LED svetlá bez vodiča

Veľký americký podnikateľ a vynálezca žiaroviek - Thomas Alva Edison raz povedal, že „Vyrobíme elektrinu tak lacnú, že iba bohatí budú páliť sviečky“, čo sa dnes určite stalo. Od malého domu po spevnené cesty až po veľké priemyselné odvetvia si môžeme všimnúť striedavé svetlá osvetľujúce naše prostredie po západe slnka. Predchádzajúce osvetľovacie systémy používali rôzne druhy žiaroviek, ako sú žiarovky, kompaktné žiarovky (CFL) atď., Ale dnes s pokrokom v technológii LED žiaroviek sú tieto žiarovky a žiarovky CFL rýchlo nahradené žiarovkami LED. Globálny trh s LED osvetlením zaznamenal dlhodobý rast s veľkosťou v roku 2018 v hodnote 45,57 miliárd USD.

Aj keď je známe, že LED svetlá sú takmer 90% účinné ako žiarovky a majú lepšiu životnosť ako iné žiarovky so striedavým prúdom, stále trpí jedným neúspechom. To znamená, že LED svetlá sú napájané jednosmerným napätím, ale všetky naše zdroje napájania sú striedavé. To prinútilo dizajnérov, aby používali ďalší komponent nazývaný LED driver, ktorý nie je ničím iným ako typom prevodníka AC na DC. Tento ovládač prevedie striedavé napájanie zo siete na vhodné jednosmerné napätie na napájanie LED svetla. Potom však boli predstavené žiarovky LED bez vodiča AC, ktoré je možné priamo zapojiť do elektrickej siete bez akýchkoľvek externých modulov vodiča. V tomto článku sa dozvieme viac o LED systémoch bez vodiča a ich vývoji v čase.

Prečo LED systémy bez vodiča?

Hlavným problémom tradičných vysokovýkonných striedavých a jednosmerných spínacích vodičov LED je strata napájania, ktorá je s nimi spojená. Tieto tradičné ovládače striedavého prúdu LED používajú na riadenie prúdu LED topológiu a rezistory. Toto prepínanie spôsobuje teplo, ktoré znižuje účinnosť systému. Aj tento prídavný obvod vedie k zvýšeniu celkových nákladov na žiarovku. To je dôvod, prečo sme v našom predchádzajúcom článku diskutovali o nízkonákladovom systéme ovládačov LED a dokonca sme ho postavili na testovanie jeho výkonu.

Ďalším úžasným problémom ovládačov AC LED je efekt blikania. Ako si väčšina z nás všimla, staré obvody ovládačov LED majú blikajúci efekt. V maximálnych prípadoch používajú tieto tradičné budiace obvody LED s LED polovičnú sínusovú vlnu na dvojnásobnej frekvencii elektrického vedenia. To znamená, že v elektrickom vedení s frekvenciou 50 Hz produkuje takmer 100 pohybov, ktoré môžu byť detekované ľudskými očami, a je to škodlivé. Toto by malo byť vylúčené. Je teda predstavená moderná technológia, ktorá využíva niekoľko pasívnych komponentov namiesto tradičného prevodníka striedavého prúdu na jednosmerný pomocou prepínacích topológií.

AC LED svetlá bez vodiča - fungujú

Systém LED bez vodiča má niečo, čo sa nazýva AC LED svetelný motor. Čo je to však svetelný motor s LED diódami? Motor sa všeobecne používa na premenu jednej formy energie na druhú. Napríklad motorový motor sa používa na premenu tepla produkovaného palivom na pohyb hriadeľa. Podobne sa na premenu elektrickej energie na lúmeny svetla používa aj svetelný motor s LED diódami.

Svetelný motor so striedavými LED diódami je mechanické zariadenie alebo doska s plošnými spojmi, ktorá má v sebe namontované LED čipy so všetkými elektrickými pripojeniami. Jedná sa o hotovú formu svetelného zdroja, ktorý sa dá ľahko pripevniť do sieťovej zásuvky. Pomáha žiarovkám LED pôsobiť ako priama náhrada za iné bežné žiarovky.

Vývoj tejto AC LED má niekoľko etáp. Začalo to jednoduchým zapojením štandardných LED diód do série, aby sa kombinovalo dopredné napätie LED diód s maximálnym vstupným napätím striedavého prúdu. Znie to ako dobrý nápad rozsvietiť tie LED bez ovládača, ale nebolo to úspešné. Tento dizajn má veľkú nevýhodu, AC mení svoju polaritu z pozitívnej na negatívnu pre každý cyklus a kvôli tomu sú pri každom pozitívnom cykle LED diódy predpäté (zapnuté), ale v každom negatívnom cykle sú LED diódy spätne predpäté, čo robí oni sa vypnú.

LED bez vodiča prvej generácie

Aké je teda riešenie? V tejto dobe bola predstavená prvá generácia AC LED svetiel bez vodiča, pri ktorej je každý segment LED nahradený antiparalelným párom, rovnako ako na obrázku nižšie.

Na vyššie uvedenom obrázku sú LED zapojené antiparalelne. V každom pozitívnom cykle je jedna strana dvojíc predpätá dopredu a druhá strana je spätne predpätá, ale v negatívnom cykle sa stavy zmenia a ostatné LED diódy sa rozsvietia. Prúd je tu obmedzený jedným vysoko výkonným rezistorom R1.

