Đèn led không người lái

Doanh nhân và nhà phát minh bóng đèn vĩ đại của Mỹ - Thomas Alva Edison đã từng nói rằng “Chúng ta sẽ sản xuất điện rẻ đến mức chỉ những người giàu mới đốt nến”, điều này chắc chắn đã trở thành trường hợp ngày nay. Từ những ngôi nhà nhỏ đến những con đường lát đá đến những khu công nghiệp lớn, chúng ta có thể nhận thấy đèn AC chiếu sáng môi trường của chúng ta sau khi mặt trời lặn. Các hệ thống chiếu sáng trước đây sử dụng các loại bóng đèn khác nhau như bóng đèn sợi đốt, bóng đèn huỳnh quang compact (CFL), v.v., nhưng ngày nay với những tiến bộ trong công nghệ ánh sáng LED, những bóng đèn sợi đốt và CFL này nhanh chóng được thay thế bằng đèn LED. Thị trường chiếu sáng LED toàn cầu đã có sự tăng trưởng kéo dài với quy mô trị giá 45,57 tỷ USD vào năm 2018.

Mặc dù được biết rằng đèn LED có hiệu suất gần như 90% so với bóng đèn sợi đốt và có tuổi thọ cao hơn các bóng đèn xoay chiều khác, nhưng nó vẫn có một điểm lùi. Có nghĩa là, đèn LED được điều khiển bởi điện áp DC, nhưng tất cả nguồn điện chính của chúng tôi là AC. Điều này đã thúc đẩy các nhà thiết kế sử dụng một thành phần bổ sung được gọi là trình điều khiển LED, không gì khác ngoài một loại bộ chuyển đổi AC sang DC. Trình điều khiển này sẽ chuyển đổi nguồn AC từ nguồn điện lưới thành điện áp DC phù hợp để cấp nguồn cho đèn LED. Tuy nhiên, sau đó bóng đèn LED không có trình điều khiển AC được giới thiệu có thể được cắm trực tiếp vào nguồn điện AC mà không cần bất kỳ mô-đun trình điều khiển bên ngoài nào. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về hệ thống LED không có Driver và sự phát triển của nó theo thời gian.

Tại sao hệ thống đèn LED không có trình điều khiển?

Vấn đề chính đối với trình điều khiển đèn LED chuyển đổi AC sang DC công suất cao truyền thống là mất điện liên quan đến nó. Các trình điều khiển LED AC truyền thống này sử dụng cấu trúc liên kết chuyển đổi và điện trở để kiểm soát dòng điện LED, việc chuyển đổi này gây ra nhiệt làm giảm hiệu quả của hệ thống. Ngoài ra, mạch bổ sung này dẫn đến việc tăng chi phí tổng thể của bóng đèn. Đây là lý do tại sao trong bài viết trước, chúng tôi đã thảo luận về hệ thống trình điều khiển LED chi phí thấp và thậm chí còn được chế tạo để kiểm tra hiệu suất của nó.

Một vấn đề nghiêm trọng khác của trình điều khiển đèn LED AC là hiệu ứng nhấp nháy. Như hầu hết chúng ta đã nhận thấy các mạch trình điều khiển LED cũ có hiệu ứng nhấp nháy. Trong các trường hợp tối đa, các mạch trình điều khiển LED AC truyền thống này sử dụng sóng nửa sin ở tần số gấp đôi tần số của đường dây điện. Điều đó có nghĩa là, trong một đường dây điện tần số 50 Hz, nó tạo ra gần 100 nhấp nháy mà mắt người có thể phát hiện được và nó có hại. Điều này nên được loại bỏ. Vì vậy, công nghệ hiện đại được giới thiệu sử dụng ít thành phần thụ động thay vì bộ chuyển đổi AC sang DC truyền thống sử dụng cấu trúc liên kết chuyển mạch.

