Udfordrende LED-lampe Strømproblemer

Artiklen taler om strømfunktionerne i LED-lamper og moduler. Problemer og funktioner ved strømforsyningsenheder og kontrol af sådanne lamper overvejes.

LED-belysning invaderer hurtigt vores liv og forsøger at fortrænge energieffektive lysstofrør, der allerede er blevet kendt. Indtil videre er dette ikke særlig succes. Lav effekt, smalt lysfokus, høj lysstyrke og den blændende effekt af LED'er tillader ikke at skabe komfortabel belysning i lejligheder. Men dette er alle ”børnesygdomme” af nye kilder, der vil blive overvundet i den nærmeste fremtid. Og her Problem med LED-lampe fortjener nærmere opmærksomhed.

Husk det LED er en enhed med det nuværende princip om lysgenerering. Den direkte konvertering af elektrisk strøm til lys skyldes rekombination af ladninger i halvlederovergangsområdet. Hvis effektiviteten af ​​konverteringen af ​​afgifter til lys var tæt på 100%, ville dette fjerne en række alvorlige tekniske og teknologiske problemer, som producenterne står overfor høje kraft led pærer dag.

Sammenlignet med effektiviteten af ​​glødelamper, der ikke når op på 3%, og lysstofrør, hvor effektiviteten næppe når 9%, er LED'er med deres 22% ubestridelige førere blandt lyskilder. Imidlertid konverteres 8 ud af hver 10 watt elektrisk strøm, der leveres til den udsendende krystal, til varme. Og det er svært at aflede ham, fordi silicium er et dårligt kølelegemet materiale.

Kort sagt, lysdioder tolererer ikke høje temperaturer, og de reagerer på de samme enheder: de deaktiverer lysdioder, hvilket accelererer diffusionsprocesser i halvledere. Ideelt set ved kryogene temperaturer er LED'ets levetid ubegrænset. Men ved 100 grader er han i bedste fald 50.000 timer.

Derfor er disse "gyldne" tider gået, hvor en LED-indikator med lav effekt kunne tændes gennem en begrænsende modstand og glemme dens eksistens. Med en forøgelse af LED's effektivitet og magt er det nødvendigt at afbalancere på den gystende grænse mellem ekstremt høje strømme og temperaturer.

De første LED-lamper (SL) havde et simpelt strømforsyningsdesign: en strømbegrænsende kondensator, en ensretter og derefter en sekventiel kæde med udsendelsesdioder. Desuden havde de betydelige pulseringer af lysfluxen på grund af den lave inerti af lysdioderne. Sådanne lamper er blevet brugt til belysning af bryggers, trappeopgange og husnummerplader.

Men de var helt uegnede til belysning af boliger. Først og fremmest gennem de utilfredsstillende egenskaber ved den pulserende lysstrøm. Fremkomsten af ​​højeffekt-LED'er og LED-moduler med effekt op til 50 og endda 100W har nødvendiggjort udviklingen af specialiserede strømforsyninger til deres normale drift.

ansøgning lineære strømstabilisatorer til strømforsyning af LED-lamper Det viste sig at være acceptabelt kun for strømme op til 1A. På trods af det store udvalg og præcisionsudgangsparametre havde mikrokredsløbene store varmetab, krævede brug af radiatorer og kunne ikke bruges i LED-lamper med høj effekt. I dag har individuelle LED'er og moduler integrerede integrerede stabilisatorer, men sådanne moduler bruges hovedsageligt, når de drives af genopladelige batterier.

Vejen ud blev fundet på vej til ansøgning. skifte strømforsyning til LED-lamper. Faktisk er dette halvleder forkoblinger af kompakte lysstofrøroptimeret til at tænde LED-lamper.Fordelen ved pulsindretninger er evnen til at arbejde fra netspændingen (220V), høj effektivitet, let stabilisering af strømstyringen.

Ulemperne inkluderer den høje pris, indgangsstrømindgang og rippeludgangsstrøm, hvilket reducerer levetiden på lysdioderne. Med en vis komplikation af disse enheder, kaldet "LED-drivere", netværksinterferens er effektivt undertrykt. Sådanne drivere fås i integreret design af mange virksomheder.

