Kuljettajattomat led-valot

Suuri amerikkalainen liikemies ja hehkulamppujen keksijä - Thomas Alva Edison sanoi kerran, että "Teemme sähköstä niin halpaa, että vain rikkaat polttavat kynttilöitä", mistä on todellakin tullut nykyään. Pienestä talosta päällystettyihin teihin suuriin teollisuudenaloihin voimme havaita vaihtovirtavalot, jotka valaisevat ympäristöämme auringon laskettua. Aikaisemmissa valaistusjärjestelmissä käytettiin erilaisia ​​polttimoita, kuten hehkulamppuja, pienikokoisia loistelamppuja (CFL) jne., Mutta nykyään LED-valotekniikan kehityksen myötä nämä hehkulamput ja CFL-lamput korvataan nopeasti LED-valoilla. Maailmanlaajuisten LED-valaistusmarkkinoiden kasvu on jatkunut pitkään, ja sen koko arvioitiin 45,57 miljardiksi dollariksi vuonna 2018.

Vaikka tiedetään, että LED-valot ovat lähes 90% tehokkaita kuin hehkulamput ja niiden käyttöikä on parempi kuin muilla AC-lampuilla, se kärsii kuitenkin yhdestä takaiskusta. Toisin sanoen LED-valoja ohjaa tasajännite, mutta kaikki verkkojännitteemme on vaihtovirta. Tämä on pakottanut suunnittelijat käyttämään lisäkomponenttia, jota kutsutaan LED-ohjaimeksi, joka ei ole muuta kuin eräänlainen AC-DC-muunnin. Tämä ohjain muuntaa verkkovirran sopivaksi tasajännitteeksi LED-valon virran saamiseksi. Mutta sitten otettiin käyttöön AC-ohjaimeton LED-lamput, jotka voidaan liittää suoraan verkkovirtaan ilman ulkoisia ohjainmoduuleja. Tässä artikkelissa opitaan lisää kuljettajattomista LED-järjestelmistä ja niiden kehityksestä ajan myötä.

Miksi ohjaimeton LED-järjestelmä?

Suurin ongelma perinteisten suuritehoisten vaihtovirta-DC-kytkentäisten LED-ohjainten kanssa on siihen liittyvä virran menetys. Nämä perinteiset AC-LED-ohjaimet käyttävät kytkentätopologioita ja vastuksia LED-virran ohjaamiseen, tämä kytkentä aiheuttaa lämpöä, joka vähentää järjestelmän tehokkuutta. Myös tämä lisäpiiri johtaa hehkulampun kokonaiskustannusten nousuun. Siksi edellisessä artikkelissamme keskustelimme edullisesta LED-ajurijärjestelmästä ja jopa rakensimme sen testaamaan sen suorituskykyä.

Toinen AC-LED-ohjainten loistava ongelma on välkkyvä vaikutus. Kuten useimmat meistä ovat huomanneet, vanhoilla LED-ohjainpiireillä on välkkyvä vaikutus. Suurimmissa tapauksissa nämä perinteiset AC-LED-ohjainpiirit käyttävät puoli-siniaaltoa kaksinkertaisella voimajohtotaajuudella. Tämä tarkoittaa, että 50 Hz: n taajuusvoimajohdossa se tuottaa melkein 100 välähdystä, jotka ihmisen silmät voivat havaita, ja se on haitallista. Tämä olisi poistettava. Joten otetaan käyttöön nykyaikainen tekniikka, joka käyttää vain vähän passiivisia komponentteja perinteisen vaihtovirta-DC-muuntimen sijasta kytkentätopologioita käyttäen.

Ohjaamattomat AC-LED-valot - toimivat

Kuljettajattomalla LED-järjestelmällä on nimeltään AC-LED-valomoottori. Mutta mikä on AC-LED-moottori? Moottoria käytetään yleensä yhden energiamuodon muuntamiseen toiseen. Esimerkiksi moottorimoottoria käytetään polttoaineen tuottaman lämmön muuntamiseen akselin liikkeeksi. Vastaavasti AC-LED-valomoottoria käytetään muuntaa sähköenergia valovirraksi.

