พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าหลักของไดโอดเปล่งแสง (LED) คือกระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน เมื่อเราเห็นแรงดันไฟฟ้าในตารางคุณลักษณะของ LED เราต้องเข้าใจว่าเรากำลังพูดถึงแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม LED เมื่อกระแสไฟทำงาน นั่นคือกระแสไฟในการทำงานจะเป็นตัวกำหนดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของ LED ดังนั้นมีเพียงโคลงปัจจุบันสำหรับ LED เท่านั้นที่สามารถรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้
ตัวปรับความเสถียรจะต้องจัดเตรียมกระแสไฟในการทำงานที่คงที่สำหรับ LED เมื่อแหล่งจ่ายไฟมีปัญหาเกี่ยวกับการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจากบรรทัดฐาน (คุณจะสนใจที่จะรู้) กระแสไฟในการทำงานที่เสถียรเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการปกป้อง LED จากความร้อนสูงเกินไป ท้ายที่สุดหากเกินกระแสสูงสุดที่อนุญาต LED จะล้มเหลว นอกจากนี้ความเสถียรของกระแสไฟฟ้าในการทำงานยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าฟลักซ์การส่องสว่างของอุปกรณ์คงที่เช่นเมื่อแบตเตอรี่หมดหรือความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ
ตัวกันโคลงปัจจุบันสำหรับ LED มีการออกแบบประเภทต่างๆ และตัวเลือกการออกแบบมากมายก็เป็นที่น่าพึงพอใจ รูปนี้แสดงวงจรโคลงเซมิคอนดักเตอร์ยอดนิยมสามวงจร
ในวงจร a) และ b) กระแสการรักษาเสถียรภาพจะถูกกำหนดโดยค่าของตัวต้านทาน R คุณสามารถควบคุมกระแสเอาต์พุตของตัวปรับความเสถียรได้ด้วยการใช้ตัวต้านทานซับลิเนียร์แทนตัวต้านทานคงที่
ผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ผลิตชิปควบคุม LED จำนวนมาก ดังนั้นในปัจจุบันจึงมีการใช้สารเพิ่มความคงตัวแบบรวมในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและการออกแบบวิทยุสมัครเล่นมากขึ้น คุณสามารถอ่านวิธีที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการเชื่อมต่อ LED
วงจรไมโครส่วนใหญ่สำหรับจ่ายไฟ LED ทำในรูปแบบของตัวแปลงแรงดันพัลส์ ตัวแปลงที่บทบาทของอุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าเล่นโดยตัวเหนี่ยวนำ (โช้ค) เรียกว่าบูสเตอร์ ในบูสเตอร์ การแปลงแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเอง หนึ่งในวงจรบูสเตอร์ทั่วไปแสดงในรูป
วงจรโคลงปัจจุบันทำงานดังนี้ สวิตช์ทรานซิสเตอร์ที่อยู่ภายในไมโครเซอร์กิตจะปิดตัวเหนี่ยวนำกับสายสามัญเป็นระยะ ในขณะที่สวิตช์เปิดขึ้น EMF การเหนี่ยวนำตัวเองจะเกิดขึ้นในตัวเหนี่ยวนำซึ่งถูกแก้ไขโดยไดโอด เป็นลักษณะเฉพาะที่ EMF การเหนี่ยวนำตัวเองสามารถเกินแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานได้อย่างมาก
ดังที่คุณเห็นจากแผนภาพ จำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพียงไม่กี่ชิ้นเพื่อสร้างบูสเตอร์บน TPS61160 ที่ผลิตโดย Texas Instruments อุปกรณ์เสริมหลักคือตัวเหนี่ยวนำ L1, ไดโอด Schottky D1 ซึ่งแก้ไขแรงดันพัลส์ที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ และชุด R
ตัวต้านทานทำหน้าที่สองอย่าง ประการแรกตัวต้านทานจะจำกัดกระแสที่ไหลผ่าน LED และประการที่สองตัวต้านทานทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบป้อนกลับ (เซ็นเซอร์ชนิดหนึ่ง) แรงดันการวัดจะถูกลบออกและวงจรภายในของชิปจะรักษากระแสที่ไหลผ่าน LED ในระดับที่กำหนด ด้วยการเปลี่ยนค่าตัวต้านทาน คุณสามารถเปลี่ยนกระแสของ LED ได้
ตัวแปลง TPS61160 ทำงานที่ความถี่ 1.2 MHz กระแสไฟขาออกสูงสุดสามารถเป็น 1.2 A เมื่อใช้ไมโครวงจรคุณสามารถจ่ายไฟ LED ได้สูงสุดสิบดวงที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม ความสว่างของ LED สามารถเปลี่ยนได้โดยการใช้สัญญาณ PWM รอบการทำงานแบบแปรผันกับอินพุต "การควบคุมความสว่าง" ประสิทธิภาพของวงจรข้างต้นคือประมาณ 80%
ควรสังเกตว่าโดยปกติจะใช้บูสเตอร์เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม LED สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ ในกรณีที่จำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้า มักใช้ตัวปรับเสถียรภาพเชิงเส้น MAXIM นำเสนออุปกรณ์กันโคลง MAX16xxx ทั้งหมด แผนภาพการเชื่อมต่อทั่วไปและโครงสร้างภายในของไมโครวงจรดังกล่าวแสดงในรูป
