Šviesos be vairuotojo

Didysis Amerikos verslininkas ir elektros lempučių išradėjas Thomas Alva Edisonas kartą pasakė, kad „Mes padarysime elektrą taip pigiai, kad tik turtingieji degs žvakes“, kas, be abejo, tapo ir šiandien. Nuo mažų namų iki asfaltuotų kelių iki didelių pramonės šakų galime pastebėti, kad saulei tekant mūsų aplinką apšviečia kintamosios srovės žibintai. Ankstesnėse apšvietimo sistemose buvo naudojamos skirtingos lemputės, tokios kaip kaitinamosios lemputės, kompaktinės fluorescencinės lemputės (CFL) ir kt., Tačiau šiandien, atsižvelgiant į LED šviesos pažangą, šias kaitrines ir CFL lemputes greitai pakeičia LED lempos. Pasaulinėje LED apšvietimo rinkoje pastebimas ilgalaikis augimas, kurio dydis 2018 m. Buvo įvertintas 45,57 mlrd. USD.

Nors yra žinoma, kad LED žibintai yra beveik 90% efektyvesni nei kaitrinės lemputės ir jų tarnavimo laikas yra geresnis nei kitų kintamosios srovės lempučių, vis tiek kenčia nuo vieno nesėkmės. Tai reiškia, kad šviesos diodų lemputes varo nuolatinė įtampa, tačiau visas mūsų maitinimo šaltinis yra kintamosios srovės. Tai privertė dizainerius naudoti papildomą komponentą, vadinamą LED tvarkykle, kuris yra ne kas kita kaip kintamosios srovės ir nuolatinės srovės keitiklio tipas. Šis vairuotojas konvertuos kintamosios srovės maitinimą iš tinkamos į nuolatinę įtampą LED lemputei maitinti. Bet tada buvo pristatytos kintamosios srovės LED lemputės be vairuotojo, kurias galima tiesiogiai prijungti prie kintamosios srovės tinklo be jokių išorinių tvarkyklių modulių. Šiame straipsnyje mes sužinosime daugiau apie „ Driverless LED“ sistemas ir jų raidą bėgant laikui.

Kodėl LED sistemos be vairuotojo?

Pagrindinė tradicinių didelės galios kintamosios ir nuolatinės srovės perjungimo šviesos diodų tvarkyklių problema yra su ja susijęs energijos praradimas. Šios tradicinės kintamosios srovės LED tvarkyklės naudoja perjungimo topologijas ir rezistorius, kad valdytų šviesos diodų srovę. Šis perjungimas sukelia šilumą, kuri sumažina sistemos efektyvumą. Taip pat dėl ​​šios papildomos schemos padidėja bendra lemputės kaina. Štai kodėl mūsų ankstesniame straipsnyje aptarėme pigių LED tvarkyklių sistemą ir netgi sukūrėme, kad patikrintume jos veikimą.

Kita siaubinga kintamosios srovės LED tvarkyklių problema yra mirgėjimas. Kadangi dauguma iš mūsų pastebėjo, kad senosios LED tvarkyklių grandinės turi mirgėjimą. Didžiausiais atvejais šios tradicinės kintamosios srovės LED tvarkyklių grandinės naudoja pusę sinuso bangos, dvigubai didesnės už elektros linijos dažnį. Tai reiškia, kad 50 Hz dažnio elektros linijoje jis sukuria beveik 100 judesių, kuriuos gali aptikti žmogaus akys, ir tai yra kenksminga. Tai turėtų būti pašalinta. Taigi įdiegta šiuolaikinė technologija, kurioje vietoj tradicinio kintamosios srovės keitiklio, naudojant perjungimo topologijas, naudojama nedaug pasyvių komponentų.

Vairuotojo kintamosios srovės šviesos diodai - veikia

LED sistema be vairuotojo vadinama kintamosios srovės šviesos diodų varikliu. Bet kas yra kintamosios srovės šviesos diodų variklis? Variklis paprastai naudojamas vienos energijos formai paversti kita. Pavyzdžiui, variklio variklis naudojamas kuro pagamintą šilumą paversti veleno judesiu. Panašiai kintamosios srovės šviesos diodų variklis naudojamas paversti elektros energiją šviesos liumenais.

