Driverløse led-lys

Den store amerikanske forretningsmand og opfinder af pære - Thomas Alva Edison sagde engang, at "Vi vil gøre elektricitet så billig, at kun de rige vil brænde lys", hvilket bestemt er blevet tilfældet i dag. Fra lille hus til asfalterede veje til store industrier kan vi bemærke vekselstrømslys, der lyser op i vores miljø, når solen går ned. Tidligere belysningssystemer anvendte forskellige slags pærer som glødepærer, kompakte lysstofrør (CFL) osv., Men i dag med fremskridtene inden for LED-lysteknologi erstattes disse glødepærer og CFL-pærer hurtigt af LED-lys. Det globale marked for LED-belysning har oplevet en langvarig vækst med en størrelse, der værdiansættes til USD 45,57 mia. I 2018.

Selvom det er kendt, at LED-lys er næsten 90% effektive end glødepærer og har en bedre levetid end andre vekselstrømspærer, lider det stadig under et tilbageslag. Det vil sige, LED-lys drives af jævnstrømsspænding, men al vores strømforsyning er vekselstrøm. Dette har skubbet designere til at bruge en ekstra komponent kaldet LED-driver, som ikke er andet end en type AC til DC-konverter. Denne driver konverterer vekselstrøm fra lysnettet til en passende jævnstrømsspænding til at tænde LED-lyset. Men så blev AC-driverløse LED-pærer introduceret, som kan sættes direkte i lysnettet uden eksterne drivermoduler. I denne artikel vil vi lære mere om Driverless LED-systemer og dens udvikling over tid.

Hvorfor driverløse LED-systemer?

Det største problem med de traditionelle højeffektive vekselstrøms- til jævnstrømskoblings-LED-drivere er det strømtab, der er forbundet med det. Disse traditionelle AC LED-drivere bruger skiftetopologier og modstande til at kontrollere LED-strømmen, denne skift forårsager varme, hvilket reducerer systemets effektivitet. Også dette ekstra kredsløb fører til stigningen i de samlede omkostninger ved pæren. Dette er grunden til, at vi i vores forrige artikel diskuterede om et billigt LED-driversystem og endda byggede et til at teste dets ydeevne.

Et andet fantastisk problem med AC LED-drivere er den flimrende effekt. Som de fleste af os har bemærket, har de gamle LED-driverkredsløb en flimrende effekt. I maksimale tilfælde bruger disse traditionelle AC LED-driverkredsløb halv-sinusbølge med dobbelt så høj frekvens som strømledningen. Det betyder, at det i en 50 Hz frekvensstrømslinje producerer næsten 100 slag, der kan detekteres af de menneskelige øjne, og det er skadeligt. Dette bør fjernes. Så der introduceres moderne teknologi, der bruger få passive komponenter i stedet for den traditionelle AC til DC-konverter ved hjælp af skifte topologier.

Driverless AC LED-lys - Arbejder

Driverless LED-systemet har noget, der kaldes en AC LED-lysmotor. Men hvad er en AC LED-lysmotor? En motor bruges generelt til at konvertere en form for energi til den anden. For eksempel bruges en motormotor til at omdanne varme produceret af brændstoffet til en aksels bevægelse. Tilsvarende bruges en AC LED-lysmotor til at konvertere elektrisk energi til lysets lumen.

En AC LED-lysmotor er en mekanisk armatur eller et kredsløbskort, der har LED-chips monteret i sig med alle elektriske forbindelser. Det er en klar form for lyskilde, der let kan fastgøres i en stikkontakt. Det hjælper LED-pærerne med at fungere som en direkte erstatning for andre konventionelle lamper.

Udviklingen af ​​denne AC LED har flere faser. Det startede med blot at forbinde standard-LED'er i serie for at matche den kombinerede fremadspænding på LED'erne med den maksimale AC-indgangsspænding. Det lyder som en god idé at tænde disse lysdioder uden nogen driver, men det lykkedes ikke. Dette design har en stor ulempe, AC ændrer polariteten fra positiv til negativ for hver cyklus, og på grund af dette er LED'erne på hver positive cyklus forudindtaget (tændt), men i hver negativ cyklus bliver LED'erne omvendt forspændte, hvilket gør dem slukker.

Første generation Driverless LED'er

Så hvad er løsningen? På dette tidspunkt blev den første generation af driverløse AC LED-lys introduceret, hvor hvert segment af LED'erne erstattes med et anti-parallelt par, ligesom billedet nedenfor.

I ovenstående billede er lysdioder tilsluttet på en anti-parallel måde. I hver positiv cyklus er den ene side af parret forudindtaget, og den anden side er omvendt forudindtaget, men i den negative cyklus ændres tilstandene, og de andre lysdioder lyser. Strømmen her er begrænset af en enkelt modstand R1 med høj effekt.

