Problemi di alimentazione della lampada a LED

L'articolo parla delle caratteristiche di potenza delle lampade e dei moduli LED. Vengono considerati i problemi e le caratteristiche dei dispositivi di alimentazione e il controllo di tali lampade.

L'illuminazione a LED sta rapidamente invadendo la nostra vita, cercando di sostituire le lampade fluorescenti ad alta efficienza energetica che sono già diventate familiari. Finora questo non ha molto successo. Bassa potenza, messa a fuoco con luce ridotta alta luminosità e l'effetto accecante dei LED non consente di creare un'illuminazione confortevole negli appartamenti. Ma queste sono tutte "malattie infantili" di nuove fonti che saranno superate nel prossimo futuro. E qui Problema di alimentazione della lampada a LED merita maggiore attenzione.

Ricordalo Il LED è un dispositivo con l'attuale principio di generazione della luce. La conversione diretta della corrente elettrica in luce è dovuta alla ricombinazione delle cariche nella zona di transizione dei semiconduttori. Se l'efficienza della conversione delle cariche in radiazione luminosa fosse vicina al 100%, ciò eliminerebbe una serie di gravi problemi tecnici e tecnologici che i produttori devono affrontare lampadine a led ad alta potenza oggi.

Naturalmente, rispetto all'efficienza delle lampade a incandescenza, che non raggiungono il 3%, e alle lampade fluorescenti, in cui l'efficienza raggiunge a malapena il 9%, i LED con il loro 22% sono leader indiscutibili tra le fonti luminose. Tuttavia, 8 su 10 watt di energia elettrica fornita al cristallo emittente vengono convertiti in calore. Ed è difficile dirottarlo, perché il silicio è un materiale povero di dissipatore di calore.

In breve, i LED non tollerano le alte temperature e rispondono agli stessi dispositivi: disabilitano i LED, accelerando i processi di diffusione nei semiconduttori. Idealmente, a temperature criogeniche, la durata del LED è illimitata. Ma a 100 gradi, nella migliore delle ipotesi, è di 50.000 ore.

Pertanto, quei tempi "d'oro" sono passati quando un indicatore LED a bassa potenza poteva essere acceso attraverso un resistore limitante e dimenticare la sua esistenza. Con un aumento dell'efficienza e della potenza dei LED, è necessario bilanciare il bordo traballante di correnti e temperature estremamente elevate.

Le prime lampade a LED (SL) avevano un semplice design di alimentazione: un condensatore limitatore di corrente, un raddrizzatore e quindi una catena sequenziale di diodi emettitori. Inoltre, hanno avuto pulsazioni significative del flusso luminoso a causa della bassa inerzia dei LED. Tali lampade sono state utilizzate per l'illuminazione di locali tecnici, vani scale e targhe.

Ma erano completamente inadatti per l'illuminazione di locali residenziali. Innanzitutto, attraverso le insoddisfacenti caratteristiche del flusso luminoso pulsante. L'avvento di LED ad alta potenza e moduli LED con potenza fino a 50 e persino 100 W ha reso necessario lo sviluppo di alimentatori specializzati per il loro normale funzionamento.

applicazione stabilizzatori di corrente lineari per l'alimentazione di lampade a LED Si è rivelato accettabile solo per correnti fino a 1A. Nonostante l'ampia gamma e i parametri di uscita di precisione, i microcircuiti presentavano grandi perdite di calore, richiedevano l'uso di radiatori e non potevano essere utilizzati nelle lampade a LED ad alta potenza. Oggi, i singoli LED e moduli hanno stabilizzatori integrati integrati, ma tali moduli vengono utilizzati principalmente quando alimentati da batterie ricaricabili.

La via d'uscita è stata trovata sulla via di applicazione. alimentatori a commutazione per lampade a LED. In realtà, questi sono semiconduttori alimentatori di lampade fluorescenti compatteottimizzato per alimentare lampade a LED.Il vantaggio dei dispositivi a impulsi è la capacità di lavorare dalla tensione di rete (220 V), alta efficienza, facilità di controllo della corrente di stabilizzazione.

Gli svantaggi includono l'alto prezzo, l'ingresso di corrente di spunto e la corrente di uscita dell'ondulazione, riducendo la durata dei LED. Con qualche complicazione di questi dispositivi, chiamato "Driver LED", l'interferenza di rete viene effettivamente eliminata. Tali driver sono disponibili nella progettazione integrata da molte aziende.