ดังที่เห็นได้จากแผนภาพบล็อก กระแสไฟ LED จะถูกทำให้เสถียรโดยทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแบบ P-channel แรงดันไฟผิดพลาดจะถูกลบออกจากเซ็นเซอร์ R ของตัวต้านทานและจ่ายให้กับวงจรควบคุมภาคสนาม เนื่องจากทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามทำงานในโหมดเชิงเส้น ประสิทธิภาพของวงจรดังกล่าวจึงต่ำกว่าวงจรตัวแปลงพัลส์อย่างเห็นได้ชัด
กลุ่มผลิตภัณฑ์ MAX16xxx ของ IC มักใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์ แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของชิปคือ 40 V กระแสไฟขาออกคือ 350 mA เช่นเดียวกับสวิตชิ่งสเตบิไลเซอร์ ยอมให้ PWM ลดแสงได้
ไม่เพียงแต่วงจรไมโครพิเศษเท่านั้นที่สามารถใช้เป็นโคลงปัจจุบันสำหรับ LED ได้ วงจร LM317 ได้รับความนิยมอย่างมากในหมู่นักวิทยุสมัครเล่น
LM317 เป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นแบบคลาสสิกที่มีแอนะล็อกมากมาย ในประเทศของเราไมโครวงจรนี้เรียกว่า KR142EN12A วงจรทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อ LM317 เป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้าจะแสดงในรูป
หากต้องการเปลี่ยนวงจรนี้เป็นโคลงปัจจุบันก็เพียงพอที่จะแยกตัวต้านทาน R1 ออกจากวงจร การรวม LM317 เป็นตัวป้องกันกระแสเชิงเส้นมีดังนี้
การคำนวณโคลงนี้ค่อนข้างง่าย ก็เพียงพอที่จะคำนวณค่าของตัวต้านทาน R1 โดยการแทนที่ค่าปัจจุบันเป็นสูตรต่อไปนี้:
กำลังที่กระจายโดยตัวต้านทานจะเท่ากับ:
วงจรก่อนหน้านี้สามารถแปลงเป็นโคลงที่ปรับได้ได้อย่างง่ายดาย ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องเปลี่ยนตัวต้านทานคงที่ R1 ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ แผนภาพจะมีลักษณะดังนี้:
รูปแบบโคลงข้างต้นทั้งหมดใช้จำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำ ดังนั้นแม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ที่เชี่ยวชาญทักษะการทำงานกับหัวแร้งก็สามารถประกอบโครงสร้างดังกล่าวได้อย่างอิสระ การออกแบบของ LM317 นั้นเรียบง่ายเป็นพิเศษ คุณไม่จำเป็นต้องออกแบบแผงวงจรพิมพ์ด้วยซ้ำ การประสานตัวต้านทานที่เหมาะสมระหว่างพินอ้างอิงของไมโครวงจรและเอาต์พุตก็เพียงพอแล้ว
นอกจากนี้จำเป็นต้องบัดกรีตัวนำที่ยืดหยุ่นสองตัวเข้ากับอินพุตและเอาต์พุตของไมโครวงจรและการออกแบบจะพร้อม หากมีวัตถุประสงค์เพื่อจ่ายไฟให้กับ LED ที่ทรงพลังโดยใช้ตัวป้องกันกระแสไฟบน LM317 ไมโครวงจรจะต้องติดตั้งหม้อน้ำที่จะรับประกันการระบายความร้อน คุณสามารถใช้แผ่นอลูมิเนียมขนาดเล็กที่มีพื้นที่ 15-20 ตารางเซนติเมตรเป็นหม้อน้ำได้
เมื่อออกแบบบูสเตอร์ คุณสามารถใช้คอยล์กรองจากแหล่งจ่ายไฟต่างๆ เป็นโช้คได้ ตัวอย่างเช่นวงแหวนเฟอร์ไรต์จากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ ลวดเคลือบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม. หลายสิบรอบควรพันไว้รอบ ๆ
ในปัจจุบัน ผู้ชื่นชอบรถยนต์มักมีส่วนร่วมในการอัพเกรดเทคโนโลยีแสงสว่างในรถยนต์ของตน โดยใช้ไฟ LED หรือแถบ LED เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ (อ่าน) เป็นที่ทราบกันดีว่าแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายออนบอร์ดของรถยนต์อาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนั้น ในกรณีของรถยนต์ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องใช้ไม่ใช่โคลง 12 โวลต์ แต่ออกแบบมาสำหรับ LED ประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ
สำหรับรถยนต์เราสามารถแนะนำการออกแบบที่ใช้ LM317 ได้ คุณยังสามารถใช้การปรับเปลี่ยนอย่างใดอย่างหนึ่งของโคลงเชิงเส้นกับทรานซิสเตอร์สองตัวซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม N-channel อันทรงพลังเป็นองค์ประกอบกำลัง ด้านล่างนี้เป็นตัวเลือกสำหรับโครงร่างดังกล่าว รวมถึงโครงร่างด้วย
