Світлодіодні ліхтарі без драйверів

Великий американський бізнесмен і винахідник лампочок - Томас Альва Едісон якось сказав, що "ми зробимо електроенергію настільки дешевою, що свічки спалюватимуть лише багаті", що, безумовно, стало сьогодні. Від невеликого будинку до асфальтованих доріг до великих галузей промисловості, ми можемо помітити, як освітлювачі змінного струму освітлюють наше довкілля після того, як сонце заходить. Раніше в системах освітлення використовувались різні види ламп, такі як лампи розжарювання, компактні люмінесцентні лампи (CFL) тощо, але сьогодні, завдяки вдосконаленню технології світлодіодного світла, ці лампи розжарювання та CFL швидко замінюються світлодіодними. Світовий ринок світлодіодного освітлення спостерігався тривалим зростанням, розмір якого склав 45,57 млрд. Доларів США у 2018 році.

Хоча відомо, що світлодіодні ліхтарі майже на 90% ефективніші, ніж лампи розжарювання, і мають триваліший термін служби, ніж інші лампочки змінного струму, все ще страждає від одного спаду. Тобто світлодіодні ліхтарі працюють від постійної напруги, але все наше мережеве джерело живлення є змінним. Це змусило дизайнерів використовувати додатковий компонент, який називається світлодіодним драйвером, який є нічим іншим як перетворювачем змінного та постійного струму. Цей драйвер перетворить джерело змінного струму від мережі у відповідну напругу постійного струму для живлення світлодіодного індикатора. Але тоді були представлені світлодіодні лампи змінного струму, які можна безпосередньо підключити до мережі змінного струму без будь-яких зовнішніх модулів драйвера. У цій статті ми дізнаємося більше про світлодіодні системи без драйверів та їх еволюцію з часом.

Чому світлодіодні системи без драйверів?

Основною проблемою традиційних потужних світлодіодних драйверів змінного та постійного струму є втрати потужності, пов'язані з ними. Ці традиційні драйвери світлодіодів змінного струму використовують топології перемикання та резистори для управління струмом світлодіода; це перемикання викликає нагрівання, що знижує ефективність системи. Також ця додаткова схема призводить до збільшення загальної вартості лампочки. Ось чому в нашій попередній статті ми обговорили недорогу систему світлодіодних драйверів і навіть створили таку, щоб перевірити її ефективність.

Ще однією приголомшливою проблемою драйверів світлодіодів змінного струму є ефект мерехтіння. Як більшість з нас помітили, що старі схеми драйверів світлодіодів мають мерехтливий ефект. У максимумі випадків у цих традиційних схемах драйверів змінного струму змінного струму використовується напівсинусоїдальна хвиля з подвоєною частотою лінії електропередачі. Це означає, що в лінії електропередачі частоти 50 Гц вона виробляє майже 100 рухів, які можуть бути виявлені людськими очима, і це шкідливо. Це слід усунути. Отже, впроваджена сучасна технологія, яка використовує кілька пасивних компонентів замість традиційного перетворювача змінного струму в постійний струм із використанням топологій комутації.

Світлодіодні ліхтарі змінного струму без драйверів - працюють

Світлодіодна система Driverless має щось, що називається світлодіодним двигуном змінного струму. Але що таке світлодіодний двигун змінного струму? Взагалі двигун використовується для перетворення однієї форми енергії в іншу. Наприклад, двигун двигуна використовується для перетворення теплоти, що виробляється паливом, у рух вала. Подібним чином світлодіодний двигун змінного струму використовується для перетворення електричної енергії в люмени світла.

Світлодіодний двигун змінного струму - це механічний прилад або друкована плата, на якій встановлені світлодіодні мікросхеми з усіма електричними підключеннями. Це готовий вид джерела світла, який можна легко закріпити в розетці змінного струму. Це допомагає світлодіодним лампам виступати як прямий замінник інших звичайних ламп.

Розробка цього світлодіода змінного струму має кілька етапів. Почалося з простого послідовного підключення стандартних світлодіодів для узгодження поєднаної прямої напруги світлодіодів з максимальною вхідною напругою змінного струму. Це звучить як гарна ідея запалити ці світлодіоди без будь-якого драйвера, але це не вдалося. Ця конструкція має серйозний недолік, змінний струм змінює полярність з позитивної на негативну для кожного циклу, і завдяки цьому на кожному позитивному циклі світлодіоди мають зміщення вперед (включаються), але в кожному негативному циклі світлодіоди отримують зворотне зміщення, що робить їх вимкнути.

Світлодіоди першого покоління без драйверів

То яке рішення? У цей час було представлено перше покоління світлодіодних ліхтарів змінного струму без драйверів, в яких кожен сегмент світлодіодів замінений на паралельну пару, як і на зображенні нижче.