Un esempio è la serie LM di driver step-down e boost con modulazione della larghezza degli impulsi di National Semiconductor. Sfortunatamente, la tensione di ingresso dei microcircuiti non è superiore a 100 V, il che rende difficile collegarli direttamente alla rete 220V. Pertanto, per le lampade a LED per la tensione di rete, vengono ancora utilizzati driver realizzati su elementi discreti.

Una vasta gamma di driver per installazione interna ed esterna offre all'azienda di Taiwan Mean Well Enterprises. I suoi convertitori CA / CC coprono la gamma di potenza da 20 a 300 watt. La tensione di ingresso può variare da 90 a 264 V, c'è protezione da sovratensione, corto circuito, correzione del fattore di potenza in ingresso.

Anche i dispositivi più complessi hanno driver con la capacità di controllare la luminosità delle lampade a LED o gestione del colore quando si utilizzano moduli LED come carico con LED RGB tricolore.

Per la gestione del colore, vengono utilizzati controller specializzati con 4 o 6 uscite, memoria di programma o ingressi di controllo da dispositivi esterni. Tali controller consentono di ottenere una gamma di colori completa, ma complicano ulteriormente l'apparecchiatura di alimentazione di tali lampade.

Controllo luminosità LED nel caso di utilizzo di dispositivi a impulsi con una vasta gamma di tensioni di ingresso, crea notevoli difficoltà. Circuiti dimmer tradizionali in questo caso non funziona. È necessario regolare i parametri degli stadi di uscita del driver, che è tutt'altro che semplice e complica nuovamente l'alimentazione di tali sorgenti luminose.

Il risultato è una situazione paradossale: per alimentare e controllare solo una giunzione a semiconduttore che emette luce, è necessario utilizzare dispositivi complessi e costosi contenenti migliaia o addirittura decine di migliaia di strutture a semiconduttore. Data la varietà di tipi e applicazioni dei LED, oggi, selezionare un dispositivo di alimentazione per striscia led e le lampade con le proprietà e i parametri desiderati rappresentano una grave difficoltà.

Ulteriore sviluppo di alimentatori e controllo è visto nella creazione di driver flessibili, universali e programmabili contenenti un processore centrale abbastanza potente. Lo "strapping" esterno dei chip consentirà di utilizzarli sia direttamente per alimentare le lampade dalla rete sia per interagire con i dispositivi di controllo esterni. La base elementale necessaria esiste oggi. Stop solo per un design di successo.

Vedi anche sul nostro sito Web:Come installare le plafoniere a LED

Comments

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Per regolare la luminosità dei LED e delle lampade a incandescenza, uso stabilizzatori di corrente e regolatori PWM per tutta la vita, e per i LED, l'industria utilizza regolatori PWM. E se non esiste una conoscenza di base delle basi dell'elettronica, non vale la pena indurre in errore le persone con tali testi. Il controller PWM più semplice è solo parametrico.

[#2 Artem]

Quando si controllano apparecchi con LED e lampade fluorescenti con interruttori illuminati a diodi, alcuni lampeggiano e un debole bagliore si verifica in altri quando l'interruttore è nello stato aperto. Ciò è dovuto al fatto che una corrente (circa 20 mA) passa attraverso la retroilluminazione del diodo dell'interruttore.

[#3]

I LED sono semplicemente migliori da regolare senza PWM, perché a differenza di altre lampade, i LED si accendono istantaneamente e si spengono, motivo per cui lo sfarfallio diventa dannoso per la vista (specialmente a ciclo di lavoro elevato, che si verifica a una luminosità molto bassa).

A differenza delle lampade a incandescenza, i LED a bassa corrente non distorcono particolarmente l'ombra della luce. Inoltre, grazie alla buona efficienza, il resistore non si surriscalda particolarmente. Pertanto, l'attuale controllo è una buona soluzione per loro. E poiché ci sono molte lampadine nella lampada per renderla più scura, puoi semplicemente spegnere alcune delle lampadine.

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Articolo competente. Un po 'superficiale, ma non si adatta più a un tale volume di testo. E "possedere una conoscenza di base delle basi dell'elettronica" può essere intrattenuto saldando i controller PWM su un timer 555 e MOSFET-e nudo, rovinando la vista e i LED, ignorando le caratteristiche del controllo di potenti LED.