Pozitívnou stránkou obvodu je účinnosť. Účinnosť je veľmi vysoká. Fázový priebeh prúdu a napätia prechádzajúci obvodom vytvára vysoký účinník. Ale napriek vyššie spomínanej pozitívnej stránke je prvá generácia LED svetiel bez vodiča bezporuchová. Je to kvôli zlému indexu Flicker a dvojnásobnému počtu LED diód, ako je potrebné. Produkuje efekt blesku, ktorý je ľahko rozpoznateľný ľudskými očami a polovica použitých LED diód zostáva v ľubovoľnom danom čase vypnutá.

LED druhej generácie bez vodičov

Z tejto nevýhody sú vyvinuté AC LED motory druhej generácie bez vodiča. Tentoraz je cieľom znížiť počet LED. Je to možné, iba ak sa striedavý prúd transformuje na jednosmerný prúd. Preto je dióda usmerňovača mostíka zahrnutá v druhej generácii svetelných motorov LED bez vodiča bez vodiča. Okrem usmerňovacích diód je všetko v obvode nezmenené.

Rovnako ako predtým odpor R1 riadi prúd LED. Teraz každý negatívny aj pozitívny cyklus prechádzajú LED diódami, vďaka čomu zostávajú zapnuté počas obidvoch cyklov.

LED diódy bez vodiča tretej generácie

Tretia generácia motorov AC LED je predstavená s cieľom zvýšiť účinnosť a získať vylepšený index blikania. V obvode je pridaný spínací radič, ktorý môže jednotlivo ovládať LED diódy na určitú úroveň, kde je napätie v sieťovom vedení rovnaké ako napätie LED. Funkcia obmedzenia prúdu je k dispozícii aj v integrovanom spínacom regulátore a je možné ju prekonfigurovať pomocou externých komponentov. Takýto obvod by mohol poskytnúť takmer 80% účinnosti a index blikania 0,30 až 0,35.

LED diódy bez vodiča štvrtej generácie

V motoroch AC LED 4. generácie bez vodiča je eliminovaný radič a na vyrovnanie výrobných nákladov sú použité pasívne komponenty. Účinnosť je tiež vyššia s vysokým účinníkom a vylepšeným indexom blikania.

Obvod pracuje s dvoma nezávislými prúdovými impulzmi, ktorými sú kapacitne obmedzený prúdový impulz a odporovo obmedzený prúdový impulz. Tieto prúdové impulzy sa privádzajú do reťazca LED takým spôsobom, že reťazec LED dostane dva prúdové impulzy za polovičný cyklus sieťového napätia. Pod obrázkom je obvod LED ľahkého motora AC bez vodiča s nízkym výkonom štvrtej generácie.

Fungovanie vyššie uvedeného obvodu je dosť zaujímavé. Počas prvej polovice cyklu vstupného striedavého prúdu prúd prechádza rezistorom R1 a nakoniec sa nabíja kondenzátorom C1 a cez druhý reťazec LED sa vracia späť do diódy usmerňovača mostíka, pričom nabíja kondenzátor C2 a cez rezistor R2. Počas záporného píku kondenzátor C4 zodpovedajúcim spôsobom vybíja C1 a C2 a tlačí prúd na druhý reťazec. Takže v každom cykle prúd, ktorý je potrebný na rozsvietenie reťazcov LED, neprúdi úplne cez rezistory. Takmer 40 - 50% celkového prúdu prechádza rezistormi, ktoré zvyšujú účinnosť až o 90% znížením odvodu tepla.

Na nasledujúcom obrázku je možné vidieť tvar vstupného signálu LED a vstupné striedavé napätie.

Vyššie uvedený graf zobrazuje tri grafy, ktoré sú: vstupné napätie, prúd reťazca ľavej LED a prúd reťazca LED vpravo v priebehu času. Pri sieťovom napätí 230 V sa LED reťazce striedavo rozsvietia. Je to veľmi rýchly prechod v rozmedzí milisekúnd.

Výhody technológie LED Light bez vodiča

1. Tieto LED svetlá bez vodiča sa vyrábajú ľahšie. Cena je znížená a vyžaduje veľmi nízku údržbu.

2. Vďaka vylepšenému indexu Flicker sa dá použiť vo svetlách s vysokou polohou. Rovnako v kancelárskych, spoločenských a vzdelávacích sektoroch sú použité LED svetlá bez vodičov.

3. Po odstránení ovládača LED umožňuje funkciu tvarovania. LED výrobky môžu byť vyrobené v rôznych tvaroch a veľkostiach.

4. Ľahká a rýchla inštalácia je ďalšou skvelou vlastnosťou AC LED svetiel bez vodiča.

Výrobca LED svetiel bez vodiča

AC svetlo bez vodiča sa dnes predáva ako horúci koláč. Rôzni výrobcovia vyrábajú iný druh technológie AC LED bez vodiča. Čína je jedným z popredných dodávateľov AC LED svetla bez vodiča. Niekoľko spoločností však vyrába aj LED diódy s veľmi vysokým dopredným napätím s vysokým lúmenom. LED diódy s vysokým dopredným napätím poskytujú nízky počet komponentov v systéme AC LED bez vodiča. Populárnymi výrobcami AC LED bez vodičov v tomto segmente sú Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent atď.