Kintamosios srovės šviesos diodų variklis yra mechaninis armatūra arba plokštė, kurioje sumontuoti LED lustai su visomis elektros jungtimis. Tai yra paruoštas šviesos šaltinis, kurį galima lengvai pritvirtinti prie kintamosios srovės lizdo. Tai padeda LED lemputėms veikti kaip tiesioginis kitų įprastų lempų pakaitalas.

Šio kintamosios srovės šviesos diodo kūrimas turi kelis etapus. Tai prasidėjo paprasčiausiai sujungiant standartinius šviesos diodus nuosekliai, kad atitiktų bendrą šviesos diodų priekinę įtampą su didžiausia kintamosios srovės įėjimo įtampa. Skamba kaip gera idėja uždegti tuos šviesos diodus be jokio tvarkyklės, tačiau tai nebuvo sėkminga. Šis dizainas turi didelį trūkumą, kintamosios srovės įtampa keičia savo poliškumą iš teigiamo į neigiamą kiekvieno ciklo metu, todėl dėl kiekvieno teigiamo ciklo šviesos diodai yra nukreipti į priekį (įjungti), tačiau kiekviename neigiamame cikle šviesos diodai tampa atvirkštiniai, todėl jie išsijungia.

Pirmosios kartos šviesos diodai be vairuotojo

Taigi koks sprendimas? Šiuo metu buvo pristatyta pirmoji be vairuotojo kintamosios srovės LED lempučių karta, kurioje kiekvienas šviesos diodų segmentas buvo pakeistas antiparalele pora, kaip ir toliau pateiktame paveikslėlyje.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje šviesos diodai yra sujungti priešingai. Kiekviename teigiamame cikle viena porų pusė yra nukreipta į priekį, o kita - atvirkščiai, tačiau neigiamame cikle būsenos pasikeičia, o kiti šviesos diodai užsidega. Čia srovę riboja vienas didelės galios rezistorius R1.

Teigiama grandinės pusė yra efektyvumas. Efektyvumas yra labai didelis. Fazės srovės ir įtampos bangos forma, einanti per grandinę, sukuria didelį galios koeficientą. Nepaisant pirmiau minėtos teigiamos pusės, pirmoji be vairuotojo LED šviesos variklio karta yra gedimas. Taip yra dėl prasto mirgėjimo indekso ir dvigubo šviesos diodų skaičiaus, nei reikalaujama. Tai sukuria blykstės efektą, kurį žmogaus akys gali lengvai aptikti, o pusė naudojamų šviesos diodų bet kuriuo metu nedega.

Antrosios kartos šviesos diodai be vairuotojo

Iš šio trūkumo yra sukurti antrosios kartos be vairuotojo kintamosios srovės LED varikliai. Šį kartą tikslas yra sumažinti šviesos diodų skaičių. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei kintamosios srovės transformacija į nuolatinę srovę Todėl tilto lygintuvo diodas yra įtrauktas į antrosios kartos be vairuotojo kintamosios srovės šviesos diodų variklius. Išskyrus lygintuvo diodus, viskas grandinėje nepakinta.

Kaip ir prieš tai, kai rezistorius R1 valdo šviesos diodų srovę. Dabar kiekvienas neigiamas ir teigiamas ciklas praeina per šviesos diodus, todėl jie lieka įjungti per abu ciklus.

Trečios kartos šviesos diodai be vairuotojo

Trečiosios kartos kintamosios srovės LED varikliai pristatomi siekiant padidinti efektyvumą ir gauti patobulintą mirgėjimo indeksą. Į grandinę pridedamas perjungimo valdiklis, kuris atskirai gali valdyti šviesos diodus iki tam tikro lygio, kur elektros linijos įtampa yra tokia pati kaip LED įtampa. Srovės ribos funkcija taip pat yra integruotame perjungimo valdiklyje ir ją galima perkonfigūruoti naudojant išorinius komponentus. Tokia grandinė galėtų užtikrinti beveik 80% efektyvumo ir nuo 30 iki 0,35 mirgėjimo indeksą.

