Светодиодные фонари без водителя

Великий американский бизнесмен и изобретатель лампочки Томас Альва Эдисон однажды сказал: «Мы сделаем электричество настолько дешевым, что только богатые будут зажигать свечи», что, безусловно, стало таковым сегодня. От небольших домов до мощеных дорог и крупных предприятий мы можем заметить огни переменного тока, освещающие окружающую среду после захода солнца. Раньше в системах освещения использовались различные типы ламп, такие как лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы (CFL) и т. Д., Но сегодня, благодаря достижениям в технологии светодиодного освещения, эти лампы накаливания и CFL быстро заменяются светодиодными. На мировом рынке светодиодного освещения наблюдается продолжительный рост, который в 2018 году составил 45,57 млрд долларов США.

Хотя известно, что светодиодные лампы почти на 90% эффективны, чем лампы накаливания, и имеют лучший срок службы, чем другие лампы переменного тока, они все же страдают от одного недостатка. То есть светодиодные фонари работают от постоянного напряжения, но все наши источники питания переменного тока. Это подтолкнуло разработчиков к использованию дополнительного компонента, называемого драйвером светодиода, который представляет собой не что иное, как преобразователь переменного тока в постоянный. Этот драйвер преобразует питание переменного тока из сети в подходящее напряжение постоянного тока для питания светодиодной лампы. Но затем были представлены светодиодные лампы переменного тока без драйверов, которые можно напрямую подключать к сети переменного тока без каких-либо внешних модулей драйверов. В этой статье мы узнаем больше о светодиодных системах без драйверов и их эволюции с течением времени.

Почему светодиодные системы без драйверов?

Основной проблемой традиционных высокомощных светодиодных драйверов, переключающих переменный ток на постоянный, является связанная с этим потеря мощности. Эти традиционные драйверы светодиодов переменного тока используют топологию переключения и резисторы для управления током светодиода, это переключение вызывает нагрев, который снижает эффективность системы. Кроме того, эта дополнительная схема приводит к увеличению общей стоимости лампочки. Вот почему в нашей предыдущей статье мы обсуждали недорогую систему драйверов светодиодов и даже создали ее для проверки ее производительности.

Еще одна серьезная проблема светодиодных драйверов переменного тока - эффект мерцания. Как большинство из нас заметили, старые схемы драйверов светодиодов имеют эффект мерцания. В максимальных случаях эти традиционные схемы драйверов светодиодов переменного тока используют полусинусоидальную волну на удвоенной частоте линии питания. Это означает, что в линии электропередачи с частотой 50 Гц он производит почти 100 щелчков, которые могут быть обнаружены человеческим глазом, и это вредно. Это следует устранить. Таким образом, внедряется современная технология, в которой используется несколько пассивных компонентов вместо традиционного преобразователя переменного тока в постоянный с использованием топологии переключения.

Светодиодные фонари переменного тока без водителя - рабочие

Светодиодная система без водителя имеет так называемый светодиодный двигатель переменного тока. Но что такое светодиодный двигатель переменного тока? Обычно двигатель используется для преобразования одной формы энергии в другую. Например, моторный двигатель используется для преобразования тепла, выделяемого топливом, в движение вала. Точно так же светодиодный светильник переменного тока используется для преобразования электрической энергии в люмены света.

Светодиодный светильник переменного тока - это механическое приспособление или монтажная плата, на которой установлены светодиодные микросхемы со всеми электрическими соединениями. Это готовый источник света, который легко устанавливается в розетку переменного тока. Это помогает светодиодным лампам действовать как прямая замена другим обычным лампам.

Разработка этого светодиода переменного тока проходит в несколько этапов. Все началось с простого последовательного подключения стандартных светодиодов для согласования комбинированного прямого напряжения светодиодов с максимальным входным напряжением переменного тока. Было бы неплохо зажечь эти светодиоды без какого-либо драйвера, но это не увенчалось успехом. У этой конструкции есть серьезный недостаток: переменный ток меняет свою полярность с положительной на отрицательную для каждого цикла, и из-за этого в каждом положительном цикле светодиоды смещены в прямом направлении (включены), но в каждом отрицательном цикле светодиоды смещаются в обратном направлении, что делает их выключают.

Безводные светодиоды первого поколения

Итак, какое решение? В это время было представлено первое поколение светодиодных фонарей переменного тока без водителя, в котором каждый сегмент светодиодов заменен антипараллельной парой, как показано на рисунке ниже.

На изображении выше светодиоды соединены встречно-параллельным образом. В каждом положительном цикле одна сторона пар смещена в прямом направлении, а другая сторона - в обратном, но в отрицательном цикле состояния меняются, и другие светодиоды загораются. Ток здесь ограничивается одним резистором R1 большой мощности.

