Traducere: Bandura Gennady
Astăzi, tehnologia cu LED-uri este predominantă în domeniul dispozitivelor de iluminat. Deja, de obicei, au devenit lumini LED, semafoare, dispozitive de iluminat auto, în plus, există tendința de a înlocui becurile fluorescente și incandescente în clădirile rezidențiale, comerciale și industriale. Cantitatea de energie electrică care va fi salvată la trecerea la iluminarea cu LED este pur și simplu uimitoare. Numai în China, autoritățile estimează că traducerea unei țări terțe pentru iluminat cu LED-uri vor fi economii anuale de 100 de milioane de kWh de energie electrică, precum și a emisiilor de dioxid de carbon reduse cu 29 de milioane de tone în atmosferă, cu toate acestea, tehnologia LED are o altă problemă, și anume -. Tehnologia de control fluxul de lumină.
La lămpile cu incandescență, este ușor de realizat funcția de diminuare utilizând un dimmer simplu și ieftin bazat pe un triac. Ca urmare, acestea sunt aplicate peste tot. Pentru ca becurile LED să devină cu adevărat populare și răspândite, este necesar să se integreze această funcție în ele atunci când se utilizează controlerele existente și infrastructura de diminuare.
Luminozitatea luminii lămpilor incandescente este perfect reglabilă. În mod ironic, acest lucru este facilitat de o eficiență extrem de scăzută și, în consecință, de un curent înalt, care permite funcționarea corectă a dispozitivului de reglare a nivelului de iluminare sau cu alte cuvinte pentru diminuare. Inerția termică a filamentului permite, de asemenea, mascarea oricărei instabilități sau oscilații create de dimmer. Încercarea de a regla luminozitatea lămpii LED în acest fel creează o serie de probleme, cum ar fi pâlpâirea și alte efecte nedorite. Pentru a explica de ce se întâmplă acest lucru, să vedem cum funcționează triacul și cum interacționează cu LED-urile.
În Fig. 1 prezintă un dimmer tipic triac și caracteristica de tensiune curentă.
Fig. 1. Dimmer simplu triac
Potențiometrul R2 reglează unghiul de fază al triacului care se deschide la fiecare val AC atunci când VC2 depășește tensiunea de comutare a triacului. Când curentul triacului coboară sub curentul de reținere (IH), triacul se închide și așteaptă ca condensatorul C2 să fie încărcat pentru a porni din nou următoarea jumătate a ciclului. Tensiunea aplicată filamentului lămpii este o funcție a unghiului de fază de întunecare, care poate varia în domeniul practic de 0-180 °.
O lampă LED proiectată să înlocuiască o lampă cu incandescență conține în mod obișnuit o matrice de LED-uri aranjate pentru a asigura o ieșire maximă a luminii. LED-urile sunt conectate în serie în serie. Luminozitatea fiecăruia este o funcție a curentului care trece prin el. În plus, scăderea directă a tensiunii pe LED-uri este de aproximativ 3,4 V (poate varia în domeniul 2,8-4,2 V). Lanțul LED ar trebui să fie alimentat de o sursă constantă de curent cu un control strict al parametrilor de ieșire pentru a asigura corespondența între lămpile adiacente.
Pentru ca lampa LED să fie estompată, sursa de alimentare trebuie să transforme modificarea unghiului de fază a dimmerului la o modificare a curentului direct al lămpii LED. Dificultățile legate de realizarea acestui efect în combinație cu funcționarea corectă a dimmerului pot duce la o reducere semnificativă a performanței. Pot apărea probleme cum ar fi: un timp de pornire lung, pâlpâire, iluminare neuniformă, clipește (la setarea nivelului minim de iluminare). Există, de asemenea, probleme legate de repetabilitatea parametrilor (de la produs la produs) și de zgomotul sonor nedorit provenit de la lampă. Aceste efecte nedorite, ca regulă, sunt cauzate de o combinație de descoperiri false și închideri premature ale simulatoarelor, precum și de un control insuficient al curentului LED-urilor. Motivul principal pentru descoperirea falsă a triacului este așa-numitul "apel" curent atunci când triacul este deschis. Fig. 2 ilustrează în mod clar această situație.
Fig. 2. Curentul și tensiunea la intrarea sursei de alimentare a iluminatorului LED
În momentul în care triacul se deschide, tensiunea este aproape instantaneu aplicată la filtrul de intrare LC al sursei de alimentare. Tensiunea aplicată inductanței determină o "apelare". Dacă curentul tiristor scade sub curentul de susținere a triacului, acesta se închide. Circuitul de dimmer este reîncărcat și re-pornește triacul. Aceste repornii triac repetate pot provoca zgomotele nedorite și pâlpâirea lămpii LED. Filtrele simple EMR pot reduce la minimum acest "sunet" nedorit. Pentru funcționarea fiabilă a funcției de diminuare, este necesar ca inductorii și condensatorii să fie cât mai mici posibil.