โดยสรุปเราสามารถพูดได้ว่าสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ของโครงสร้าง LED จะต้องขับเคลื่อนโดยใช้ตัวปรับความเสถียรในปัจจุบัน วงจรกันโคลงหลายวงจรนั้นเรียบง่ายและทำเองได้ง่าย เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้ในเนื้อหาจะเป็นประโยชน์กับทุกคนที่สนใจในหัวข้อนี้
ผู้อ่านทั่วไปมักสนใจวิธีการจ่ายไฟ LED อย่างเหมาะสมเพื่อยืดอายุการใช้งาน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ LED ของการผลิตที่ไม่รู้จักซึ่งมีลักษณะทางเทคนิคไม่ดีหรือประเมินค่าสูงเกินไป
ไม่สามารถกำหนดคุณภาพตามลักษณะและพารามิเตอร์ได้ เรามักจะต้องบอกคุณถึงวิธีคำนวณแหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED ซึ่งอันไหนดีกว่าที่จะซื้อหรือทำเอง โดยพื้นฐานแล้วฉันแนะนำให้ซื้อวงจรสำเร็จรูปหลังจากการประกอบต้องมีการทดสอบและการปรับแต่ง
LED เป็นองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความต้านทานภายในต่ำ หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียรเช่น 3V กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะไหลผ่าน เช่น 4 แอมแปร์ แทนที่จะเป็น 1A ที่ต้องการ กำลังไฟจะเป็น 12W และตัวนำบาง ๆ ที่เชื่อมต่อกับคริสตัลจะไหม้ ตัวนำสามารถมองเห็นได้ชัดเจนบนสีและไดโอด RGB เนื่องจากไม่มีสารเรืองแสงสีเหลือง
หากแหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED เป็น 12V โดยมีแรงดันไฟฟ้าคงที่ แสดงว่าตัวต้านทานถูกติดตั้งแบบอนุกรมเพื่อจำกัดกระแส ข้อเสียของการเชื่อมต่อนี้คือการใช้พลังงานที่สูงขึ้น ตัวต้านทานยังใช้พลังงานบางส่วนด้วย สำหรับไฟฉายแบบชาร์จไฟ LED 1.5V การใช้วงจรดังกล่าวไม่สมเหตุสมผล จำนวนโวลต์ของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็ว และความสว่างจะลดลงตามไปด้วย และหากไม่เพิ่มเป็นอย่างน้อย 3V ไดโอดจะไม่ทำงาน
ไดรเวอร์ LED เฉพาะทางที่ใช้ตัวควบคุม PWM ไม่มีข้อเสียเหล่านี้ เมื่อแรงดันเปลี่ยนแปลง กระแสจะคงที่
การใช้พลังงานทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าที่เชื่อมต่อไม่ควรเกินกำลังของเครื่อง
แรงดันไฟฟ้าตกขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ชิปน้ำแข็งปล่อยออกมา ฉันแนะนำให้ซื้อ LED ที่มีตราสินค้าเช่น Bridgelux เนื่องจากช่วงของพารามิเตอร์มีน้อย รับประกันว่าจะรักษาลักษณะที่ประกาศไว้และสำรองไว้ หากคุณซื้อในตลาดจีนเช่น Aliexpress อย่าคาดหวังปาฏิหาริย์ 90% ของเวลาที่พวกเขาจะหลอกลวงคุณและส่งขยะที่มีพารามิเตอร์แย่กว่า 2-5 เท่า เพื่อนร่วมงานของฉันตรวจสอบเรื่องนี้หลายครั้งซึ่งสั่ง LED 5730 ราคาไม่แพงบางครั้ง 10 ครั้ง พวกเขาได้รับ SMD5730 ที่ 0.1W แทนที่จะเป็น 0.5W สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน
นอกจากนี้ของราคาถูกยังมีพารามิเตอร์ที่หลากหลายมาก หากต้องการตรวจสอบสิ่งนี้ที่บ้านด้วยมือของคุณเองให้เชื่อมต่อ 5-10 อันเป็นอนุกรม ฉันปรับจำนวนโวลต์จนกระทั่งมันสว่างขึ้นเล็กน้อย จะเห็นว่าบางอันก็สว่างขึ้น บางอันก็แทบจะมองไม่เห็นเลย ดังนั้นบางส่วนจะร้อนขึ้นมากขึ้นในโหมดการทำงานที่กำหนดและบางส่วนจะร้อนน้อยลง พลังของพวกมันจะแตกต่างกัน ดังนั้นอันที่โหลดมากที่สุดจะล้มเหลวก่อนอันที่เหลือ
เครื่องคิดเลขคำนึงถึงพารามิเตอร์ 4 ตัว:
เมื่อเครื่องยนต์ทำงานจะมีค่าเฉลี่ย 13.5V - 14.5V และเมื่อดับเครื่องยนต์ 12V - 12.5V ข้อกำหนดพิเศษเมื่อเสียบเข้ากับที่จุดบุหรี่ในรถยนต์หรือเครือข่ายออนบอร์ด ไฟกระชากระยะสั้นอาจสูงถึง 30V หากคุณใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส กระแสจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ LED ด้วยเหตุนี้ จึงควรติดตั้งโคลงบนไมโครวงจรจะดีกว่า
ข้อเสียของการใช้งานในรถยนต์อาจเป็นลักษณะของสัญญาณรบกวนวิทยุในช่วง VHF ตัวควบคุม PWM ทำงานที่ความถี่สูงและจะรบกวนวิทยุของคุณ คุณสามารถลองแทนที่ด้วยประเภทอื่นหรือแบบเชิงเส้นได้ บางครั้งการหุ้มด้วยโลหะและการวางให้ห่างจากเฮดยูนิตของรถก็ช่วยได้
จากตารางจะเห็นได้ว่าสำหรับพลังงานต่ำที่ 1W, 3W ตัวบ่งชี้นี้คือ 2B สำหรับสีแดง, สีเหลือง, สีส้ม สำหรับสีขาว น้ำเงิน เขียว จะมีค่าตั้งแต่ 3.2V ถึง 3.4V สำหรับอุปกรณ์ที่ทรงพลังตั้งแต่ 7V ถึง 34V จะต้องใช้ตัวเลขเหล่านี้ในการคำนวณ
