Izaicina LED lampu enerģijas problēmas

Rakstā runāts par LED lampu un moduļu jaudas īpašībām. Tiek apskatītas barošanas ierīču problēmas un īpašības, kā arī šādu lampu vadība.

LED apgaismojums ātri iebrūk mūsu dzīvē, mēģinot izspiest energoefektīvās dienasgaismas spuldzes, kuras jau ir kļuvušas pazīstamas. Pagaidām tas nav bijis ļoti veiksmīgs. Zema jauda, ​​šaurs gaismas fokuss, augsts spilgtums un gaismas diožu apžilbinošais efekts neļauj dzīvokļos radīt ērtu apgaismojumu. Bet tās visas ir jaunu avotu “bērnības slimības”, kuras tiks pārvarētas tuvākajā nākotnē. Un šeit LED lampas strāvas problēma ir pelnījis ciešāku uzmanību.

Atgādiniet to LED ir ierīce ar pašreizējo gaismas ģenerēšanas principu. Elektriskās strāvas tieša pārvēršana gaismā ir saistīta ar lādiņu rekombināciju pusvadītāju pārejas zonā. Ja maksas pārvēršanas gaismā efektivitāte būtu tuvu 100%, tas likvidētu vairākas nopietnas tehniskas un tehnoloģiskas problēmas, ar kurām sastopas ražotāji lieljaudas led spuldzes šodien.

Protams, salīdzinot ar kvēlspuldzēm, kas nesasniedz 3%, un dienasgaismas spuldzēm, kuru efektivitāte tik tikko sasniedz 9%, LED, izmantojot savus 22%, ir neapstrīdami līderi gaismas avotu vidū. Tomēr 8 no katriem 10 vatiem elektroenerģijas, kas tiek piegādāti emitējošajam kristālam, tiek pārveidoti par siltumu. Un viņu ir grūti novirzīt, jo silīcijs ir slikts siltuma izlietnes materiāls.

Īsāk sakot, gaismas diodes nepieļauj augstu temperatūru, un tās reaģē uz tām pašām ierīcēm: tās izslēdz gaismas diodes, paātrinot difūzijas procesus pusvadītājos. Ideālā gadījumā kriogēnā temperatūrā LED darbības laiks ir neierobežots. Bet 100 grādos viņš labākajā gadījumā ir 50 000 stundu.

Tāpēc ir pagājuši tie "zelta" laiki, kad mazjaudas LED indikatoru varēja ieslēgt caur ierobežojošo rezistoru un aizmirst par tā esamību. Palielinoties gaismas diožu efektivitātei un jaudai, uz nestabilās robežas ir jālīdzsvaro ārkārtīgi augstas straumes un temperatūras.

Pirmajām LED lampām (SL) bija vienkāršs barošanas avota dizains: strāvu ierobežojošs kondensators, taisngriezis un pēc tam izstarojošo diožu secīga ķēde. Turklāt gaismas diožu zemās inerces dēļ viņiem bija ievērojama gaismas plūsmas pulsācija. Šādas lampas ir izmantotas saimniecības telpu, kāpņu telpu un mājas numura zīmju apgaismošanai.

Bet tie bija pilnīgi nepiemēroti dzīvojamo telpu apgaismošanai. Pirmkārt, caur neapmierinošajām pulsējošās gaismas plūsmas īpašībām. Lieljaudas LED un LED moduļu ar jaudu līdz 50 un pat 100 W parādīšanās ir radījusi nepieciešamību specializēti barošanas bloki to normālai darbībai.

Pieteikums lineāro strāvas stabilizatori LED lampu darbināšanai Tas izrādījās pieņemams tikai straumēm līdz 1A. Neskatoties uz plašo diapazonu un precīziem izejas parametriem, mikroshēmām bija lieli siltuma zudumi, bija nepieciešami radiatori un tos nevarēja izmantot lieljaudas LED lampās. Mūsdienās atsevišķām gaismas diodēm un moduļiem ir integrēti integrētie stabilizatori, taču šādus moduļus galvenokārt izmanto, ja tos baro ar uzlādējamām baterijām.

