Utmanande LED-lampans strömproblem

Artikeln talar om strömfunktionerna hos LED-lampor och moduler. Problem och funktioner i strömförsörjningsenheter och kontroll av sådana lampor beaktas.

LED-belysning invaderar snabbt vårt liv och försöker förskjuta energieffektiva lysrör som redan har blivit bekanta. Hittills är detta inte särskilt framgångsrikt. Låg effekt, smalt ljus fokus, hög ljusstyrka och den förblindande effekten av lysdioder tillåter inte att skapa bekväm belysning i lägenheter. Men det här är alla "barnsjukdomar" av nya källor som kommer att övervinnas inom en snar framtid. Och här Problem med LED-lampan förtjänar närmare uppmärksamhet.

Kom ihåg det LED är en enhet med den nuvarande principen om ljusgenerering. Den direkta omvandlingen av elektrisk ström till ljus beror på rekombinationen av laddningar i halvledarövergångszonen. Om effektiviteten i omvandlingen av avgifter till ljus var nära 100% skulle detta ta bort ett antal allvarliga tekniska och tekniska problem som tillverkarna möter högeffektslampor idag.

Jämfört med effektiviteten hos glödlampor, som inte når 3%, och lysrör, där effektiviteten knappt når 9%, är lysdioder med sina 22% obestridliga ledare bland ljuskällor. Emellertid omvandlas 8 av varje 10 watt elektrisk kraft som tillförs den utsändande kristallen till värme. Och det är svårt att avleda honom, för kisel är ett dåligt kylflänsmaterial.

Kort sagt, lysdioder tolererar inte höga temperaturer, och de svarar på samma enheter: de inaktiverar lysdioder och påskyndar diffusionsprocesser i halvledare. Idealt, vid kryogena temperaturer, är LED: s livslängd obegränsad. Men vid 100 grader är han i bästa fall 50 000 timmar.

Därför har de "gyllene" tiderna gått när en lågeffekt LED-indikator kunde slås på genom ett begränsande motstånd och glömma dess existens. Med en ökning av lysdiodernas effektivitet och effekt är det nödvändigt att balansera på den skaka gränsen mellan extremt höga strömmar och temperaturer.

De första LED-lamporna (SL) hade en enkel strömförsörjningsdesign: en strömbegränsande kondensator, en likriktare och sedan en sekventiell kedja med emitterande dioder. Dessutom hade de betydande pulsationer av ljusflödet på grund av den låga trögheten hos lysdioderna. Sådana lampor har använts för belysning av verktygslokaler, trapphus och husnummerplattor.

Men de var helt olämpliga för belysning av bostadslokaler. Först av allt genom de otillfredsställande egenskaperna hos det pulserande ljusflödet. Tillkomsten av LED-moduler med hög effekt och LED-moduler med effekt upp till 50 och till och med 100W har krävt utvecklingen av specialiserade strömförsörjningar för normal drift.

ansökan linjära strömstabilisatorer för att driva LED-lampor Det visade sig vara acceptabelt endast för strömmar upp till 1A. Trots det stora utbudet och precisionsutgångsparametrarna hade mikrokretsarna stora värmeförluster, krävde användning av radiatorer och kunde inte användas i LED-lampor med hög effekt. Idag har enskilda lysdioder och moduler integrerade integrerade stabilisatorer, men sådana moduler används främst när de drivs med laddningsbara batterier.

Vägen ut hittades på vägen för ansökan växelströmförsörjning för LED-lampor. I själva verket är dessa halvledare förkopplingar av kompakta lysröroptimerad för att driva LED-lampor.Fördelen med pulsanordningar är förmågan att arbeta från nätspänningen, hög effektivitet, enkel stabilisering av strömstyrningen.

Nackdelarna inkluderar det höga priset, inrush-strömingången och ripple-utgångsströmmen, vilket reducerar lysdiodernas livslängd. Med viss komplikation av dessa enheter, kallas "LED-drivrutiner", nätverksstörning undertrycks effektivt. Sådana drivrutiner finns i integrerad design av många företag.

Ett exempel är LM-serien med avstängnings- och boostförare med pulsbreddmodulering från National Semiconductor. Tyvärr är ingångsspänningen för mikrokretsarna högst 100V, vilket gör det svårt att direkt ansluta dem till 220V-nätverket. Därför används drivrutiner tillverkade på diskreta element för LED-lampor för nätspänning.

Ett brett utbud av drivrutiner för inomhus- och utomhusinstallation erbjuder företaget från Taiwan Mean Well Enterprises. Dess AC / DC-omvandlare täcker effektområdet 20 till 300 watt. Ingångsspänningen kan variera från 90 till 264V, det finns skydd mot överspänning, kortslutning, korrigering av ingångseffektfaktorn.

Ännu mer komplexa enheter har drivrutiner med förmågan att kontrollera ljusstyrkan hos LED-lampor eller färghantering när du använder LED-moduler som en last med trefärgade RGB-lysdioder.

För färghantering används specialkontroller med 4 eller 6 utgångar, programminne eller styringångar från externa enheter. Sådana styrenheter tillåter dig att få full färgskala, men komplicerar dessutom strömförsörjningsutrustningen för sådana lampor.

LED-ljusstyrka när det gäller att använda pulserade anordningar med ett brett spektrum av ingångsspänningar skapar det betydande svårigheter. Traditionella dimmerkretsar i det här fallet fungerar inte. Det är nödvändigt att justera parametrarna för drivrutins utgångssteg, vilket är långt ifrån enkelt och återigen komplicerar strömförsörjningen för sådana ljuskällor.

Resultatet är en paradoxal situation: för att driva och styra bara en halvledarkorsning som avger ljus, är det nödvändigt att använda komplexa och dyra enheter som innehåller tusentals eller till och med tiotusentals halvledarkonstruktioner. Med tanke på de olika typerna och applikationerna av lysdioder, välj idag en strömenhet för led remsa och lampor med önskade egenskaper och parametrar är en allvarlig svårighet.

Vidareutveckling av strömförsörjning och kontroll ses i skapandet av flexibla, universella, programmerbara drivrutiner som innehåller en ganska kraftfull central processor. Den externa "bandningen" av chips kommer att göra det möjligt att använda dem både direkt för att driva lamporna från nätverket och för att interagera med externa styrenheter. Den nödvändiga elementbasen finns idag. Stopp bara för en framgångsrik design.

Se även på vår webbplats:Hur man installerar LED taklampor