בעיות כוח עם מנורת LED מאתגרות

המאמר מדבר על תכונות הכוח של מנורות LED ומודולים. נבדקים בעיות ותכונות של התקני אספקת חשמל ושליטה במנורות כאלה.

תאורת LED פולשת במהירות לחיינו, מנסה לעקוב מנורות פלורסנט חסכוניות באנרגיה שכבר התוודעו. עד כה זה לא מאוד מוצלח. כוח נמוך, פוקוס אור צר, בהירות גבוהה והאפקט המסנוור של נורות לד אינו מאפשר יצירת תאורה נוחה בדירות. אבל כל אלה "מחלות ילדות" של מקורות חדשים שתתגבר עליהם בעתיד הקרוב. והנה בעיה במנורת LED ראוי להתייחסות קרובה יותר.

כזכור LED הוא מכשיר עם העיקרון הנוכחי של ייצור אור. ההמרה הישירה של זרם חשמלי לאור נובעת משילוב מחדש של מטענים באזור המעבר למוליכים למחצה. אם היעילות בהמרת חיובים לאור הייתה קרוב ל 100%, זה היה מסיר מספר בעיות טכניות וטכנולוגיות חמורות איתן מתמודדים היצרנים. נורות הוביל גבוהה היום.

כמובן, בהשוואה ליעילות של מנורות ליבון, שלא מגיעות ל -3%, ומנורות פלורסנט, בהן היעילות בקושי מגיעה ל -9%, נוריות LED עם 22% שלהן הן המובילות שאין עליה עוררין בקרב מקורות האור. עם זאת, 8 מכל 10 וואט של כוח חשמלי המסופק לגביש הפולט מומר לחום. וקשה להסיט אותו, כי הסיליקון הוא חומר גוף קירור לקוי.

בקיצור, נוריות לד אינן סובלות טמפרטורות גבוהות, והן מגיבות לאותם מכשירים: הם משביתים נוריות לד, ומאיצים תהליכי דיפוזיה במוליכים למחצה. באופן אידיאלי, בטמפרטורות קריוגניות, חיי הלד הם ללא הגבלה. אבל ב 100 מעלות הוא, במקרה הטוב, הוא 50,000 שעות.

לכן, אותם זמנים "מוזהבים" חלפו בהם ניתן היה להדליק מחוון LED בעל עוצמה נמוכה דרך נגן מגביל ולשכוח מקיומו. עם עליית היעילות והעוצמה של נוריות LED, יש צורך לאזן בגבול הרעוע של זרמים וטמפרטורות גבוהים במיוחד.

מנורות הלד הראשונות (SL) היו בעלות עיצוב פשוט של ספק כוח: קבלים המגבילים זרם, מיישר, ואז שרשרת רציפה של דיודות פולטות. יתר על כן, היו להם פעימות משמעותיות של שטף האור בגלל האינרציה הנמוכה של נורות הלד. מנורות כאלה שימשו לתאורת חדרי שירות, חדרי מדרגות ולוחות מספרים לבית.

אבל הם לא היו מתאימים לחלוטין להארת בתי מגורים. ראשית, דרך המאפיינים הלא מספקים של שטף האור הפועם. הופעתם של נוריות LED חזקות ומודולי LED עם הספק עד 50 ואפילו 100W חייבה את הפיתוח של ספקי כוח מיוחדים להפעלתם הרגילה.

יישום מייצבי זרם ליניארי להפעלת מנורות LED התברר שהוא מקובל רק עבור זרמים עד 1A. למרות המגוון הרחב והפרמטרים לפלט הדיוק, במעגלי המיקרו היו הפסדי חום גדולים, דרשו שימוש ברדיאטורים ולא ניתן היה להשתמש בהם במנורות LED בעלות עוצמה גבוהה. כיום, נוריות ומודולים בודדים כוללים מייצבים אינטגרליים משולבים, אך מודולים כאלה משמשים בעיקר כאשר מופעלים באמצעות סוללות נטענות.

הדרך החוצה נמצאה בדרך ליישום. החלפת ספקי כוח למנורות LED. למעשה, מדובר במוליכים למחצה נטל מנורות פלורסנט קומפקטיותמותאם להפעלת מנורות LED.היתרון במכשירי הדופק הוא היכולת לעבוד מתח החשמל (220 וולט), יעילות גבוהה, קלות בקרת זרם הייצוב.

החסרונות כוללים את המחיר הגבוה, כניסת הזרם הנוכחי וזרם הפלט האדווה, ומפחיתים את חיי הנורות. עם סיבוך מסוים של מכשירים אלה, שנקרא "נהגי LED", הפרעות רשת מודחקות באופן יעיל. מנהלי התקנים כאלה זמינים בעיצוב משולב על ידי חברות רבות.