Den positive side af kredsløbet er effektiviteten. Effektiviteten er meget høj. In-fase strøm og spændingsbølgeform, der passerer gennem kredsløbet, skaber en høj effektfaktor. Men på trods af den ovennævnte positive side er den første generation af den førerløse LED-lysmotor en fiasko. Det er på grund af det dårlige Flicker-indeks og det dobbelte antal LED'er end krævet. Det producerer en flasheffekt, som let kan detekteres af de menneskelige øjne, og halvdelen af ​​de anvendte lysdioder forbliver slukket på et givet tidspunkt.

Anden generation driverløse lysdioder

Fra denne ulempe udvikles anden generation førerløse AC LED-motorer. Denne gang er målet at sænke LED-tællingerne. Det er kun muligt, hvis AC omdannes til DC. Derfor er en bro-ensretterdiode inkluderet i anden generation førerløse AC LED-lysmotorer. Bortset fra ensretterdioderne er alt i kredsløbet uændret.

Som før modstanden R1 styrer LED-strømmen. Nu passerer hver både negativ og positiv cyklus gennem lysdioderne, så de forbliver tændt i begge cyklusser.

Tredje generation driverløse lysdioder

Den tredje generation af AC LED-motorer introduceres for at øge effektiviteten og få et forbedret flimmerindeks. Omskifterregulator tilføjes i kredsløbet, som individuelt kan styre lysdioderne til et bestemt niveau, hvor strømforsyningen er den samme som LED-spændingen. Den aktuelle grænsefunktion er også tilgængelig i den integrerede switch-controller, og den kan omkonfigureres ved hjælp af eksterne komponenter. Et sådant kredsløb kunne give næsten 80% effektivitet og 0,30 til 0,35 flimmerindeks.

Fjerde generation driverløse lysdioder

I 4. generation driverløse AC LED-motorer elimineres controlleren, og passive komponenter bruges til at kompensere for produktionsomkostningerne. Også effektiviteten er overlegen med en høj effektfaktor og forbedret flimmerindeks.

Kredsløbet fungerer med to uafhængige strømimpulser, som er kapacitivt begrænset strømimpuls og resistiv begrænset strømimpuls. Disse strømimpulser føres ind i LED-strengen på en måde, så LED-strengen får to strømimpulser pr. Halv cyklus af netspændingen. Nedenfor er der vist et fjerde generation af driverløse AC-lysmotorkredsløb med lav effekt.

Arbejdet med ovenstående kredsløb er ret interessant. I løbet af den første halve cyklus af input AC går strømmen gennem modstanden R1 og til sidst oplader kondensatoren C1 og vender tilbage til broensretterdioden gennem den anden LED-streng, oplader kondensatoren C2 og gennem modstanden R2. Under den negative top udleder kondensatoren C1 og C2 tilsvarende og skubber strømmen på den anden streng. Så på hver cyklus strømmer den strøm, der kræves for at tænde LED-strengene, ikke helt gennem modstande. Næsten 40-50% af den samlede strøm passerer gennem modstandene, hvilket øger effektiviteten op til 90% ved at reducere varmeafledningen.

Indgangsbølgeformen for lysdioderne og indgangsspændingen kan ses i nedenstående billede.

Ovenstående graf viser tre plots, der er: Input spænding, Venstre LED strengstrøm og højre LED strengstrøm over tid. I 230V netspænding lyser LED-strengene skiftevis. Det er en meget hurtig overgang i milisekundområdet.

Fordele ved førerløs LED-lysteknologi

1. Disse førerløse LED-lys er lettere at fremstille. Omkostningerne reduceres og kræver meget lav vedligeholdelse.

2. På grund af forbedret Flicker-indeks kan det bruges i højbelysning. Også kontor, rum, uddannelsessektorer bruger førerløse AC LED-lys.

3. Når LED-driveren er fjernet, muliggør den omformningsfunktion. LED-produkter kan fremstilles i forskellige former og størrelser.

4. Nem og hurtig installation er en anden fantastisk funktion ved driverløse AC LED-lys.

Producent af førerløse LED-lys

Driverless AC LED-lys sælges som en varm kage i dag. Forskellige producenter producerer en anden slags driverløs AC LED-teknologi. Kina er en af ​​de førende leverandører af førerløs AC LED-lys. Imidlertid bliver LED'er med meget høj fremadspænding med højt lumen også fremstillet af flere virksomheder. Lysdioder med høj fremadspænding giver et lavt antal komponenter i førerløst AC LED-system. Populære driverløse AC LED-producenter i disse segmenter er Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent osv.