Cel mai "sunet" este unghiul de fază de 90 ° (când tensiunea la vârf a undei sinusoidale este aplicată la intrarea sursei de alimentare a lămpii LED iar tensiunea înaltă a rețelei determină un curent minim de alimentare). Dacă este necesar să se realizeze o întunecare profundă (adică, unghiul de fază se apropie de 180 °) cu o tensiune mică de alimentare, lampa LED se poate opri prematur. Pentru a preveni acest lucru, triacul trebuie să deschidă fiecare ciclu și să rămână deschis până în momentul în care tensiunea alternantă scade la zero. Pentru a realiza acest lucru este necesar un curent de reținere de 8-40 mA. Pentru lămpile cu incandescență pentru a sprijini curent nu există nici o dificultate, cu toate acestea, atunci când se utilizează lămpile cu LED-GUVERNAMENTALE, consumă mai puțin de 10% din energia lămpii incandescente echivalente, curentul poate cădea cu ușurință sub nivelul actual de retenție, care va determina triac pentru a opri prematur. Acest lucru explică pâlpâirea și / sau limitarea domeniului de dimensiuni.
O serie de alte probleme care se poate confrunta dezvoltator în proiectarea iluminator cu LED-uri cuprind: raportul de putere (standardul Energy Star ar trebui să fie nu mai puțin de 0,9 pentru aplicații comerciale și industriale), cerințe stricte pentru eficiența energetică, toleranțele stricte ale instabilității tensiunii de ieșire și EMP, siguranța la scurtcircuit și ruperea unui lanț de diode emițătoare de lumină.
Cele mai recente evoluții ale integrațiilor de putere demonstrează modul de furnizare a energiei pentru iluminatorul LED și, în același timp, compatibilitatea cu dimmerii triac existenți. În Fig. 3 prezintă schema sursei de alimentare de 14 W pentru un corp de iluminat cu LED, cu posibilitatea de diminuare externă, dezvoltat de această companie.
Fig. 3. O sursă izolată de 14 Watt pentru un corp de iluminat cu LED compatibil cu dimmerii triac existenți, cu un factor de putere ridicat și un interval de tensiune de intrare universal
Sursa se bazează pe cipul LNK406EG (U1) din familia LinkSwitch-PH. Reprezentanții acestei linii de microcircuite combină o cheie MOSFET de putere pentru 725 V și un controler PWM care funcționează într-un mod fără a sparge curentul de accelerație principal. Controlerul efectuează funcția de corector de factor de putere (PFC) și asigură un curent de ieșire constant. Tehnologie de control al parametrilor de ieșire din partea primară, utilizate în cipuri LinkSwitch-PH, asigură controlul puterii de ieșire precisă, elimină utilizarea unui optocuplor și o parte a circuitului secundar utilizat în mod obișnuit în convertoare flyback izolate, în plus, că funcția care este responsabilă pentru LSP elimină utilizarea intrare un condensator electrolitic de stocare.
Familia de chips-uri LinkSwitch-PH poate fi configurată să funcționeze fie în modul întunecat, fie în modul fără dimensiuni. Pentru utilizare în combinație cu un triac rezistor dimmer R4 este utilizat pentru obținerea ligament DE REFERINȚĂ și rezistoare R2 + R3 4 megohmi la MONITOR TENSIUNII terminale pentru a asigura o relație liniară între tensiunea de intrare și curentul de ieșire și intervalul maxim de expansiune întunecare.
Modul de funcționare fără ruperea curentului principal al mușchilor are două avantaje cheie: scăderea pierderilor de conductivitate (de aici o eficiență mai mare) și un nivel mai scăzut al EMR (deci, este necesar un filtru mai mic pentru a se conforma standardului EMR). Un condensator X poate fi eliminat și este utilizat un reactor de dimensiuni mai mici (sau, de asemenea, exclus). Construit în familia de cipuri LinkSwitch-PH, funcția de jitter a frecvenței de comutare de bază a comutatorului MOSFET reduce în continuare necesitatea de filtrare a componentelor. Filtrul EMR de intrare mai mic reprezintă o reactanță mai mică pentru dimmer, ceea ce reduce în mod corespunzător nivelul de "sunet". Stabilitatea este îmbunătățită și de faptul că LinkSwitch-PH este alimentat de propria tensiune internă de referință. Adăugarea unui amortizor pentru a lucra cu dimmer și un circuit de divizare a tensiunii asigură funcționarea fiabilă fără efectul de pâlpâire în cea mai mare măsură posibilă de diminuare.
Sursa de alimentare descrisă mai sus pentru lampa LED este complet compatibil cu variatoare triac existente într-o gamă foarte largă de reglaj (1000-1 500-0,5 mA), are un randament de> 85%, iar factorul de putere> 0.9. El demonstrează că problema de incompatibilitate între lămpi cu LED-uri și variatoare triac pot fi depășite și, ca urmare, poate fi construit un driver simplu pentru un lămpi cu LED-uri ieftine și de încredere cu funcție întunecos.
Alte articole pe această temă:
Dacă observați orice inexactități în articol (desene lipsă, tabele, informații nesigure, etc.), vă rugăm să ne anunțați. Furnizați un link către pagină și o descriere a problemei.