แรงดันไฟฟ้าที่พบบ่อยที่สุดคือ 12 โวลต์ ซึ่งมีอยู่ในเครื่องใช้ในครัวเรือน รถยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ การใช้ 12V คุณสามารถเชื่อมต่อไดโอด LED 3 ตัวได้อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างคือแถบ LED 12V ซึ่งมี 3 ชิ้นและตัวต้านทานต่ออนุกรมกัน
ตัวอย่างไดโอด 1W กระแสไฟที่กำหนดคือ 300mA
ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถคำนวณหาองค์ประกอบอื่นๆ ในวงจรได้
แหล่งพลังงานสำหรับ LED อาจเป็นแบตเตอรี่ธรรมดาขนาด AA 1.5V โดยปกติแล้วไดโอด LED ต้องใช้ไฟอย่างน้อย 3V หากไม่มีตัวปรับความเสถียร ไดรเวอร์ LED เฉพาะทางเหล่านี้ใช้ในไฟฉายมือถือของ Cree Q5 และ Cree XML T6 วงจรไมโครขนาดเล็กจะเพิ่มจำนวนโวลต์เป็น 3V และทำให้กระแสไฟคงที่ 700mA การเปิดสวิตช์จาก 1.5 โวลต์โดยใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสเป็นไปไม่ได้ หากเราใช้แบตเตอรี่ 1.5 โวลต์ 2 ก้อน เชื่อมต่อแบบอนุกรม เราจะได้ 3V แต่แบตเตอรี่หมดเร็วมากและความสว่างจะลดลงเร็วขึ้นอีก ที่ 2.5V แบตเตอรี่จะยังมีความจุเหลืออยู่มาก แต่ไดโอดเกือบจะดับลง และไดรเวอร์ LED จะรักษาความสว่างปกติแม้ที่ 1V
ฉันมักจะสั่งโมดูลดังกล่าวใน Aliexpress จีนราคา 50-100 รูเบิลในรัสเซียมีราคาแพงเล็กน้อย
วาดแผนภาพการเชื่อมต่อที่คุณจะกระจายองค์ประกอบหากเชื่อมต่อกันไม่ใช่แค่แบบอนุกรม แต่ใช้ร่วมกับการเชื่อมต่อแบบขนาน
สำหรับแหล่งจ่ายไฟของจีนจากผู้ผลิตที่ไม่รู้จัก พลังงานอาจลดลงอย่างมาก โดยสามารถระบุกำลังไฟฟ้าสูงสุดสูงสุดได้อย่างง่ายดาย ไม่ใช่กำลังไฟฟ้าระยะยาวที่กำหนด ตรวจสอบได้ยากกว่าคุณต้องโหลดแหล่งจ่ายไฟให้สูงสุดและวัดพารามิเตอร์
สำหรับจุดที่สาม ให้ใช้ตารางตัวอย่างสำหรับ 1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W ตามที่ระบุข้างต้น แต่เชื่อถือคุณลักษณะที่ผู้ขายมอบให้คุณมากขึ้น สำหรับชิปตัวเดียวจะมี 3V, 6V, 12V
หากการใช้พลังงานทั้งหมดของวงจรเกินกำลังไฟที่กำหนดของแหล่งพลังงาน กระแสไฟฟ้าจะลดลงและความร้อนจะเพิ่มขึ้น มันจะกลับคืนสู่ระดับปกติหากโหลดลดลง
สำหรับแถบ LED การคำนวณนั้นง่ายมาก วัดจำนวนวัตต์ต่อเมตรแล้วคูณด้วยจำนวนเมตร เพียงแค่วัด ในกรณีส่วนใหญ่ กำลังไฟฟ้าถูกประเมินไว้สูงเกินไป และแทนที่จะเป็น 14.4 วัตต์/เมตร คุณจะได้ 7 วัตต์/เมตร ลูกค้าที่ผิดหวังมักมาหาฉันพร้อมกับปัญหานี้
ฉันจะบอกคุณสั้นๆ ว่าฉันใช้อะไรเพื่อเปิดหน่วย 12V, 19V, 24V และเชื่อมต่อกับรถยนต์ 12V
ฉันมักจะซื้อโมดูลสำเร็จรูปบนชิป PWM:
ไม่ใช่ทุกคนที่ต้องการใช้เงินเป็นจำนวนมากในการซื้อสปอตไลท์สำเร็จรูปสำหรับรถยนต์ หลอดไฟ LED หรือสั่งซื้อไดรเวอร์สำเร็จรูป ดังนั้นพวกเขาจึงหันมาหาฉันเพื่อประกอบสิ่งที่ดีจากส่วนประกอบที่มีอยู่ ราคาของโมดูลดังกล่าวเริ่มต้นที่ 50 รูเบิลถึง 300 รูเบิลสำหรับรุ่น 5A พร้อมหม้อน้ำ ฉันซื้อล่วงหน้าหลายชิ้นก็ขายหมดเร็ว
ตัวเลือกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือไอซีเชิงเส้นซึ่งเรียบง่าย เชื่อถือได้ และล้าสมัย
โมเดลที่ใช้ LM2596 เป็นที่นิยมมาก แต่มันล้าสมัยไปแล้วและฉันขอแนะนำให้คุณใส่ใจกับโมเดลที่ทันสมัยกว่าและมีประสิทธิภาพดี บล็อกดังกล่าวมีความต้านทานการปรับตั้งแต่ 1 ถึง 3 ซึ่งสามารถใช้เพื่อปรับพารามิเตอร์ใด ๆ สูงถึง 30V และสูงถึง 5A
เมื่อต้นปี 2559 โมดูล LED และไดโอด COB พร้อมไดรเวอร์ในตัวเริ่มได้รับความนิยม เชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย 220V เหมาะสำหรับการประกอบอุปกรณ์ให้แสงสว่างด้วยมือของคุณเอง องค์ประกอบทั้งหมดตั้งอยู่บนแผ่นนำความร้อนแผ่นเดียว ตัวควบคุม PWM มีขนาดเล็กเนื่องจากมีการสัมผัสที่ดีกับระบบทำความเย็น เรายังไม่ได้ทดสอบความน่าเชื่อถือและความเสถียร บทวิจารณ์แรกจะปรากฏขึ้นหลังจากใช้งานไปอย่างน้อยหกเดือน ฉันได้สั่งซื้อรุ่น COB ที่ถูกที่สุดและแพงที่สุดที่ 50W แล้ว หากต้องการค้นหาสิ่งเหล่านี้ในตลาดสดของ Aliexpress Chinese ให้ป้อน "ไดรเวอร์ led แบบรวม" ในการค้นหา
