Driverless led-verlichting

De grote Amerikaanse zakenman en uitvinder van de gloeilamp - Thomas Alva Edison zei ooit: "We zullen elektriciteit zo goedkoop maken dat alleen de rijken kaarsen zullen branden", wat vandaag zeker het geval is geworden. Van kleine huizen tot verharde wegen tot grote industrieën, we kunnen zien dat AC-lampen onze omgeving verlichten nadat de zon ondergaat. Eerdere verlichtingssystemen maakten gebruik van verschillende soorten gloeilampen, zoals gloeilampen, compacte fluorescentielampen (CFL) enz., Maar tegenwoordig worden deze gloeilampen en CFL-lampen met de vooruitgang in LED-lichttechnologie snel vervangen door LED-lampen. De wereldwijde markt voor LED-verlichting heeft een langdurige groei gekend met een omvang die in 2018 werd geschat op $ 45,57 miljard.

Hoewel bekend is dat led-lampen bijna 90% zuiniger zijn dan gloeilampen en een langere levensduur hebben dan andere AC-lampen, heeft ze toch één tegenslag. Dat wil zeggen, LED-lampen worden aangedreven door gelijkstroom, maar al onze netvoeding is wisselstroom. Dit heeft ontwerpers ertoe aangezet om een ​​extra component te gebruiken, de LED-driver, die niets anders is dan een soort AC naar DC-omzetter. Deze driver zal de wisselstroom van het lichtnet omzetten in een geschikte gelijkspanning om de LED-lamp van stroom te voorzien. Maar toen werden de AC driverless LED-lampen geïntroduceerd die rechtstreeks op het lichtnet kunnen worden aangesloten zonder externe driver-modules. In dit artikel zullen we meer leren over Driverless LED-systemen en de evolutie ervan in de tijd.

Waarom driverloze led-systemen?

Het grootste probleem met de traditionele hoogvermogen wisselstroom naar gelijkstroom schakelende led-stuurprogramma's is het daarmee gepaard gaande vermogensverlies. Deze traditionele AC LED-drivers gebruiken schakeltopologieën en weerstanden om de LED-stroom te regelen, deze omschakeling veroorzaakt warmte die de efficiëntie van het systeem vermindert. Ook leidt dit extra circuit tot een verhoging van de totale kosten van de gloeilamp. Daarom hebben we in ons vorige artikel gesproken over een goedkoop LED-stuurprogrammasysteem en er zelfs een gebouwd om de prestaties te testen.

Een ander geweldig probleem van de AC LED-stuurprogramma's is het flikkerende effect. Zoals de meesten van ons hebben opgemerkt, hebben de oude LED-stuurcircuits een flikkerend effect. In maximale gevallen gebruiken deze traditionele AC LED-stuurcircuits een halve sinusgolf met tweemaal de frequentie van de voedingslijn. Dat betekent dat het in een stroomlijn met een frequentie van 50 Hz bijna 100 flicks produceert die door het menselijk oog kunnen worden gedetecteerd en dat het schadelijk is. Dit moet worden geëlimineerd. Er wordt dus moderne technologie geïntroduceerd die weinig passieve componenten gebruikt in plaats van de traditionele AC naar DC-omzetter die gebruikmaakt van schakeltopologieën.

Driverless AC LED-verlichting - werkt

Het Driverless LED-systeem heeft zoiets als een AC LED-lichtmotor. Maar wat is een AC LED-lichtmotor? Een motor wordt in het algemeen gebruikt om de ene vorm van energie om te zetten in de andere. Een motormotor wordt bijvoorbeeld gebruikt om de door de brandstof geproduceerde warmte om te zetten in de beweging van een as. Evenzo wordt een AC LED-lichtmotor gebruikt om elektrische energie om te zetten in de lumen van licht.

Een AC LED-lichtmotor is een mechanisch armatuur of een printplaat waarop LED-chips zijn gemonteerd met alle elektrische aansluitingen. Het is een kant-en-klare vorm van lichtbron die eenvoudig in een stopcontact kan worden bevestigd. Het helpt de LED-lampen om te fungeren als een directe vervanging voor andere conventionele lampen.

De ontwikkeling van deze AC LED kent verschillende fasen. Het begon door simpelweg standaard LED's in serie aan te sluiten om de gecombineerde voorwaartse spanning van de LED's af te stemmen op de maximale AC-ingangsspanning. Het klinkt als een goed idee om die LED's zonder driver te laten branden, maar het is niet gelukt. Dit ontwerp heeft een groot nadeel, AC verandert de polariteit van positief naar negatief voor elke cyclus en daarom zijn de LED's bij elke positieve cyclus voorwaarts voorgespannen (ingeschakeld), maar bij elke negatieve cyclus worden de LED's omgekeerd voorgespannen, wat maakt ze worden uitgeschakeld.

Driverloze LED's van de eerste generatie

Dus wat is de oplossing? Op dit moment werd de eerste generatie driverless AC LED-lampen geïntroduceerd waarbij elk segment van de LED's is vervangen door een antiparallel paar, net als in de onderstaande afbeelding.

