Problémy s napájením LED lampy

Článek hovoří o energetických vlastnostech LED lamp a modulů. Jsou zvažovány problémy a vlastnosti napájecích zařízení a ovládání těchto lamp.

LED osvětlení rychle invazuje náš život a snaží se vytlačit energeticky účinné zářivky, které již byly známy. Zatím to není příliš úspěšné. Nízký výkon, úzké zaostření na světlo, vysoký jas a oslepující účinek LED neumožňuje vytvoření pohodlného osvětlení v bytech. Jsou to však všechna „dětská onemocnění“ nových zdrojů, která budou v blízké budoucnosti překonána. A tady Problém s napájením LED lampy zaslouží si větší pozornost.

Připomeň si to LED je zařízení se současným principem generování světla. Přímá přeměna elektrického proudu na světlo je způsobena rekombinací nábojů v polovodičové přechodové zóně. Pokud by účinnost přeměny poplatků na světlo byla téměř 100%, odstranilo by to řadu závažných technických a technologických problémů, s nimiž se výrobci potýkají. žárovky s vysokým výkonem dnes.

Samozřejmě, ve srovnání s účinností žárovek, které nedosahují 3%, a zářivek, u nichž účinnost sotva dosahuje 9%, jsou LED s jejich 22% nespornými vedoucími mezi světelnými zdroji. Avšak 8 z každých 10 wattů elektrické energie dodávané emitujícímu krystalu je přeměněno na teplo. A je těžké ho odvrátit, protože křemík je špatný materiál pro odvod tepla.

Stručně řečeno, diody LED netolerují vysoké teploty a reagují na stejná zařízení: deaktivují LED diody a urychlují difúzní procesy v polovodičích. V ideálním případě je při kryogenních teplotách životnost LED neomezená. Ale při 100 stupních, je v nejlepším případě 50 000 hodin.

Proto tyto „zlaté“ časy uplynuly, když se pomocí omezujícího odporu mohl zapnout indikátor LED s nízkým výkonem a zapomenout na jeho existenci. Se zvýšením účinnosti a výkonu LED diod je nutné vyvážit na chvějící se hranici extrémně vysokých proudů a teplot.

První LED žárovky (SL) měly jednoduchou konstrukci napájecího zdroje: kondenzátor omezující proud, usměrňovač a následně sekvenční řetězec emitujících diod. Kromě toho vykazovaly významné pulsace světelného toku v důsledku nízké setrvačnosti LED. Takové lampy byly použity pro osvětlení technických místností, schodišť a domovních značek.

Byly však zcela nevhodné pro osvětlení obytných prostor. Zaprvé, neuspokojivými charakteristikami pulzujícího světelného toku. Příchod vysoce výkonných LED a LED modulů s výkonem až 50 a dokonce 100 W si vyžádal vývoj specializované napájecí zdroje pro jejich normální provoz.

Aplikace lineární stabilizátory proudu pro napájení LED žárovek Ukázalo se, že je přijatelný pouze pro proudy do 1A. Přes široký rozsah a přesné výstupní parametry měly mikroobvody velké tepelné ztráty, vyžadovaly použití radiátorů a nemohly být použity ve vysoce výkonných LED lampách. V současné době mají jednotlivé LED a moduly integrované integrální stabilizátory, ale tyto moduly se používají hlavně, když jsou napájeny nabíjitelnými bateriemi.

Cesta ven byla nalezena na způsobu aplikace. spínané napájecí zdroje pro LED žárovky. Ve skutečnosti jsou to polovodiče předřadníky kompaktních zářivekoptimalizováno pro napájení LED žárovek.Výhodou pulzních zařízení je schopnost pracovat ze síťového napětí (220 V), vysoká účinnost, snadná regulace stabilizačního proudu.

Nevýhody zahrnují vysokou cenu, vstup spínaného proudu a zvlnění výstupního proudu, snižující životnost LED. S nějakou komplikací těchto zařízení, tzv "LED ovladače", rušení sítě je účinně potlačeno. Tyto ovladače jsou k dispozici v integrovaném designu mnoha společností.

Příkladem je řada LM stupňových a posilovacích ovladačů s modulací šířky pulsu od National Semiconductor. Vstupní napětí mikroobvodů bohužel není vyšší než 100 V, což ztěžuje jejich přímé připojení k síti 220 V. Proto pro LED žárovky pro síťové napětí se stále používají ovladače vyrobené z diskrétních prvků.

Společnost Tchaj-wanu Mean Well Enterprises nabízí širokou škálu ovladačů pro vnitřní i venkovní instalaci. Převodníky AC / DC pokrývají rozsah výkonu od 20 do 300 wattů. Vstupní napětí se může pohybovat od 90 do 264V, je zde ochrana proti přepětí, zkratu, korekce vstupního účiníku.

Ještě složitější zařízení mají řidiči se schopností řídit jas LED žárovek nebo správa barev při použití LED modulů jako zátěže s tříbarevnými LED RGB.

Pro správu barev se používají specializované ovladače se 4 nebo 6 výstupy, programová paměť nebo řídicí vstupy z externích zařízení. Takové ovladače vám umožňují získat barevný gamut, ale navíc komplikují napájecí zařízení těchto lamp.

Ovládání jasu LED v případě použití pulzních zařízení s velkým rozsahem vstupního napětí to způsobuje značné potíže. Tradiční stmívací obvody v tomto případě nefungují. Je nutné upravit parametry výstupních stupňů řidiče, což není ani zdaleka jednoduché a opět komplikuje napájení takových světelných zdrojů.

Výsledkem je paradoxní situace: k napájení a řízení pouze jednoho polovodičového přechodu vyzařujícího světlo je nutné použít složitá a drahá zařízení obsahující tisíce nebo dokonce desítky tisíc polovodičových struktur. Vzhledem k různým typům a aplikacím LED diod dnes vyberte napájecí zařízení led pruh a lampy s požadovanými vlastnostmi a parametry jsou vážnou obtíž.

Další vývoj napájecích zdrojů a řízení je patrný ve vytváření flexibilních, univerzálních, programovatelných ovladačů obsahujících poměrně silný centrální procesor. Externí „páskování“ čipů umožní jejich použití přímo k napájení lamp ze sítě a k interakci s externími ovládacími zařízeními. Dnes existuje nezbytná elementární základna. Zastavte se pouze pro úspěšný design.

Viz také na našem webu:Jak nainstalovat stropní LED světla