ปัญหาระดับโลกคือการปลอมแปลง Cree และ Philips LED ในระดับอุตสาหกรรม ชาวจีนมีวิสาหกิจทั้งหมดสำหรับสิ่งนี้ พวกเขาคัดลอก 95-99% จากภายนอก เป็นไปไม่ได้ที่ผู้ซื้อทั่วไปจะบอกความแตกต่าง สิ่งที่แย่ที่สุดคือเมื่อมีการขายของปลอมให้กับคุณภายใต้หน้ากากของ Cree T6 ดั้งเดิม คุณจะเชื่อมต่อของปลอมตามข้อกำหนดทางเทคนิคของของแท้ ของปลอมมีลักษณะที่แย่กว่าโดยเฉลี่ย 30% ฟลักซ์ส่องสว่างน้อยลง, อุณหภูมิการทำงานสูงสุดลดลง, การใช้พลังงานลดลง คุณจะไม่พบข้อมูลเกี่ยวกับการหลอกลวงในเร็ว ๆ นี้ มันจะทำงานได้น้อยกว่าของจริงประมาณ 5-10 เท่าโดยเฉพาะที่กระแสสองเท่า
เมื่อเร็วๆ นี้ ฉันวัดฟลักซ์การส่องสว่างของไฟฉายทางด้านซ้ายของ Cree ที่ผลิตโดย LatticeBright ฉันหยิบกระดานทั้งหมดพร้อมคนขับออกมาแล้ววางลงในลูกบอลโฟโตเมตริก ผลลัพธ์ที่ได้คือ 180-200 ลูเมน ต้นฉบับมี 280-300 ลูเมน หากไม่มีอุปกรณ์ร้ายแรงซึ่งส่วนใหญ่พบในห้องปฏิบัติการ คุณจะไม่สามารถวัดผลได้จึงค้นหาความจริงได้
บางครั้งคุณเจอไดโอดที่โอเวอร์คล็อกซึ่งความแรงของกระแสไฟฟ้าซึ่งสูงกว่าค่าพิกัด 30% -60% และตามกำลัง ผู้ผลิตที่ไร้ยางอายโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ผลิตชั้นใต้ดินของจีนใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าอายุการใช้งานนั้นวัดได้ยากในหน่วยชั่วโมง ท้ายที่สุดไม่มีใครบันทึกเวลาทำงานและเมื่อหลอดไฟหรือสปอตไลท์ LED ไม่ทำงานก็จะไม่พบผู้ขายอีกต่อไป และไม่มีประโยชน์ที่จะค้นหาระยะเวลาการรับประกันสำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะสั้นกว่าอายุการใช้งานเสมอ
หมายเหตุผู้เขียน: “บนอินเทอร์เน็ตมีข้อมูลค่อนข้างมากเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟของผลิตภัณฑ์ LED แต่เมื่อฉันกำลังเตรียมเนื้อหาสำหรับบทความนี้ ฉันพบข้อมูลที่ไร้สาระจำนวนมากบนเว็บไซต์จากผลลัพธ์ของเครื่องมือค้นหายอดนิยม ในกรณีนี้ อาจขาดหายไปโดยสิ้นเชิงหรือการรับรู้ข้อมูลและแนวคิดพื้นฐานทางทฤษฎีไม่ถูกต้อง”
LED มีประสิทธิภาพมากที่สุดในบรรดาแหล่งกำเนิดแสงทั่วไปในปัจจุบัน เบื้องหลังประสิทธิภาพยังมีปัญหาอยู่ เช่น ข้อกำหนดสูงสำหรับความเสถียรของกระแสที่ให้พลังงาน ความทนทานต่ำต่อสภาวะการทำงานด้านความร้อนที่ซับซ้อน (ที่อุณหภูมิสูง) จึงเป็นหน้าที่ในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ มาดูกันว่าแนวคิดของพาวเวอร์ซัพพลายและไดรเวอร์แตกต่างกันอย่างไร ก่อนอื่นเรามาเจาะลึกทฤษฎีกันก่อน
แหล่งจ่ายกระแสและแหล่งจ่ายแรงดัน
หน่วยพลังงานเป็นชื่อทั่วไปสำหรับส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ที่จ่ายและควบคุมไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์นี้ สามารถวางได้ทั้งภายในและภายนอกอุปกรณ์ในตัวเครื่องแยกต่างหาก
คนขับรถ- ชื่อทั่วไปของแหล่งกำเนิดเฉพาะ สวิตช์ หรือตัวควบคุมกำลังสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าเฉพาะ
แหล่งจ่ายไฟมีสองประเภทหลัก:
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า
แหล่งที่มาปัจจุบัน
ลองดูความแตกต่างของพวกเขา
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า- นี่คือแหล่งพลังงานที่แรงดันเอาต์พุตไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อกระแสเอาต์พุตเปลี่ยนแปลง
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติมีความต้านทานภายในเป็นศูนย์ แต่กระแสไฟเอาท์พุตอาจมีขนาดใหญ่อย่างไม่จำกัด ในความเป็นจริงสถานการณ์จะแตกต่างออกไป
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าใดๆ มีความต้านทานภายใน ในเรื่องนี้แรงดันไฟฟ้าอาจเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากค่าเล็กน้อยเมื่อเชื่อมต่อโหลดที่ทรงพลัง (ทรงพลัง - ความต้านทานต่ำ, การใช้กระแสไฟฟ้าสูง) และกระแสไฟขาออกจะถูกกำหนดโดยโครงสร้างภายใน
สำหรับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจริง โหมดการทำงานฉุกเฉินคือโหมดลัดวงจร ในโหมดนี้กระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยถูกจำกัดโดยความต้านทานภายในของแหล่งพลังงานเท่านั้น หากแหล่งจ่ายไฟไม่มีการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรก็จะล้มเหลว
แหล่งที่มาปัจจุบัน- นี่คือแหล่งพลังงานที่กระแสไฟยังคงตั้งไว้โดยไม่คำนึงถึงความต้านทานของโหลดที่เชื่อมต่ออยู่