Et eksempel er LM-serien med step-down og boost-drivere med pulsbreddemodulation fra National Semiconductor. Desværre er indgangsspændingen på mikrokredsløbene ikke mere end 100V, hvilket gør det vanskeligt at direkte forbinde dem til 220V-netværket. Derfor bruges drivere, der er fremstillet af diskrete elementer, stadig til LED-lamper til netspænding.

En bred vifte af drivere til indendørs og udendørs installation tilbyder virksomheden fra Taiwan Mean Well Enterprises. Dets AC / DC-konvertere dækker effektområdet fra 20 til 300 watt. Indgangsspændingen kan variere fra 90 til 264V, der er beskyttelse mod overspænding, kortslutning, korrektion af indgangseffektfaktoren.

Endnu mere komplekse enheder har drivere med evnen til at kontrollere lysstyrken på LED-lamper eller farvestyring, når du bruger LED-moduler som en belastning med tri-farve RGB LED'er.

Til farvestyring bruges specialiserede controllere med 4 eller 6 udgange, programhukommelse eller kontrolindgange fra eksterne enheder. Sådanne controllere giver dig mulighed for at få fuld farveområde, men komplicerer desuden strømforsyningsudstyret til sådanne lamper.

LED lysstyrke kontrol i tilfælde af anvendelse af pulserede enheder med en lang række indgangsspændinger skaber det betydelige vanskeligheder. Traditionelle lysdæmper kredsløb i dette tilfælde fungerer det ikke. Det er nødvendigt at justere parametrene for driveroutputtrinnene, som langt fra er enkle og igen komplicerer strømforsyningen til sådanne lyskilder.

Resultatet er en paradoksal situation: til at tænde og kontrollere kun et halvlederkryds, der udsender lys, er det nødvendigt at bruge komplekse og dyre enheder, der indeholder tusinder eller endda titusinder af halvlederstrukturer. I betragtning af de forskellige typer og anvendelser af LED'er skal du i dag vælge en strømindretning til led strimmel og lamper med de ønskede egenskaber og parametre er en alvorlig vanskelighed.

Yderligere udvikling af strømforsyninger og kontrol ses i oprettelsen af ​​fleksible, universelle, programmerbare drivere, der indeholder en ret kraftig central processor. Den eksterne "stropping" af chipsene gør det muligt at bruge dem både direkte til at tænde lamperne fra netværket og til at interagere med eksterne kontrolenheder. Den nødvendige elementærbase findes i dag. Stop kun for et vellykket design.

Se også på vores hjemmeside:Sådan installeres LED loftslamper

Comments

[#1]

For at justere lysstyrken på lysdioder og glødelamper bruger jeg strømstabilisatorer og PWM-regulatorer hele mit bevidste liv, og til lysdioder bruger industrien PWM-regulatorer. Og hvis der ikke er nogen grundlæggende viden om det grundlæggende inden for elektronik, er det ikke værd at vildlede folk med sådanne tekster. Enklere PWM-controller er kun parametrisk.

[#2 Artem]

Når man kontrollerer armaturer med LED og lysstofrør, skifter med diode-belysning, nogle blinker og en svag glød i andre, når afbryderen er i åben tilstand. Dette skyldes det faktum, at en strøm (ca. 20 mA) passerer gennem switchens diode-baggrundsbelysning.

[#3]

Det er bedre at styre LED'er uden PWM som I modsætning til andre lamper lyser LED'er øjeblikkeligt og slukkes, og det er grunden til, at flimring bliver skadelig for synet (især ved høj arbejdscyklus, der opstår, når lysstyrken er meget lav).

I modsætning til glødelamper forvrænder lysdioder ved lav strøm ikke særlig lysskyggen. På grund af den gode effektivitet opvarmes modstanden desuden ikke særlig. Derfor er den aktuelle kontrol en god løsning for dem. Og da der er en masse pærer i lampen for at gøre den mørkere - kan du bare slukke for nogle af pærerne.

[#4]

Kompetent artikel. Lidt overfladisk, men passer ikke længere ind i en sådan mængde tekst. Og "at have grundlæggende viden om det grundlæggende inden for elektronik" kan underholdes ved lodning af PWM-controllere på en 555-timer og bare MOSFET-e, ødelægge syn og LED'er, idet man ignorerer funktionerne ved at kontrollere kraftige LED'er.