AC-LED-valomoottori on mekaaninen kiinnike tai piirilevy, johon on asennettu LED-sirut ja kaikki sähköliitännät. Se on valmiin muotoinen valonlähde, joka voidaan helposti kiinnittää pistorasiaan. Se auttaa LED-lamppuja toimimaan suorana korvikkeena muihin tavanomaisiin lamppuihin.

Tämän AC-LEDin kehittämisessä on useita vaiheita. Se alkoi yksinkertaisesti kytkemällä vakio-LEDit sarjaan vastaamaan LEDien yhdistettyä eteenpäin tulevaa jännitettä suurimmalla vaihtovirran tulojännitteellä. Kuulostaa hyvältä ajatukselta sytyttää nämä LEDit ilman ohjainta, mutta se ei onnistunut. Tällä rakenteella on suuri haittapuoli, vaihtovirta muuttaa napaisuuden positiivisesta negatiiviseksi jokaisen jakson ajan, ja tämän vuoksi jokaisella positiivisella jaksolla LEDit ovat eteenpäin esijännitettyjä (päällä), mutta jokaisessa negatiivisessa jaksossa LEDit ovat kääntyvät esijännitetyiksi, mikä tekee ne sammuvat.

Ensimmäisen sukupolven ohjaimeton LED

Joten mikä on ratkaisu? Tällä hetkellä esiteltiin ensimmäisen sukupolven ohjaimeton AC-LED-valot, joissa kukin ledien segmentti korvataan rinnakkaisparilla, kuten alla olevassa kuvassa.

Yllä olevassa kuvassa LEDit on kytketty rinnakkain. Jokaisessa positiivisessa jaksossa parien toinen puoli on esijännitetty ja toinen puoli on puolueellinen, mutta negatiivisessa jaksossa tilat muuttuvat ja muut LEDit syttyvät. Virtaa tässä rajoittaa yksi suuritehoinen vastus R1.

Piirin positiivinen puoli on hyötysuhde. Tehokkuus on erittäin korkea. Piirin läpi kulkeva vaihevirta ja jännitteen aaltomuoto luovat suuren tehokertoimen. Mutta yllä mainitusta positiivisesta puolesta huolimatta kuljettajattoman LED-valomoottorin ensimmäinen sukupolvi on vika. Se johtuu heikosta välkyntäindeksistä ja kaksinkertaisesta määrästä ledejä kuin vaaditaan. Se tuottaa salamaefektin, jonka ihmissilmät ovat helposti havaittavissa, ja puolet käytetyistä LEDeistä pysyy sammuneina kulloinkin.

Toisen sukupolven ohjaimeton LED

Tästä haittapuolesta on kehitetty toisen sukupolven kuljettajattomat AC-LED-moottorit. Tällä kertaa tavoitteena on pienentää LED-lukemia. Se on mahdollista vain, jos vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi. Siksi sillan tasasuuntaajan diodi sisältyy toisen sukupolven kuljettajattomiin AC-LED-valomoottoreihin. Muut kuin tasasuuntausdiodit, kaikki piirissä ovat ennallaan.

Kuten ennen kuin vastus R1 ohjaa LED-virtaa. Nyt sekä negatiivinen että positiivinen jakso kulkevat LEDien läpi, jolloin ne pysyvät päällä molempien jaksojen aikana.

Kolmannen sukupolven ohjaimeton LED

Kolmannen sukupolven AC-LED-moottorit otetaan käyttöön tehokkuuden lisäämiseksi ja parannetun välkkymisindeksin saamiseksi. Kytkentäohjain lisätään piiriin, joka voi ohjata LED-valoja erikseen tietylle tasolle, jossa voimajohdon jännite on sama kuin LED-jännite. Nykyinen rajatoiminto on saatavana myös integroidussa kytkinohjaimessa ja se voidaan konfiguroida uudelleen ulkoisilla komponenteilla. Tällainen piiri voisi tuottaa lähes 80% hyötysuhteesta ja 0,30 - 0,35 välkyntäindeksin.

