/S1751731117002361
18. Dubrovskiy A. A., Smirnova V. V. Ispol'zovanie svetodiodnogo osveshcheniya s razlichnoy tsvetovoy tem-peraturoy pri vyrashchivanii roditel'skogo stada ptitsy [The use of LED lighting with different color temperatures when raising a parent flock of poultry], VestnikMichurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [The Bulletin of Michurinsk State Agrarian University], 2020, No. 4 (63), pp. 188-195.
19. Aldridge D. J., Scanes C. G., Kidd M. T. Performance and preference of broilers provided dual light warmth, Journal of Applied Poultry Research, 2021, Vol. 30, Issue 4, pp. 100187. DOI: 10.1016/j.japr.2021.100187
20. Aldridge D. J. et al. Impact of light intensity or choice of intensity on broiler performance and behavior, Journal of Applied Poultry Research, 2022, Vol. 31, Issue 1, pp. 100216. DOI: 10.1016/j.japr.2021.100216
The article was submitted 12.01.2023; approved after reviewing 20.02.2023; accepted for publication 22.02.2023.
Information about the authors: E. A. Shabaev - Ph. D. (Engineering), associate professor, Spin-code: 8703-7961;
M. M. Romanovets - assistant of the chair «Operation of power installations and electrical machines», Spin-code: 4783-0379;
V. A. Kulachinskii - post-graduate student assistant of the chair «Operation of power installations and electrical machines», Spin-code: 2007-6535.
Contribution of the authors:
Shabaev E. A. - managed the research project, analyzing and supplementing the text, put results of the study in diagrams.
Romanovets M. M. - implementation of experiments, collection and processing of materials, reviewing the relevant literature.
Kulachinskiy V. A. - participation in the discussion on topic of the article, preparation of the initial version of the text.
The authors declare no conflicts of interests.