На зображенні вище світлодіоди підключені антипаралельно. У кожному позитивному циклі одна сторона пар зміщена вперед, а інша сторона - зворотно, але в негативному циклі стани змінюються, а інші світлодіоди загоряються. Струм тут обмежений одним потужним резистором R1.

Позитивною стороною схеми є ефективність. Ефективність дуже висока. Форма сигналу струму та напруги в фазі, що проходить через ланцюг, створює високий коефіцієнт потужності. Але, незважаючи на згадану вище позитивну сторону, перше покоління світлодіодного світлодіодного двигуна без драйверів - це несправність. Це через поганий індекс Флікера та подвійну кількість світлодіодів, ніж потрібно. Він виробляє ефект спалаху, який легко виявляється людськими очима, і половина використаних світлодіодів в будь-який момент часу вимикається.

Світлодіоди другого покоління без драйверів

З цього недоліку розроблено світлодіодні двигуни змінного струму другого покоління без драйверів. Цього разу мета - зменшити кількість світлодіодів. Це можливо лише в тому випадку, якщо змінний струм трансформується в постійний. Отже, діод мостового випрямляча включений до світлодіодних двигунів змінного струму другого покоління без драйверів. Окрім випрямних діодів, все в ланцюзі незмінно.

Як і раніше, резистор R1 управляє струмом світлодіода. Тепер кожен негативний і позитивний цикли проходять крізь світлодіоди, змушуючи їх залишатися включеними протягом обох циклів.

Драйверні світлодіоди третього покоління

Третє покоління світлодіодних двигунів змінного струму представлено для підвищення ефективності та отримання підвищеного показника мерехтіння. У схему додано контролер перемикання, який може індивідуально управляти світлодіодами до певного рівня, де напруга в лінії електропередачі є таким самим, як і напруга світлодіода. Функція обмеження струму також доступна в інтегрованому контролері комутації, і її можна змінити за допомогою зовнішніх компонентів. Така схема може забезпечити майже 80% ефективності та коефіцієнт мерехтіння від 30 до 0,35.

Світлодіоди четвертого покоління без драйверів

У двигунах змінного струму 4-го покоління без драйверів змінений контролер, а пасивні компоненти використовуються для компенсації виробничих витрат. Крім того, ефективність перевершує високий коефіцієнт потужності та покращений показник мерехтіння.

Схема працює з двома незалежними імпульсами струму, які є ємнісно обмеженими імпульсами струму та резистивно обмеженими імпульсами струму. Ці імпульси струму подаються в світлодіодну колонку таким чином, що світлодіодна струна отримує два імпульси струму за півциклу лінійної напруги. Нижче зображено ланцюг світлодіодного двигуна змінного струму з низьким рівнем потужності без драйверів.

Робота вищезазначеної схеми досить цікава. Протягом першого напівцикла вхідного змінного струму струм проходить через резистор R1 і з часом заряджає конденсатор С1 і повертається назад до діода мостового випрямляча через другу ланцюжок світлодіодів, заряджаючи конденсатор С2 і через резистор R2. Під час негативного піку конденсатор С4 розряджає С1 і С2 відповідно і штовхає струм на другу струну. Отже, на кожному циклі струм, який необхідний для загоряння світлодіодних рядків, не проходить повністю через резистори. Майже 40-50% загального струму проходить через резистори, які збільшують ефективність до 90% за рахунок зменшення тепловіддачі.

Вхідну форму сигналу світлодіодів та вхідну напругу змінного струму можна побачити на зображенні нижче.

Наведений графік показує три графіки: вхідну напругу, струм струни лівого світлодіода та струм струму правого світлодіода з часом При напрузі напруги 230 В лінійки світлодіодів загоряються по черзі. Це дуже швидкий перехід в мілімікундному діапазоні.

Переваги технології LED Light без драйверів

1. Ці світлодіодні ліхтарі без драйверів легше виготовити. Вартість зменшується і вимагає дуже низького обслуговування.

2. Завдяки покращеному індексу мерехтіння, його можна використовувати у високих відстанях. Крім того, в офісах, кімнатах та освіті сектори використовують світлодіодні ліхтарі змінного струму без драйверів.

3. З вилученим світлодіодним драйвером він дає змогу змінити форму. Продукція зі світлодіодів може бути виготовлена ​​різної форми та розміру.

4. Проста та швидка установка - ще одна чудова особливість світлодіодних ліхтарів змінного струму без драйверів.

Виробник світлодіодних ліхтарів без драйверів

Сьогодні світлодіодний індикатор змінного струму без драйверів продається як гарячий пиріг. Різні виробники випускають різні види світлодіодних технологій без драйверів. Китай є одним з провідних постачальників світлодіодного світла змінного струму без драйверів. Однак світлодіоди з дуже високою прямою напругою з високим люменом також виробляються декількома компаніями. Світлодіоди високої прямої напруги забезпечують низьку кількість компонентів в системі світлодіодів змінного струму без драйверів. Популярними виробниками бездротових світлодіодів у цьому сегменті є Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent тощо.