Utfordrende LED-lampe strømproblemer

Artikkelen snakker om strømfunksjonene til LED-lamper og moduler. Problemer og funksjoner ved strømforsyningsenheter og kontroll av slike lamper vurderes.

LED-belysning invaderer raskt livet vårt og prøver å fortrenge energieffektive lysrør som allerede er blitt kjent. Så langt er dette ikke veldig vellykket. Lav effekt, smalt lysfokus, høy lysstyrke og den blendende effekten av lysdioder tillater ikke å skape komfortabel belysning i leilighetene. Men dette er alle "barnesykdommer" av nye kilder som vil bli overvunnet i nær fremtid. Og her Problem med LED-lampe fortjener nærmere oppmerksomhet.

Husk det LED er en enhet med det gjeldende prinsippet om lysgenerering. Den direkte konverteringen av elektrisk strøm til lys skyldes rekombinasjonen av ladninger i halvlederovergangssonen. Hvis effektiviteten av konvertering av ladninger til lys var nær 100%, ville dette fjerne en rekke alvorlige tekniske og teknologiske problemer som produsentene står overfor høye kraft led pærer dag.

Sammenlignet med effektiviteten til glødelamper, ikke når 3%, og lysrør, der effektiviteten knapt når 9%, er lysdioder med sine 22% udiskutable ledere blant lyskilder. Imidlertid konverteres 8 av hver 10 watt elektrisk kraft som leveres til den avgitte krystallen til varme. Og det er vanskelig å avlede ham, fordi silisium er et dårlig kjølevæskemateriale.

Kort sagt, lysdioder tolererer ikke høye temperaturer, og de reagerer på de samme enhetene: de deaktiverer lysdioder, akselererer diffusjonsprosesser i halvledere. Ideelt sett, ved kryogene temperaturer, er levetiden til LED ubegrenset. Men på 100 grader er han, i beste fall, 50 000 timer.

Derfor har de "gylne" tider gått når en LED-indikator med lav effekt kan slås på gjennom en begrensende motstand og glemme dens eksistens. Med en økning i effektiviteten og kraften til lysdioder er det nødvendig å balansere på den skjelvede grensen til ekstremt høye strømmer og temperaturer.

De første LED-lampene (SL) hadde en enkel strømforsyningsdesign: en strømbegrensende kondensator, en likeretter og deretter en sekvensiell kjede med utsendende dioder. Dessuten hadde de betydelige pulseringer av lysstrømmen på grunn av den lave tregheten i lysdiodene. Slike lamper har blitt brukt til belysning av vaskerom, trapperom og husnummerplater.

Men de var helt uegnet til belysning av boliglokaler. Først av alt gjennom de utilfredsstillende egenskapene til den pulserende lysstrømmen. Fremkomsten av kraftige LED-er og LED-moduler med effekt opp til 50 og til og med 100W har nødvendiggjort utviklingen av spesialiserte strømforsyninger for normal drift.

søknad lineære strømstabilisatorer for å drive LED-lamper Det viste seg å være akseptabelt bare for strømmer opp til 1A. Til tross for det brede spekteret og presisjonsutgangsparameterne, hadde mikrokretsene store varmetap, krevde bruk av radiatorer og kunne ikke brukes i LED-lamper med høy effekt. I dag har individuelle lysdioder og moduler integrerte integrerte stabilisatorer, men slike moduler brukes hovedsakelig når de drives av oppladbare batterier.

Veien ut ble funnet på vei til søknad. bytte strømforsyning for LED-lamper. Faktisk er dette halvleder forkoblinger av kompakte lysrøroptimalisert for å drive LED-lamper.Fordelen med pulsanordninger er muligheten til å jobbe fra nettstrøm (220V), høy effektivitet, enkel stabilisering av strømstyringen.

Ulempene inkluderer den høye prisen, inngangsstrøminngang og krusningsutgangsstrøm, noe som reduserer levetiden til lysdiodene. Med noe komplikasjon av disse enhetene, kalt "LED-drivere", nettverksinterferens blir effektivt undertrykt. Slike drivere er tilgjengelige i integrert design av mange selskaper.