דוגמה לכך היא סדרת LM של דרישות מורידות ומשפרות את הנהגים עם אפנון רוחב הדופק של National Semiconductor. לרוע המזל, מתח הכניסה של מעגלי המיקרו אינו עולה על 100 וולט, מה שמקשה על חיבורם ישירות לרשת 220 וולט. לכן, עבור מנורות LED למתח רשת, נהגים המיוצרים על אלמנטים בדידים עדיין משמשים.

מגוון רחב של נהגים להתקנת פנים וחוץ מציע לחברה מטייוואן Mean Well Enterprises. ממירי AC / DC שלה מכסים את טווח ההספק בין 20 ל 300 וואט. מתח הכניסה יכול להשתנות בין 90 ל 264 וולט, יש הגנה מפני מתח, מתח קצר, תיקון גורם הכניסה לקלט.

יש אפילו מכשירים מורכבים יותר נהגים בעלי יכולת לשלוט על בהירות מנורות LED או ניהול צבע בעת שימוש במודולי LED כעומס עם נוריות RGB צבעוניות.

לניהול צבע משתמשים בבקרים מיוחדים עם 4 או 6 יציאות, זיכרון תוכנה או כניסות בקרה מהתקנים חיצוניים. בקרים כאלה מאפשרים לקבל מכלול צבע מלא, אך בנוסף מסבכים את ציוד אספקת החשמל של מנורות כאלה.

בקרת בהירות LED במקרה של שימוש במכשירים פועמים עם מגוון רחב של מתחי כניסה, זה יוצר קשיים לא מבוטלים. מעגלי דימר מסורתיים במקרה זה לא עובדים. יש צורך להתאים את הפרמטרים של שלבי פלט הנהג, וזה רחוק מלהיות פשוט ושוב מסבך את אספקת החשמל של מקורות אור כאלה.

התוצאה היא מצב פרדוקסאלי: בכדי לשלוט ולשלוט רק בצומת מוליכים למחצה אחד הפולט אור, יש צורך להשתמש במכשירים מורכבים ויקרים המכילים אלפים ואף עשרות אלפי מבנים מוליכים למחצה. בהתחשב במגוון הסוגים והיישומים של נוריות LED, בחר היום מכשיר חשמל עבור רצועת led ומנורות עם המאפיינים והפרמטרים הרצויים היא קושי רציני.

פיתוח נוסף של ספקי כוח ובקרה ניתן לראות ביצירת מנהלי התקנים גמישים, אוניברסליים, הניתנים לתכנות המכילים מעבד מרכזי חזק למדי. ה"מתקע "החיצוני של השבבים יאפשר להשתמש בשניהם ישירות להנעת המנורות מהרשת ולקיום אינטראקציה עם התקני בקרה חיצוניים. בסיס היסודות ההכרחי קיים כיום. עצרו רק לעיצוב מצליח.

ראו גם באתר שלנו:כיצד להתקין נורות תקרה LED

Comments

[#1]

כדי להתאים את הבהירות של נוריות ומנורות ליבון, אני משתמש במייצבי זרם ובווסת PWM כל חיי מודעים, ועבור נוריות LED, התעשייה משתמשת בווסת PWM. ואם אין ידע בסיסי על יסודות האלקטרוניקה, לא כדאי להטעות אנשים בטקסטים כאלה. בקר PWM פשוט יותר הוא פרמטרי בלבד.

[#2 ארטיום]

כשאתה שולט במנורות עם נורות LED ונורות פלורסנט עם מתגים מוארים דיודה, חלקם מהבהבים וזוהר חלש מתרחש אצל אחרים כאשר המתג במצב פתוח. זה נובע מהעובדה שזרם (כ -20 mA) עובר דרך התאורה האחורית של הדיודה של המתג.

[#3]

עדיף לשלוט על נוריות LED ללא PWM, כמו שלא כמו מנורות אחרות, נוריות נוריות נדלקות ומכבות באופן מיידי, וזו הסיבה שהבהבה הופכת מזיקה לראייה (במיוחד במחזור עבודה גבוה, המתרחש בבהירות נמוכה מאוד).

שלא כמו מנורות ליבון, נוריות LED בזרם נמוך אינן מעוותות במיוחד את גוון האור. בנוסף, בגלל היעילות הטובה, הנגד לא יתחמם במיוחד. לכן בקרה נוכחית היא פיתרון טוב עבורם. ומכיוון שיש המון נורות בכדי שיהיה כהה יותר - תוכלו פשוט לכבות חלק מהנורות.

[#4]

מאמר מוסמך. קצת שטחי, אבל כבר לא מתאים לנפח טקסט כזה. ו"בעלי ידע בסיסי ביסודות האלקטרוניקה "ניתן לבדר באמצעות הלחמת בקרי PWM על טיימר 555 ומכונת MOSFET-e חשופה, הורסת ראיות ונורות LED תוך התעלמות מהתכונות של שליטת נוריות LED חזקות.