Neljännen sukupolven ohjaimeton LED

Neljännen sukupolven kuljettamattomissa AC-LED-moottoreissa ohjain eliminoidaan ja passiivisia komponentteja käytetään kompensoimaan valmistuskustannukset. Myös hyötysuhde on ylivoimainen korkealla tehokertoimella ja parannetulla välkyntäindeksillä.

Piiri toimii kahdella itsenäisellä virtapulssilla, jotka ovat kapasitiivisesti rajoitettua virtapulssia ja resistiivisesti rajoitettua virtapulssia. Nuo virtapulssit syötetään LED-merkkijonoon siten, että LED-merkkijono saa kaksi virtapulssia puolijohtoa kohti verkkojännitettä. Kuvan alapuolella on neljännen sukupolven pienitehoinen kuljettajattomat AC-LED-moottoripiirit.

Yllä olevan piirin toiminta on varsin mielenkiintoista. Tulon AC ensimmäisen puoliskosyklin aikana virta kulkee vastuksen R1 läpi ja lopulta lataa kondensaattorin C1 ja palaa takaisin sillan tasasuuntausdiodiin toisen LED-merkkijonon kautta lataamalla kondensaattorin C2 ja vastuksen R2 kautta. Negatiivisen huipun aikana kondensaattori C4 purkaa vastaavasti C1 ja C2 ja työntää virtaa toiseen jonoon. Joten jokaisessa jaksossa LED-merkkijonojen sytyttämiseen tarvittava virta ei kulje kokonaan vastusten läpi. Lähes 40-50% kokonaisvirrasta kulkee vastusten läpi, mikä lisää hyötysuhdetta jopa 90% vähentämällä lämmöntuottoa.

LEDien tuloaaltomuoto ja tulovirtajännite voidaan nähdä alla olevasta kuvasta.

Yllä oleva kaavio näyttää kolme kuvaajaa, jotka ovat Tulojännite, Vasemman LED-merkkijonovirta ja Oikean LED-merkkijonovirta ajan myötä. 230 V: n verkkojännitteessä LED-merkkijonot palavat vuorotellen. Se on erittäin nopea siirtyminen mili-sekunnin alueella.

Kuljettajattoman LED-valotekniikan edut

1. Nämä kuljettamattomat LED-valot on helpompi valmistaa. Kustannukset ovat pienemmät ja vaativat erittäin vähän huoltoa.

2. Parannetun välkyntäindeksin ansiosta sitä voidaan käyttää korkeiden valojen valoissa. Myös toimisto-, huone- ja koulutusalat käyttävät kuljettajattomia AC-LED-valoja.

3. Kun LED-ohjain on poistettu, se mahdollistaa muotoiluominaisuuden. LED-tuotteita voidaan valmistaa eri muodoissa ja kooissa.

4. Helppo ja nopea asennus on toinen hieno ominaisuus ajureettomista AC-LED-valoista.

Driverless LED -valojen valmistaja

Kuljettajattomat AC-LED-valot myydään tänään kuin kuuma kakku. Eri valmistajat tuottavat erilaista ajuritonta AC-LED-tekniikkaa. Kiina on yksi johtavista ohjaimettomien AC-LED-valojen toimittajista. Ledit, joilla on erittäin korkea lähtöjännite ja korkea Lumen, valmistavat kuitenkin myös useita yrityksiä. Suuret eteenpäin suuntautuvat LED-merkkivalot tarjoavat pienen komponenttien määrän kuljettajattomassa AC LED -järjestelmässä. Suosittuja ohjaimettomia AC-LED-valmistajia tässä segmentissä ovat Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent jne.