Đèn LED AC không người lái - Làm việc

Hệ thống đèn LED không người lái có tên gọi là động cơ đèn LED AC. Nhưng, động cơ đèn LED AC là gì? Nói chung, một động cơ được sử dụng để chuyển đổi một dạng năng lượng này thành một dạng năng lượng khác. Ví dụ, một động cơ xe máy được sử dụng để chuyển đổi nhiệt do nhiên liệu tạo ra thành chuyển động của trục. Tương tự, một động cơ đèn LED AC được sử dụng để chuyển đổi năng lượng Điện thành lumen của ánh sáng.

Động cơ đèn LED AC là một thiết bị cố định cơ học hoặc một bảng mạch có gắn chip LED với tất cả các kết nối điện. Nó là một dạng nguồn sáng chế tạo sẵn có thể dễ dàng cố định vào ổ cắm AC. Nó giúp bóng đèn LED có thể thay thế trực tiếp cho các loại đèn thông thường khác.

Sự phát triển của đèn LED AC này có nhiều giai đoạn. Nó bắt đầu bằng cách đơn giản kết nối các đèn LED tiêu chuẩn theo chuỗi để phù hợp với điện áp chuyển tiếp kết hợp của các đèn LED với điện áp đầu vào AC tối đa. Nghe có vẻ như là một ý tưởng hay để làm sáng những đèn LED đó mà không cần bất kỳ trình điều khiển nào, nhưng nó đã không thành công. Thiết kế này có một nhược điểm lớn, AC thay đổi cực tính của nó từ dương sang âm cho mỗi chu kỳ và do đó, trên mỗi chu kỳ tích cực, đèn LED được phân cực thuận (bật) nhưng trong mỗi chu kỳ âm, đèn LED được phân cực ngược khiến chúng tắt.

Đèn LED không có trình điều khiển thế hệ đầu tiên

vậy giải pháp là gì? Tại thời điểm này, thế hệ đèn LED AC không cần người lái đầu tiên được giới thiệu trong đó mỗi đoạn đèn LED được thay thế bằng một cặp chống song song, giống như hình ảnh bên dưới.

Trong hình trên, các đèn LED được kết nối theo cách chống song song. Trong mỗi chu kỳ tích cực, một bên của các cặp được phân cực thuận và bên kia phân cực ngược nhưng trong chu kỳ âm, các trạng thái sẽ thay đổi và các đèn LED khác sáng lên. Dòng điện ở đây được giới hạn bởi một điện trở công suất cao duy nhất R1.

Cực dương của đoạn mạch là hiệu suất. Hiệu quả rất cao. Dạng sóng dòng điện và điện áp trong pha đi qua mạch tạo ra hệ số công suất cao. Nhưng, bất chấp những mặt tích cực nêu trên, thế hệ đầu tiên của động cơ đèn LED không người lái lại là một thất bại. Đó là do chỉ số Flicker kém và số lượng đèn LED gấp đôi so với yêu cầu. Nó tạo ra hiệu ứng flash có thể dễ dàng phát hiện bằng mắt người và một nửa số đèn LED đã sử dụng vẫn tắt trong bất kỳ thời điểm nhất định nào.

Đèn LED không có trình điều khiển thế hệ thứ hai

Từ nhược điểm này, động cơ AC LED không người lái thế hệ thứ hai được phát triển. Lần này mục tiêu là giảm số lượng đèn LED. Nó chỉ có thể nếu AC được biến đổi thành DC. Do đó, một diode chỉnh lưu cầu được bao gồm trong động cơ đèn LED AC không người lái thế hệ thứ hai. Khác với điốt chỉnh lưu, mọi thứ trong mạch đều không thay đổi.

Giống như trước khi điện trở R1 đang kiểm soát dòng điện LED. Bây giờ mỗi chu kỳ âm và dương đều đi qua các đèn LED khiến chúng vẫn được bật trong cả hai chu kỳ.

Đèn LED không có trình điều khiển thế hệ thứ ba

Thế hệ thứ ba của động cơ AC LED được giới thiệu để tăng hiệu suất và nâng cao chỉ số nhấp nháy. Bộ điều khiển chuyển mạch được thêm vào trong mạch có thể điều khiển riêng các đèn LED đến một mức nhất định trong đó điện áp đường dây điện giống với điện áp LED. Chức năng giới hạn hiện tại cũng có sẵn trong bộ điều khiển chuyển mạch tích hợp và có thể được cấu hình lại bằng cách sử dụng các thành phần bên ngoài. Một mạch như vậy có thể cung cấp gần 80% hiệu suất và chỉ số nhấp nháy 0,30 đến 0,35.