เนื่องจากวัตถุประสงค์ของแหล่งที่มาปัจจุบันคือการรักษาระดับปัจจุบันที่กำหนด โหมดการทำงานฉุกเฉินสำหรับมันคือโหมดไม่ได้ใช้งาน
เพื่ออธิบายเหตุผลด้วยคำพูดง่ายๆ สถานการณ์มีดังนี้ สมมติว่าคุณเชื่อมต่อโหลดที่มีความต้านทาน 1 โอห์มเข้ากับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่มีพิกัด 1 แอมแปร์ จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะถูกตั้งค่าเป็น 1 โวลต์ กำลังไฟฟ้า 1 W จะถูกปล่อยออกมา
หากคุณเพิ่มความต้านทานโหลดเป็น 10 โอห์มกระแสจะยังคงเป็น 1A และแรงดันไฟฟ้าจะถูกตั้งไว้ที่ 10V แล้ว ซึ่งหมายความว่ากำลังไฟ 10W จะถูกปล่อยออกมา ในทางกลับกัน หากคุณลดความต้านทานลงเหลือ 0.1 โอห์ม กระแสจะยังคงเป็น 1A และแรงดันไฟฟ้าจะเป็น 0.1V
การไม่ทำงานคือสถานะที่ไม่มีสิ่งใดเชื่อมต่อกับขั้วของแหล่งพลังงาน จากนั้นเราสามารถพูดได้ว่าเมื่อไม่ได้ใช้งาน ความต้านทานโหลดจะมีขนาดใหญ่มาก (ไม่มีที่สิ้นสุด) แรงดันจะเพิ่มขึ้นจนกระแสไหล 1A ในทางปฏิบัติ ตัวอย่างของสถานการณ์เช่นนี้คือคอยล์จุดระเบิดของรถยนต์
แรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดของหัวเทียนเมื่อวงจรกำลังของขดลวดปฐมภูมิของคอยล์เปิดเพิ่มขึ้นจนกระทั่งค่าถึงแรงดันพังทลายของช่องว่างประกายไฟหลังจากนั้นกระแสจะไหลผ่านประกายไฟที่เกิดขึ้นและพลังงานสะสม คอยล์จะกระจายไป
สภาวะการลัดวงจรสำหรับแหล่งจ่ายกระแสไม่ใช่โหมดการทำงานฉุกเฉิน ในระหว่างการลัดวงจร ความต้านทานโหลดของแหล่งพลังงานมีแนวโน้มเป็นศูนย์ เช่น มันมีขนาดเล็กอนันต์ จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแหล่งกำเนิดกระแสจะเหมาะสมกับการไหลของกระแสที่กำหนดและกำลังที่ปล่อยออกมาจะมีค่าเล็กน้อย
เรามาฝึกกันต่อ
หากเราพูดถึงระบบการตั้งชื่อสมัยใหม่หรือชื่อที่นักการตลาดตั้งให้กับอุปกรณ์จ่ายไฟมากกว่าวิศวกร แหล่งจ่ายไฟโดยทั่วไปเรียกว่าแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า
ซึ่งรวมถึง:
เครื่องชาร์จสำหรับโทรศัพท์มือถือ (ในนั้นการแปลงค่าจนกระทั่งกระแสการชาร์จและแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการนั้นทำได้โดยตัวแปลงที่ติดตั้งบนบอร์ดของอุปกรณ์ที่กำลังชาร์จ
แหล่งจ่ายไฟสำหรับแล็ปท็อป
แหล่งจ่ายไฟสำหรับแถบ LED
ไดรเวอร์คือแหล่งข้อมูลปัจจุบัน การใช้งานหลักในชีวิตประจำวันคือการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์แต่ละเครื่องด้วยกำลังไฟสูงธรรมดาตั้งแต่ 0.5 วัตต์
ไฟแอลอีดี
ในตอนต้นของบทความมีการกล่าวถึงว่า LED มีความต้องการพลังงานที่สูงมาก ความจริงก็คือ LED นั้นใช้พลังงานจากกระแสไฟฟ้า สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับ. ดูเธอสิ
รูปภาพแสดงลักษณะแรงดันกระแสของไดโอดที่มีสีต่างกัน:
รูปร่างกิ่งก้านนี้ (ใกล้กับพาราโบลา) เนื่องมาจากลักษณะของเซมิคอนดักเตอร์และสิ่งเจือปนที่ใส่เข้าไปในพวกมัน เช่นเดียวกับคุณสมบัติของจุดเชื่อมต่อ pn กระแสเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับไดโอดน้อยกว่าเกณฑ์แทบจะไม่เพิ่มขึ้นหรือค่อนข้างเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วไดโอดถึงระดับเกณฑ์ กระแสที่ผ่านไดโอดจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
หากกระแสผ่านตัวต้านทานเติบโตเป็นเส้นตรงและขึ้นอยู่กับความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ กระแสที่เพิ่มขึ้นผ่านไดโอดจะไม่เป็นไปตามกฎนี้ และเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 1% กระแสก็จะเพิ่มขึ้นได้ 100% หรือมากกว่านั้น
นอกจากนี้: สำหรับโลหะ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แต่สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ ตรงกันข้าม ความต้านทานลดลง และกระแสเริ่มเพิ่มขึ้น
หากต้องการทราบเหตุผลโดยละเอียดยิ่งขึ้น คุณต้องเจาะลึกหลักสูตร "พื้นฐานทางกายภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์" และเรียนรู้เกี่ยวกับประเภทของผู้ให้บริการชาร์จ ช่องว่างของแบนด์ และสิ่งที่น่าสนใจอื่น ๆ แต่เราจะไม่ทำเช่นนี้ เราสั้น ๆ พิจารณาประเด็นเหล่านี้แล้ว
