Problèmes d'alimentation de la lampe LED difficiles

L'article parle des caractéristiques de puissance des lampes et modules LED. Les problèmes et les caractéristiques des dispositifs d'alimentation électrique et le contrôle de ces lampes sont considérés.

L'éclairage LED envahit rapidement nos vies, essayant de remplacer les lampes fluorescentes écoénergétiques qui sont déjà devenues familières. Jusqu'à présent, ce n'est pas très réussi. Faible puissance, focalisation lumineuse étroite, haute luminosité et l'effet aveuglant des LED ne permet pas de créer un éclairage confortable dans les appartements. Mais ce sont toutes des «maladies infantiles» de nouvelles sources qui seront surmontées dans un avenir proche. Et ici Problème d'alimentation de la lampe LED mérite une attention particulière.

Rappelez-vous que La LED est un appareil avec le principe actuel de génération de lumière. La conversion directe du courant électrique en lumière est due à la recombinaison des charges dans la zone de transition des semi-conducteurs. Si l'efficacité de la conversion des charges en rayonnement lumineux était proche de 100%, cela éliminerait un certain nombre de problèmes techniques et technologiques graves rencontrés par les fabricants ampoules led haute puissance aujourd'hui.

Bien sûr, par rapport à l'efficacité des lampes à incandescence, n'atteignant pas 3%, et des lampes fluorescentes, dont l'efficacité atteint à peine 9%, les LED avec leurs 22% sont des leaders incontestables parmi les sources lumineuses. Cependant, 8 sur 10 watts de puissance électrique fournie au cristal émetteur sont convertis en chaleur. Et il est difficile de le détourner, car le silicium est un matériau de dissipateur thermique médiocre.

En bref, les LED ne tolèrent pas les températures élevées, et elles répondent aux mêmes appareils: elles désactivent les LED, accélérant les processus de diffusion dans les semi-conducteurs. Idéalement, à des températures cryogéniques, la durée de vie de la LED est illimitée. Mais à 100 degrés, il est au mieux de 50 000 heures.

Par conséquent, ces temps «d'or» se sont écoulés lorsqu'un indicateur LED de faible puissance peut être allumé via une résistance de limitation et oublier son existence. Avec une augmentation de l'efficacité et de la puissance des LED, il est nécessaire d'équilibrer sur la frontière instable des courants et des températures extrêmement élevés.

Les premières lampes LED (SL) avaient une conception d'alimentation simple: un condensateur limiteur de courant, un redresseur, puis une chaîne séquentielle de diodes émettrices. De plus, ils avaient des pulsations importantes du flux lumineux dues à la faible inertie des LED. Ces lampes ont été utilisées pour éclairer les pièces de service, les cages d'escalier et les plaques d'immatriculation des maisons.

Mais ils n'étaient absolument pas adaptés à l'éclairage de locaux résidentiels. Tout d'abord, à travers les caractéristiques insatisfaisantes du flux lumineux pulsé. L'avènement des LED haute puissance et des modules LED d'une puissance allant jusqu'à 50 voire 100W a nécessité le développement de alimentations spécialisées pour leur fonctionnement normal.

Candidature stabilisateurs de courant linéaires pour alimenter les lampes LED s'est avéré acceptable uniquement pour des courants jusqu'à 1A. Malgré la large gamme et les paramètres de sortie de précision, les microcircuits avaient de grandes pertes de chaleur, nécessitaient l'utilisation de radiateurs et ne pouvaient pas être utilisés dans les lampes LED haute puissance. Aujourd'hui, les LED et les modules individuels ont des stabilisateurs intégrés intégrés, mais ces modules sont principalement utilisés lorsqu'ils sont alimentés par des piles rechargeables.

La sortie a été trouvée sur le mode de candidature. alimentations à découpage pour lampes LED. En fait, ce sont des semi-conducteurs ballasts pour lampes fluorescentes compactesoptimisé pour alimenter les lampes LED.L'avantage des dispositifs à impulsions est la capacité de travailler à partir de la tension secteur (220V), une efficacité élevée, une facilité de contrôle du courant de stabilisation.

Les inconvénients comprennent le prix élevé, le courant d'entrée et le courant de sortie ondulé, ce qui réduit la durée de vie des LED. Avec une certaine complication de ces appareils, appelés "Pilotes LED", les interférences sur le réseau sont effectivement supprimées. De tels pilotes sont disponibles en conception intégrée par de nombreuses entreprises.

Un exemple est la série LM de pilotes abaisseur et boost avec modulation de largeur d'impulsion de National Semiconductor. Malheureusement, la tension d'entrée des microcircuits ne dépasse pas 100 V, ce qui rend difficile leur connexion directe au réseau 220 V. Par conséquent, pour les lampes LED pour la tension du secteur, des pilotes fabriqués sur des éléments discrets sont toujours utilisés.

Une large gamme de pilotes pour l'installation intérieure et extérieure offre la société de Taiwan Mean Well Enterprises. Ses convertisseurs AC / DC couvrent la plage de puissance de 20 à 300 watts. La tension d'entrée peut varier de 90 à 264V, il y a une protection contre les surtensions, les courts-circuits, la correction du facteur de puissance d'entrée.

Des appareils encore plus complexes ont pilotes avec la possibilité de contrôler la luminosité des lampes LED ou gestion des couleurs lors de l'utilisation de modules LED comme charge avec LED RGB tricolores.

Pour la gestion des couleurs, des contrôleurs spécialisés avec 4 ou 6 sorties, une mémoire de programme ou des entrées de contrôle provenant d'appareils externes sont utilisés. Ces contrôleurs vous permettent d'obtenir une gamme de couleurs complète, mais compliquent également l'équipement d'alimentation de ces lampes.

Contrôle de luminosité LED dans le cas de l'utilisation d'appareils pulsés avec une large gamme de tensions d'entrée, cela crée des difficultés considérables. Circuits de gradation traditionnels dans ce cas, ne fonctionne pas. Nous devons ajuster les paramètres des étages de sortie du pilote, ce qui est loin d'être simple et complique encore une fois l'alimentation de ces sources lumineuses.

Le résultat est une situation paradoxale: pour alimenter et contrôler une seule jonction semiconductrice émettant de la lumière, il est nécessaire d'utiliser des dispositifs complexes et coûteux contenant des milliers voire des dizaines de milliers de structures semiconductrices. Étant donné la variété des types et des applications des LED, aujourd'hui, sélectionnez un dispositif d'alimentation pour bande menée et les lampes ayant les propriétés et les paramètres souhaités posent une grave difficulté.

La poursuite du développement des alimentations et du contrôle se traduit par la création de pilotes programmables flexibles, universels, contenant un processeur central assez puissant. Le «cerclage» externe des puces leur permettra d'être utilisées à la fois directement pour alimenter les lampes du réseau et pour interagir avec des dispositifs de contrôle externes. La base élémentaire nécessaire existe aujourd'hui. Arrêtez-vous uniquement pour une conception réussie.

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