Ketvirtos kartos šviesos diodai be vairuotojo

Ketvirtos kartos be vairuotojo kintamosios srovės LED varikliuose valdiklis pašalinamas, o pasyvūs komponentai naudojami kompensuoti gamybos sąnaudas. Be to, efektyvumas yra pranašesnis su dideliu galios koeficientu ir padidintu mirgėjimo indeksu.

Grandinė veikia su dviem nepriklausomais srovės impulsais, kurie yra talpiškai riboti srovės impulsai ir varžai riboti srovės impulsai. Šie srovės impulsai tiekiami į LED eilutę taip, kad LED eilutė gautų du srovės impulsus per pusę linijos įtampos ciklo. Žemiau esančiame paveikslėlyje yra ketvirtos kartos mažos galios be vairuotojo kintamosios srovės LED šviesos variklio grandinė.

Minėtos grandinės veikimas yra gana įdomus. Per pirmąjį įvesties kintamosios srovės ciklą srovė eina per rezistorių R1 ir galiausiai įkrauna kondensatorių C1 ir grįžta atgal į tilto lygintuvo diodą per antrąją šviesos diodų eilutę, įkraunant kondensatorių C2 ir per rezistorių R2. Neigiamos smailės metu kondensatorius C4 atitinkamai išleidžia C1 ir C2 ir stumia srovę ant antrosios stygos. Taigi kiekvieno ciklo metu srovė, reikalinga šviesos diodų stygoms įžiebti, nevirsta per rezistorius. Beveik 40-50% visos srovės praeina pro rezistorius, kurie padidina efektyvumą iki 90%, sumažindami šilumos išsiskyrimą.

Šviesos diodų įvesties bangos formą ir įvesties kintamą įtampą galima pamatyti žemiau esančiame paveikslėlyje.

Aukščiau pateiktame grafike rodomi trys diagramos, kurios yra: įėjimo įtampa, kairės šviesos diodų eilutės srovė ir dešinės šviesos diodų eilutės srovė laikui bėgant. Esant 230 V įtampai, šviesos diodų eilutės užsidega pakaitomis. Tai labai greitas perėjimas mili-sekundžių diapazone.

LED vairuotojo be šviesos vairuotojo privalumai

1. Šiuos LED vairuotojus be vairuotojo yra lengviau gaminti. Kaina yra sumažinta ir reikalauja labai mažos priežiūros.

2. Dėl patobulinto mirgėjimo indekso jis gali būti naudojamas aukštose įlankų šviesose. Be to, biurų, kambarių, švietimo sektoriuose naudojami be vairuotojo kintamosios srovės LED žibintai.

3. Pašalinus šviesos diodų tvarkyklę, ji įgalina pertvarkymo funkciją. LED gaminiai gali būti įvairių formų ir dydžių.

4. Lengvas ir greitas montavimas yra dar viena puiki vairuotojo kintamosios srovės šviesos diodų savybė.

LED vairuotojų be vairuotojo gamintojas

„AC“ LED lemputė be vairuotojo šiandien parduodama kaip karštas pyragas. Skirtingi gamintojai gamina kitokią be vairuotojo kintamosios srovės LED technologiją. Kinija yra viena iš pirmaujančių be vairuotojo kintamosios srovės šviesos diodų tiekėjų. Tačiau šviesos diodus su labai aukšta priekine įtampa ir dideliu liumenu taip pat gamina kelios įmonės. Aukštos įtampos šviesos diodai užtikrina mažą komponentų skaičių be vairuotojo kintamosios srovės LED sistemoje. Populiarūs be vairuotojo kintamosios srovės LED gamintojai šiame segmente yra „Cree“, „LUMILEDS“, „SAMSUNG“, „NMB Technologies“, „Opulent“ ir kt.