ในข้อกำหนดทางเทคนิค แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ถูกกำหนดให้เป็นแรงดันไฟฟ้าตกในไบแอสไปข้างหน้า สำหรับไฟ LED สีขาว โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 3 โวลต์
เมื่อมองแวบแรกอาจดูเหมือนว่าในขั้นตอนของการออกแบบและการผลิตหลอดไฟก็เพียงพอที่จะตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรที่เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟและทุกอย่างจะเรียบร้อยดี พวกเขาทำสิ่งนี้บนแถบ LED แต่ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียร และนอกจากนี้ กำลังของ LED ที่ใช้ในแถบมักจะ * เล็ก หนึ่งในสิบและหนึ่งในร้อยของวัตต์
หาก LED ดังกล่าวขับเคลื่อนโดยไดรเวอร์ที่มีกระแสไฟขาออกที่เสถียร เมื่อ LED ร้อนขึ้น กระแสที่ไหลผ่านจะไม่เพิ่มขึ้น แต่จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจะลดลงเล็กน้อยเพื่อจุดประสงค์นี้
และถ้าจากแหล่งจ่ายไฟ (แหล่งจ่ายแรงดัน) หลังจากให้ความร้อนกระแสจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้ความร้อนแรงขึ้น
มีอีกปัจจัยหนึ่ง - ลักษณะของไฟ LED ทั้งหมด (รวมถึงองค์ประกอบอื่น ๆ ) จะแตกต่างกันเสมอ
การเลือกไดรเวอร์: ลักษณะการเชื่อมต่อ
ในการเลือกไดรเวอร์ที่เหมาะสมคุณต้องทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางเทคนิคของไดรเวอร์โดยหลัก ๆ คือ:
กระแสไฟขาออกที่ได้รับการจัดอันดับ;
กำลังสูงสุด
พลังงานขั้นต่ำ ไม่ได้ระบุไว้เสมอไป ความจริงก็คือไดรเวอร์บางตัวจะไม่เริ่มทำงานหากมีการเชื่อมต่อโหลดน้อยกว่ากำลังไฟที่กำหนด
บ่อยครั้งในร้านค้าแทนที่จะใช้ไฟฟ้า พวกเขาระบุว่า:
กระแสไฟขาออกที่ได้รับการจัดอันดับ;
ช่วงแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตในรูปแบบ (นาที)V...(สูงสุด)V เช่น 3-15V
จำนวน LED ที่เชื่อมต่อจะขึ้นอยู่กับช่วงแรงดันไฟฟ้าซึ่งเขียนในรูปแบบ (นาที)...(สูงสุด) เช่น LED 1-3 ดวง
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าผ่านองค์ประกอบทั้งหมดจะเท่ากันเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม ดังนั้น LED จึงเชื่อมต่อกับไดรเวอร์แบบอนุกรม
ไม่แนะนำให้เชื่อมต่อ LED เข้ากับไดรเวอร์แบบขนาน (หรือเป็นไปไม่ได้เลย) เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงบน LED อาจแตกต่างกันเล็กน้อยและอันหนึ่งจะโอเวอร์โหลดและอีกอันจะทำงานในโหมดที่ต่ำกว่าค่าที่กำหนด หนึ่ง.
ไม่แนะนำให้เชื่อมต่อ LED มากกว่าที่ระบุโดยการออกแบบไดรเวอร์ ความจริงก็คือแหล่งพลังงานใด ๆ มีพลังงานสูงสุดที่อนุญาตซึ่งไม่สามารถเกินได้ และเมื่อ LED แต่ละตัวเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เสถียร แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นประมาณ 3V (หาก LED เป็นสีขาว) และกำลังจะเท่ากับผลคูณของกระแสและแรงดันไฟฟ้าตามปกติ
จากนี้เราจะได้ข้อสรุป: ในการซื้อไดรเวอร์ที่เหมาะสมสำหรับ LED คุณต้องกำหนดกระแสที่ LED ใช้และแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมไดรเวอร์เหล่านั้น และเลือกไดรเวอร์ตามพารามิเตอร์
ตัวอย่างเช่น ไดรเวอร์นี้รองรับการเชื่อมต่อ LED 1W อันทรงพลังได้สูงสุด 12 ดวง โดยกินกระแสไฟ 0.4A
อันนี้สร้างกระแส 1.5A และแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 20 ถึง 39V ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเชื่อมต่อกับมันได้ เช่น LED 1.5A, 32-36V และกำลัง 50W
บทสรุป
ไดรเวอร์คือแหล่งจ่ายไฟประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสไฟให้กับ LED โดยหลักการแล้ว ไม่สำคัญว่าแหล่งพลังงานนี้จะเรียกว่าอะไร แหล่งจ่ายไฟเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟสำหรับแถบ LED 12 หรือ 24 โวลต์ ซึ่งสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ต่ำกว่าค่าสูงสุด เมื่อทราบชื่อที่ถูกต้องแล้ว คุณไม่น่าจะทำผิดพลาดเมื่อซื้อผลิตภัณฑ์ในร้านค้าและคุณไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง
