Luci a led senza conducente

Il grande uomo d'affari americano e inventore delle lampadine - Thomas Alva Edison una volta disse che "renderemo l'elettricità così a buon mercato che solo i ricchi bruceranno candele", cosa che certamente è diventata oggi. Dalle piccole case alle strade asfaltate alle grandi industrie, possiamo notare le luci CA che illuminano il nostro ambiente dopo il tramonto. I sistemi di illuminazione precedenti utilizzavano diversi tipi di lampadine come lampadine a incandescenza, lampadine fluorescenti compatte (CFL) ecc., Ma oggi con i progressi nella tecnologia della luce a LED queste lampadine a incandescenza e CFL vengono rapidamente sostituite da luci a LED. Il mercato globale dell'illuminazione a LED ha visto una crescita prolungata con una dimensione del valore di 45,57 miliardi di dollari nel 2018.

Sebbene sia noto che le luci a LED sono efficienti quasi al 90% rispetto alle lampadine a incandescenza e hanno una durata migliore rispetto ad altre lampadine CA, soffre ancora di una battuta d'arresto. Cioè, le luci a LED sono azionate dalla tensione CC, ma tutta la nostra alimentazione di rete è CA. Ciò ha spinto i progettisti a utilizzare un componente aggiuntivo chiamato driver LED che non è altro che un tipo di convertitore da CA a CC. Questo driver convertirà l'alimentazione CA dalla rete a una tensione CC adeguata per alimentare la luce LED. Ma poi sono state introdotte le lampadine LED senza driver CA che possono essere collegate direttamente alla rete CA senza alcun modulo driver esterno. In questo articolo impareremo di più sui sistemi LED senza driver e sulla loro evoluzione nel tempo.

Perché i sistemi LED senza driver?

Il problema principale con i tradizionali driver LED di commutazione da CA a CC ad alta potenza è la perdita di potenza ad essi associata. Questi driver LED CA tradizionali utilizzano topologie di commutazione e resistori per controllare la corrente del LED, questa commutazione provoca calore che riduce l'efficienza del sistema. Anche questa circuiteria aggiuntiva porta all'aumento del costo complessivo della Lampadina. Questo è il motivo per cui nel nostro articolo precedente abbiamo discusso di un sistema di driver LED a basso costo e ne abbiamo persino costruito uno per testarne le prestazioni.

Un altro terribile problema dei driver LED CA è l'effetto tremolante. Come molti di noi hanno notato, i vecchi circuiti dei driver LED hanno un effetto tremolante. Nella maggior parte dei casi, questi circuiti driver LED CA tradizionali utilizzano un'onda semisinusoidale al doppio della frequenza della linea di alimentazione. Ciò significa che, in una linea elettrica con frequenza di 50 Hz, produce quasi 100 movimenti che possono essere rilevati dagli occhi umani ed è dannoso. Questo dovrebbe essere eliminato. Quindi, viene introdotta la tecnologia moderna che utilizza pochi componenti passivi invece del tradizionale convertitore da CA a CC utilizzando topologie di commutazione.

Luci LED CA senza conducente - Funzionanti

Il sistema senza driver LED ha qualcosa chiamato come un motore di luce LED AC. Ma cos'è un motore di illuminazione a LED CA? Un motore in generale viene utilizzato per convertire una forma di energia nell'altra. Ad esempio, un motore a motore viene utilizzato per convertire il calore prodotto dal carburante nel movimento di un albero. Allo stesso modo un motore di illuminazione a LED CA viene utilizzato per convertire l'energia elettrica in lumen di luce.

Un motore di illuminazione a LED CA è un dispositivo meccanico o un circuito stampato in cui sono montati chip LED con tutti i collegamenti elettrici. È una forma di sorgente luminosa già pronta che può essere facilmente fissata a una presa CA. Aiuta le lampadine a LED a fungere da sostituto diretto di altre lampade convenzionali.

Lo sviluppo di questo LED AC ha diverse fasi. È iniziato semplicemente collegando i LED standard in serie per abbinare la tensione diretta combinata dei LED con la tensione di ingresso CA massima. Sembra una buona idea accendere quei LED senza alcun driver, ma non ha avuto successo. Questo design ha un grosso svantaggio, AC cambia la sua polarità da positiva a negativa per ogni ciclo e per questo motivo, su ogni ciclo positivo i LED sono polarizzati in avanti (accesi) ma in ogni ciclo negativo, i LED subiscono polarizzazione inversa, il che rende si spengono.

LED driverless di prima generazione

Allora qual è la soluzione? In questo momento, è stata introdotta la prima generazione di luci LED CA senza driver in cui ogni segmento dei LED viene sostituito con una coppia antiparallela, proprio come l'immagine sottostante.

Nell'immagine sopra, i LED sono collegati in modo antiparallelo. In ogni ciclo positivo, un lato delle coppie è polarizzato in avanti e l'altro lato è polarizzato inversamente, ma nel ciclo negativo, gli stati vengono modificati e gli altri LED si accendono. La corrente qui è limitata da un singolo resistore ad alta potenza R1.