In de bovenstaande afbeelding zijn leds antiparallel geschakeld. In elke positieve cyclus is de ene kant van de paren voorwaarts voorgespannen en de andere kant in tegengestelde richting, maar in de negatieve cyclus worden de toestanden gewijzigd en gaan de andere LED's branden. De stroom wordt hier beperkt door een enkele hoogvermogenweerstand R1.

De positieve kant van het circuit is de efficiëntie. Het rendement is erg hoog. De in-fase stroom- en spanningsgolfvorm die door het circuit gaat, creëert een hoge arbeidsfactor. Maar ondanks de bovengenoemde positieve kant is de eerste generatie van de driverless LED-lichtmotor een mislukking. Het komt door de slechte Flicker-index en het dubbele aantal LED's dan vereist. Het produceert een flitseffect dat gemakkelijk te detecteren is door het menselijk oog en de helft van de gebruikte LED's blijft op een gegeven moment uit.

LED's van de tweede generatie zonder stuurprogramma's

Vanuit dit nadeel zijn de tweede generatie driverless AC LED-motoren ontwikkeld. Deze keer is het doel om het aantal LED's te verlagen. Het is alleen mogelijk als de AC wordt omgezet in DC. Daarom is een bruggelijkrichterdiode opgenomen in de tweede generatie driverloze AC LED-lichtmotoren. Behalve de gelijkrichterdiodes, is alles in het circuit ongewijzigd.

Net als voorheen regelt weerstand R1 de LED-stroom. Nu gaan zowel de negatieve als de positieve cyclus door de LED's, waardoor ze tijdens beide cycli ingeschakeld blijven.

Derde generatie driverloze leds

De derde generatie AC LED-motoren wordt geïntroduceerd om de efficiëntie te verhogen en een verbeterde flikkerindex te krijgen. In het circuit is een schakelcontroller toegevoegd die de LED's individueel kan besturen tot een bepaald niveau waarbij de voedingsspanning hetzelfde is als de LED-spanning. De functie stroombegrenzing is ook beschikbaar in de geïntegreerde schakelcontroller en kan opnieuw worden geconfigureerd met behulp van externe componenten. Een dergelijk circuit zou bijna 80% van de efficiëntie en 0,30 tot 0,35 flikkerindex kunnen bieden.

Vierde generatie driverloze leds

In de 4e generatie driverless AC LED-motoren is de controller geëlimineerd en worden passieve componenten gebruikt om de fabricagekosten te compenseren. Ook is de efficiëntie superieur met een hoge arbeidsfactor en verbeterde flikkerindex.

Het circuit werkt met twee onafhankelijke stroompulsen, die capacitief beperkte stroompuls en resistief beperkte stroompuls zijn. Die stroompulsen worden zo in de LED-string ingevoerd dat de LED-string twee stroompulsen per halve cyclus van de netspanning krijgt. Onderstaande afbeelding is een laagvermogen, driverless AC LED-lichtmotorcircuit van de vierde generatie.

De werking van het bovenstaande circuit is best interessant. Tijdens de eerste halve cyclus van de ingang AC gaat de stroom door de weerstand R1 en laadt uiteindelijk de condensator Cl op en keert terug naar de bruggelijkrichterdiode via de tweede reeks LED's, waarbij de condensator C2 en door de weerstand R2 wordt opgeladen. Tijdens de negatieve piek ontlaadt de condensator C4 de C1 en C2 overeenkomstig en duwt de stroom op de tweede snaar. Dus bij elke cyclus stroomt de stroom die nodig is om de LED-strings te laten branden niet volledig door weerstanden. Bijna 40-50% van de totale stroom gaat door de weerstanden, wat het rendement tot 90% verhoogt door de warmteafvoer te verminderen.

De ingangsgolfvorm van de LED's en de AC-ingangsspanning zijn te zien in de onderstaande afbeelding.

De bovenstaande grafiek toont drie grafieken: ingangsspanning, linker LED-stringstroom en rechter LED-stringstroom in de loop van de tijd. Bij 230V netspanning lichten de LED-strings afwisselend op. Het is een zeer snelle overgang in het mili-seconde bereik.

Voordelen van driverless LED-lichttechnologie

1. Deze driverless LED-lampen zijn gemakkelijker te vervaardigen. De kosten zijn verlaagd en vereisen zeer weinig onderhoud.

2. Vanwege de verbeterde Flicker-index, kan het worden gebruikt in high bay-lampen. Ook gebruiken kantoor-, kamer- en onderwijssectoren AC LED-lampen zonder bestuurder.

3. Met de LED-driver verwijderd, maakt het een nieuwe vorm mogelijk. LED-producten kunnen in verschillende soorten en maten worden gemaakt.

4. Gemakkelijke en snelle installatie is een andere geweldige eigenschap van driverless AC LED-lampen.

Fabrikant van LED-verlichting zonder bestuurder

Driverless AC LED-licht wordt tegenwoordig als een hete cake verkocht. Verschillende fabrikanten produceren een ander soort driverless AC LED-technologie. China is een van de toonaangevende leveranciers van AC LED-licht zonder bestuurder. Er worden echter ook LED's met een zeer hoge voorwaartse spanning met een hoog lumen geproduceerd door verschillende bedrijven. LED's met hoge voorwaartse spanning zorgen voor een laag aantal componenten in een driverloos AC LED-systeem. Populaire Driverless AC LED-fabrikanten in deze segmenten zijn Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent etc.