Đèn LED không người lái thế hệ thứ tư

Trong động cơ AC LED không người lái thế hệ thứ 4, bộ điều khiển bị loại bỏ và các thành phần thụ động được sử dụng để bù đắp chi phí sản xuất. Ngoài ra, hiệu quả cao hơn với hệ số công suất cao và chỉ số nhấp nháy được nâng cao.

Mạch hoạt động với hai xung dòng điện độc lập là xung dòng điện giới hạn điện dung và xung dòng điện giới hạn điện trở. Các xung dòng điện đó được cấp vào chuỗi LED theo cách mà chuỗi LED nhận được hai xung dòng trên mỗi nửa chu kỳ của điện áp đường dây. Hình ảnh bên dưới là mạch động cơ đèn LED AC không người lái công suất thấp thế hệ thứ tư.

Hoạt động của mạch trên là khá thú vị. Trong nửa chu kỳ đầu của nguồn điện xoay chiều đầu vào, dòng điện đi qua điện trở R1 và cuối cùng tích điện qua tụ C1 và quay trở lại điốt chỉnh lưu cầu thông qua chuỗi đèn LED thứ hai, nạp điện cho tụ C2 và qua điện trở R2. Trong cực đại âm, tụ C4 phóng điện tương ứng với C1 và C2 và đẩy dòng điện trên dây thứ hai. Vì vậy, trên mỗi chu kỳ, dòng điện cần thiết để thắp sáng các dây LED không chạy hoàn toàn qua điện trở. Gần 40 - 50% tổng dòng điện đi qua các điện trở giúp tăng hiệu suất lên đến 90% bằng cách giảm tản nhiệt.

Dạng sóng đầu vào của đèn LED và Điện áp AC đầu vào có thể được nhìn thấy trong hình dưới đây.

Biểu đồ trên cho thấy ba biểu đồ đó là, Điện áp đầu vào, Dòng điện chuỗi LED bên trái và Dòng điện chuỗi LED bên phải theo thời gian. Ở điện áp đường dây 230V, các dây LED sáng luân phiên. Đó là một quá trình chuyển đổi rất nhanh trong phạm vi mili giây.

Ưu điểm của công nghệ đèn LED không người lái

1. Những đèn LED không có trình điều khiển này dễ sản xuất hơn. Chi phí giảm và yêu cầu bảo trì rất thấp.

2. Do chỉ số nhấp nháy được cải thiện, nó có thể được sử dụng trong đèn chiếu sáng cao. Ngoài ra, các lĩnh vực văn phòng, phòng ở, giáo dục đang sử dụng đèn LED AC không người lái.

3. Với trình điều khiển LED bị loại bỏ, nó sẽ bật tính năng định hình lại. Các sản phẩm LED có thể được làm với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau.

4. Cài đặt dễ dàng và nhanh chóng là một tính năng tuyệt vời khác của đèn LED AC không người lái.

Nhà sản xuất đèn LED không người lái

Đèn LED AC không có trình điều khiển được bán đắt như tôm tươi hiện nay. Các nhà sản xuất khác nhau đang sản xuất một loại công nghệ LED AC không người lái khác nhau. Trung Quốc là một trong những nhà cung cấp hàng đầu về đèn LED AC không người lái. Tuy nhiên, đèn LED có điện áp chuyển tiếp rất cao với Lumen cao cũng đang được sản xuất bởi một số công ty. Đèn LED điện áp phía trước cao cung cấp số lượng thành phần thấp trong hệ thống đèn LED AC không người lái. Các nhà sản xuất đèn LED AC không có trình điều khiển phổ biến trong phân khúc này là Cree, LUMILEDS, SAMSUNG, NMB Technologies, Opices, v.v.