Il lato positivo del circuito è l'efficienza. L'efficienza è molto alta. La forma d'onda di corrente e tensione in fase che passa attraverso il circuito crea un fattore di potenza elevato. Ma, nonostante il lato positivo sopra menzionato, la prima generazione del motore di illuminazione a LED senza conducente è un fallimento. È a causa dello scarso indice di sfarfallio e del doppio numero di LED rispetto a quanto richiesto. Produce un effetto flash facilmente rilevabile dall'occhio umano e metà dei LED utilizzati rimangono spenti in un dato momento.

LED driverless di seconda generazione

Da questo inconveniente vengono sviluppati i motori LED CA senza conducente di seconda generazione. Questa volta l'obiettivo è abbassare il numero di LED. È possibile solo se l'AC viene trasformato in DC. Pertanto, un diodo raddrizzatore a ponte è incluso nei motori di illuminazione a LED CA senza conducente di seconda generazione. A parte i diodi raddrizzatori, tutto nel circuito è invariato.

Come prima, il resistore R1 controlla la corrente del LED. Ora ogni ciclo sia negativo che positivo sta passando attraverso i LED facendoli rimanere accesi durante entrambi i cicli.

LED Driverless di terza generazione

Viene introdotta la terza generazione di motori LED CA per aumentare l'efficienza e ottenere un indice di sfarfallio migliorato. Il controller di commutazione viene aggiunto nel circuito che può controllare individualmente i LED a un certo livello in cui la tensione della linea di alimentazione è la stessa della tensione del LED. La funzione di limite di corrente è disponibile anche nel controller di commutazione integrato e può essere riconfigurata utilizzando componenti esterni. Un circuito di questo tipo potrebbe fornire quasi l'80% di efficienza e un indice di sfarfallio da 0,30 a 0,35.

LED Driverless di quarta generazione

Nei motori LED CA senza driver di quarta generazione, il controller viene eliminato e vengono utilizzati componenti passivi per compensare i costi di produzione. Inoltre, l'efficienza è superiore con un fattore di potenza elevato e un indice di sfarfallio migliorato.

Il circuito funziona con due impulsi di corrente indipendenti, che sono impulsi di corrente limitati capacitivamente e impulsi di corrente limitati resistivamente. Questi impulsi di corrente vengono immessi nella stringa LED in modo che la stringa LED riceva due impulsi di corrente per mezzo ciclo della tensione di linea. L'immagine sotto è un circuito del motore della luce LED CA senza driver a bassa potenza di quarta generazione.

Il funzionamento del circuito sopra è piuttosto interessante. Durante il primo semiciclo dell'ingresso AC, la corrente attraversa il resistore R1 ed eventualmente carica il condensatore C1 e ritorna al diodo raddrizzatore a ponte attraverso la seconda stringa di LED, caricando il condensatore C2 e attraverso il resistore R2. Durante il picco negativo, il condensatore C4 scarica corrispondentemente C1 e C2 e spinge la corrente sulla seconda stringa. Quindi, ad ogni ciclo, la corrente necessaria per accendere le stringhe di LED non scorre interamente attraverso i resistori. Quasi il 40-50% della corrente totale passa attraverso le resistenze che aumentano l'efficienza fino al 90% riducendo la dissipazione del calore.

La forma d'onda di ingresso dei LED e la tensione CA in ingresso possono essere visualizzati nell'immagine sottostante.

Il grafico sopra mostra tre grafici che sono, tensione di ingresso, corrente della stringa del LED sinistro e corrente della stringa del LED destro nel tempo. Nella tensione di linea 230V, le stringhe di LED si accendono alternativamente. È una transizione molto rapida nell'intervallo del mili-secondo.

Vantaggi della tecnologia della luce LED senza driver

1. Queste luci a LED senza conducente sono più facili da produrre. Il costo è ridotto e richiede una manutenzione molto bassa.

2. Grazie all'indice di sfarfallio migliorato, può essere utilizzato in luci ad alta baia. Inoltre, uffici, stanze e settori dell'istruzione utilizzano luci LED CA senza conducente.

3. Con il driver LED rimosso, abilita la funzione di rimodellamento. I prodotti LED possono essere realizzati in diverse forme e dimensioni.

4. L'installazione facile e veloce è un'altra grande caratteristica delle luci LED CA senza driver.

Produttore di luci a LED senza driver

La luce LED CA senza driver oggi viene venduta come una torta calda. Diversi produttori stanno producendo un diverso tipo di tecnologia LED CA senza driver. La Cina è uno dei principali fornitori di luci LED CA senza conducente. Tuttavia, anche i LED con una tensione diretta molto elevata con lumen elevati vengono prodotti da diverse aziende. I LED ad alta tensione diretta forniscono un basso numero di componenti nel sistema LED CA senza driver. I produttori di LED CA senza driver popolari in questo segmento sono Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opulent ecc.