Izeja tika atrasta pieteikšanās ceļā. komutācijas barošanas avoti LED lampām. Faktiski tie ir pusvadītāji kompaktu dienasgaismas spuldžu balastioptimizēts LED lampu darbināšanai.Impulsu ierīču priekšrocība ir spēja strādāt no tīkla sprieguma (220 V), augsta efektivitāte, stabilizācijas strāvas vadības viegla.

Trūkumi ir augstā cena, ieejas strāvas ieeja un pulsējošā izejas strāva, samazinot gaismas diožu kalpošanas laiku. Ar dažām šo ierīču komplikācijām, ko sauc par "LED draiveri", tīkla traucējumi tiek efektīvi apslāpēti. Šādi draiveri ir pieejami integrētā dizainā daudziem uzņēmumiem.

Kā piemēru var minēt Nacionālā pusvadītāja LM sēriju, kas paredz atkāpšanos un pastiprināšanu, ar impulsa platuma modulāciju. Diemžēl mikroshēmu ieejas spriegums nav lielāks par 100V, kas apgrūtina to tiešu pievienošanu 220V tīklam. Tāpēc LED lampām tīkla spriegumam joprojām tiek izmantoti draiveri, kas izgatavoti uz diskrētiem elementiem.

Plašu draiveru klāstu iekštelpu un āra uzstādīšanai piedāvā uzņēmums no Taivānas Mean Well Enterprises. Tās maiņstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāji nodrošina jaudas diapazonu no 20 līdz 300 vatiem. Ieejas spriegums var mainīties no 90 līdz 264 V, ir aizsardzība pret pārspriegumu, īssavienojumu, ieejas jaudas koeficienta korekcija.

Vēl sarežģītākām ierīcēm ir autovadītāji ar iespēju kontrolēt LED lampu spilgtumu vai krāsu pārvaldība, ja LED moduļus izmanto kā slodzi ar trīskrāsu RGB gaismas diodēm.

Krāsu pārvaldībai tiek izmantoti specializēti kontrolieri ar 4 vai 6 izejām, programmas atmiņu vai vadības ieejām no ārējām ierīcēm. Šādi kontrolieri ļauj iegūt pilnu krāsu gammu, bet papildus sarežģī šādu lampu barošanas aprīkojumu.

LED spilgtuma kontrole ja tiek izmantotas impulsa ierīces ar plašu ieejas spriegumu, tas rada ievērojamas grūtības. Tradicionālās dimmera shēmas šajā gadījumā nedarbojas. Ir jāpielāgo vadītāja izejas posmu parametri, kas nebūt nav vienkāršs un atkal sarežģī šādu gaismas avotu barošanas avotus.

Rezultāts ir paradoksāla situācija: lai vadītu un kontrolētu tikai vienu pusvadītāju krustojumu, kas izstaro gaismu, ir jāizmanto sarežģītas un dārgas ierīces, kas satur tūkstošiem vai pat desmitiem tūkstošu pusvadītāju struktūru. Ņemot vērā gaismas diožu veidu un pielietojumu dažādību, šodien izvēlieties barošanas ierīci led sloksne lampas ar vēlamajām īpašībām un parametriem rada nopietnas grūtības.

Turpmāka barošanas avotu un vadības attīstība ir redzama elastīgu, universālu, programmējamu draiveru izveidē, kas satur diezgan jaudīgu centrālo procesoru. Mikroshēmu ārējā “saķere” ļaus tās izmantot gan tiešai lampu barošanai no tīkla, gan mijiedarbībai ar ārējām vadības ierīcēm. Nepieciešamā elementārā bāze pastāv mūsdienās. Pietura tikai veiksmīgam dizainam.

Skatīt arī mūsu mājas lapā:Kā uzstādīt LED griestu lampas