Et eksempel er LM-serien med nedtrapping og boost-drivere med pulsbreddemodulasjon fra National Semiconductor. Dessverre er inngangsspenningen til mikrokretsene ikke mer enn 100V, noe som gjør det vanskelig å koble dem direkte til 220V-nettverket. Derfor brukes fremdeles drivere laget av diskrete elementer for LED-lamper for nettspenning.

Et bredt spekter av drivere for innendørs og utendørs installasjon tilbyr selskapet fra Taiwan Mean Well Enterprises. AC / DC-omformere dekker effektområdet 20 til 300 watt. Inngangsspenningen kan variere fra 90 til 264V, det er beskyttelse mot overspenning, kortslutning, korreksjon av inngangseffektfaktoren.

Enda mer komplekse enheter har drivere med muligheten til å kontrollere lysstyrken på LED-lamper eller fargestyring når du bruker LED-moduler som belastning med trefargede RGB-LED.

For fargebehandling brukes spesialiserte kontrollere med 4 eller 6 utganger, programminne eller kontrollinnganger fra eksterne enheter. Slike kontrollere lar deg få fullfargeskala, men kompliserer i tillegg strømforsyningsutstyret til slike lamper.

LED lysstyrkekontroll når det gjelder bruk av pulserte enheter med et bredt spekter av inngangsspenninger, skaper det betydelige vanskeligheter. Tradisjonelle dimmerkretser i dette tilfellet fungerer ikke. Det er nødvendig å justere parametrene til driverutgangstrinnene, noe som er langt fra enkelt og igjen kompliserer strømforsyningen til slike lyskilder.

Resultatet er en paradoksal situasjon: for å drive og kontrollere bare ett halvlederkryss som avgir lys, er det nødvendig å bruke komplekse og dyre enheter som inneholder tusenvis eller til og med titusenvis av halvlederstrukturer. Gitt de forskjellige typene og bruksområdene til lysdioder, velger du i dag en strømenhet for ledestripe og lamper med ønskede egenskaper og parametere er en alvorlig vanskelighetsgrad.

Videreutvikling av strømforsyninger og kontroll ses i etableringen av fleksible, universelle, programmerbare drivere som inneholder en ganske kraftig sentral prosessor. Den eksterne "stroppen" av brikkene vil gjøre det mulig å bruke dem både direkte til å drive lampene fra nettverket og for å samhandle med eksterne kontrollenheter. Den nødvendige elementærbasen eksisterer i dag. Stopp bare for et vellykket design.

Se også på vår hjemmeside:Slik installerer du LED taklamper

Comments

[#1]

For å justere lysstyrken på lysdioder og glødelamper bruker jeg strømstabilisatorer og PWM-regulatorer hele mitt bevisste liv, og for lysdioder bruker industrien PWM-regulatorer. Og hvis det ikke er noen grunnleggende kunnskap om det grunnleggende om elektronikk, er det ikke verdt å villede folk med slike tekster. Enklere PWM-kontroller er bare parametrisk.

[#2 Artem]

Når du kontrollerer armaturer med LED og lysrør med diodeopplyste brytere, blinker noen og en svak glød oppstår i andre når bryteren er i åpen tilstand. Dette skyldes det faktum at en strøm (ca. 20 mA) passerer gjennom diodens bakgrunnsbelysning på bryteren.

[#3]

Det er bedre å kontrollere lysdioder uten PWM, som i motsetning til andre lamper, lyser LED umiddelbart og slukker, og det er grunnen til at flimring blir skadelig for synet (spesielt ved høy driftssyklus, som oppstår med veldig lav lysstyrke).

I motsetning til glødelamper, forstyrrer ikke lysdioder med lav strøm særlig lysskyggen. I tillegg, på grunn av den gode effektiviteten, vil ikke motstanden varme særlig opp. Derfor er nåværende kontroll en god løsning for dem. Og siden det er mange pærer i lampen for å gjøre den mørkere - kan du bare slå av noen av pærene.

[#4]

Kompetent artikkel. Litt overfladisk, men passer ikke lenger inn i et slikt tekstvolum. Og "å ha grunnleggende kunnskap om det grunnleggende om elektronikk" kan underholdes ved å lodde PWM-kontrollere på en 555 timer og bare MOSFET-e, ødelegge syn og lysdioder, og ignorere funksjonene for å kontrollere kraftige lysdioder.