Положительная сторона схемы - КПД. КПД очень высокий. Синфазный сигнал тока и напряжения, проходящий через цепь, создает высокий коэффициент мощности. Но, несмотря на вышеупомянутые положительные стороны, первое поколение беспилотных светодиодных двигателей оказалось провальным. Это связано с плохим индексом мерцания и двойным количеством светодиодов, чем требуется. Он производит эффект вспышки, который легко обнаруживается человеческим глазом, и половина используемых светодиодов остается выключенной в любой момент времени.

Светодиодные индикаторы второго поколения без драйверов

Из-за этого недостатка разработаны светодиодные двигатели переменного тока второго поколения без водителя. На этот раз цель - уменьшить количество светодиодов. Это возможно только в том случае, если переменный ток преобразуется в постоянный. Поэтому в светодиодные двигатели переменного тока второго поколения без драйверов включен диод мостового выпрямителя. Кроме выпрямительных диодов, все в схеме без изменений.

Как и раньше, резистор R1 регулирует ток светодиода. Теперь каждый отрицательный и положительный цикл проходят через светодиоды, поэтому они остаются включенными в течение обоих циклов.

Светодиоды без драйверов третьего поколения

Третье поколение двигателей переменного тока на светодиодах представлено для повышения эффективности и улучшения индекса мерцания. В схему добавлен контроллер переключения, который может индивидуально управлять светодиодами до определенного уровня, при котором напряжение линии питания совпадает с напряжением светодиода. Функция ограничения тока также доступна во встроенном контроллере переключения и может быть перенастроена с помощью внешних компонентов. Такая схема может обеспечить почти 80% КПД и индекс мерцания от 0,30 до 0,35.

Безводные светодиоды четвертого поколения

В светодиодных двигателях переменного тока 4-го поколения без водителя контроллер отсутствует, а пассивные компоненты используются для компенсации производственных затрат. Кроме того, эффективность выше благодаря высокому коэффициенту мощности и улучшенному индексу мерцания.

Схема работает с двумя независимыми импульсами тока, которые представляют собой емкостно-ограниченный импульс тока и резистивно-ограниченный импульс тока. Эти импульсы тока подаются в цепочку светодиодов таким образом, что цепочка светодиодов получает два импульса тока за полупериод линейного напряжения. На изображении ниже представлена ​​схема маломощного светодиодного двигателя переменного тока без водителя четвертого поколения.

Работа вышеуказанной схемы довольно интересна. Во время первого полупериода входного переменного тока ток проходит через резистор R1 и, в конечном итоге, заряжает конденсатор C1 и возвращается обратно в мостовой выпрямительный диод через вторую цепочку светодиодов, заряжая конденсатор C2 и через резистор R2. Во время отрицательного пика конденсатор C4 разряжает C1 и C2 соответственно и проталкивает ток во вторую цепочку. Таким образом, в каждом цикле ток, необходимый для зажигания светодиодных цепочек, не проходит полностью через резисторы. Почти 40-50% общего тока проходит через резисторы, которые увеличивают КПД до 90% за счет уменьшения тепловыделения.

Форма входного сигнала светодиодов и входное напряжение переменного тока показаны на изображении ниже.

На приведенном выше графике показаны три графика: входное напряжение, ток в строке левого светодиода и ток в строке правого светодиода с течением времени. При сетевом напряжении 230 В светодиодные цепочки горят попеременно. Это очень быстрый переход в миллисекундном диапазоне.

Преимущества технологии светодиодного освещения без водителя

1. Эти светодиодные фонари без водителя проще в производстве. Стоимость снижена и требует очень низкого обслуживания.

2. Благодаря улучшенному индексу мерцания его можно использовать в высоких прожекторах. Кроме того, в офисах, комнатах и ​​образовательных учреждениях используются светодиодные лампы переменного тока без водителя.

3. Когда драйвер светодиода удален, он включает функцию изменения формы. Светодиодные изделия могут быть разных форм и размеров.

4. Простая и быстрая установка - еще одна замечательная особенность светодиодных фонарей переменного тока без драйверов.

Производитель светодиодных фонарей без водителя

Светодиодные лампы переменного тока без водителя сегодня продаются как горячий пирог. Разные производители производят разные типы светодиодов переменного тока без драйверов. Китай является одним из ведущих поставщиков светодиодных светильников переменного тока без водителя. Однако светодиоды с очень высоким прямым напряжением и большим световым потоком также производятся несколькими компаниями. Светодиоды с высоким прямым напряжением обеспечивают низкое количество компонентов в светодиодной системе переменного тока без драйвера. Популярными производителями светодиодов переменного тока без драйверов в этом сегменте являются Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent и т. Д.