อุปกรณ์ส่องสว่างที่มีไฟ LED ธรรมดาเพิ่งเริ่มถูกนำมาใช้เพื่อสร้างไฟตกแต่งประดิษฐ์สำหรับห้อง ทิศทางใหม่นี้ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่ามีแนวโน้มที่ดี ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในการตกแต่งภายในเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแสงที่สว่างและมีประสิทธิภาพสำหรับวัตถุทางสถาปัตยกรรมและภูมิทัศน์ด้วย เพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้พลังงานน้อยที่สุดและให้แสงสว่างสูงสุด ขอแนะนำให้ใช้ LED กำลังสูงซึ่งบริษัทของเราเสนอให้ซื้อในมอสโก
เพื่อให้ LED ที่ทรงพลังทำงานได้อย่างเสถียรและไม่มีการหยุดชะงัก จำเป็นต้องจ่ายพลังงานคงที่ผ่านแหล่งกระแสซึ่งเรียกอีกอย่างว่าไดรเวอร์ อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรและโมดูล LED ที่มีค่าพลังงานสูง และทำงานภายใต้โหลดสูงอย่างต่อเนื่อง แหล่งจ่ายกระแสไฟสำหรับ LED กำลังสูงจะลดกระแสไฟในเครือข่ายไฟฟ้าให้เหลือค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ดังนั้นจึงรับประกันว่าระบบแสงสว่างจะไม่ถูกรบกวน ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน และอายุการใช้งานที่ยาวนานของทั้งระบบ
แหล่งที่มาปัจจุบันสำหรับไฟ LED กำลังสูงเป็นอุปกรณ์ที่เรียบง่ายธรรมดาและขนาดเล็กซึ่งจำเป็นในการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง อุปกรณ์เหล่านี้รองรับกระแสไฟขาออกและกำลังไฟเฉพาะ จำเป็นต้องใช้แหล่งที่มาปัจจุบันเพื่อให้แน่ใจว่า LED ที่ทรงพลังและสปอตไลท์โมดูลจะทำงานได้อย่างต่อเนื่อง
แหล่งที่มาปัจจุบันสำหรับอุปกรณ์และโมดูล LED กำลังสูงมีลักษณะเฉพาะด้วยค่ากระแสเอาต์พุตที่เสถียร แหล่งที่มาทำงานในระบบ LED หลายชิปกำลังสูงที่มีค่ากำลังสูง
แหล่งจ่ายไฟสำหรับแหล่งกำเนิดแสง LED กำลังสูงถูกเลือกตามพารามิเตอร์บางอย่าง:
ปัจจุบัน เรามีไดรเวอร์สำหรับ LED กำลังสูงที่หลากหลาย ในอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมด ค่าปัจจุบันจะไม่เปลี่ยนแปลง เฉพาะแรงดันไฟขาออกเท่านั้นที่จะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อ ตัวเรือนของแหล่งกำเนิดกระแสไฟ LED กำลังสูงสามารถทำจากพลาสติกหรืออลูมิเนียม
แหล่งที่มาปัจจุบันทั้งหมดที่บริษัทของเราเสนอซื้อสามารถจำแนกได้ตามหลักการออกแบบที่อยู่อาศัย:
ขณะนี้เรานำเสนอแหล่งข้อมูลปัจจุบันที่แตกต่างกันมากมาย มีไดรเวอร์สากลที่ออกแบบมาสำหรับ LED จำนวนไม่ จำกัด สิ่งสำคัญคือกำลังของแหล่งกำเนิดปัจจุบันไม่เกินกำลังรวมของ LED ที่เชื่อมต่อทั้งหมด คุณยังสามารถค้นหาแหล่งที่มาปัจจุบันที่ออกแบบมาสำหรับไดโอดจำนวนหนึ่งได้
ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายกระแสสากลสำหรับ LED กำลังสูงนั้นน้อยกว่าไดรเวอร์ทั่วไปเล็กน้อยเนื่องจากคุณสมบัติของวงจร แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่มีจำนวนไดโอดจำนวนหนึ่งนั้นถูกสร้างขึ้นพร้อมกับระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดในตัว แต่ถ้าคุณเชื่อมต่อไดโอดจำนวนน้อยกว่าเข้าด้วยกัน การป้องกันส่วนใหญ่จะใช้งานได้และระบบจะแสดงข้อความเตือน
เมื่อใช้ไดรเวอร์ คุณต้องปฏิบัติตามกฎบางประการเพื่อให้ระบบทำงานได้ตามปกติตลอดอายุการใช้งาน:
ร้านค้าของเราจ้างที่ปรึกษาที่มีประสบการณ์ซึ่งจะบอกคุณเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับความต้องการของคุณ ช่วยให้คุณคำนวณพลังงานของอุปกรณ์สำหรับอุปกรณ์เฉพาะได้อย่างถูกต้อง และตัดสินใจเลือกรุ่นแหล่งจ่ายไฟ
ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการจ่ายไฟสำหรับหลอดไฟ LED ได้รับการพิจารณาว่ามีความเหมาะสมที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และระบบนิเวศ พิจารณาข้อกำหนดสำหรับการป้อนข้อมูลปัจจุบันและวิธีที่เป็นไปได้เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด GOST พิจารณาข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์เอาต์พุตโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของโหลด มีการเสนอโทโพโลยีตัวแปลงที่ตอบสนองความต้องการที่พิจารณาทั้งหมดด้วยต้นทุนวัสดุที่น้อยที่สุด
มีการตั้งข้อสังเกตว่าการเพิ่มขึ้นของความเป็นอยู่ที่ดีของอารยธรรมใด ๆ นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณพลังงานที่ใช้ไปในรูปแบบต่างๆ นี่เป็นกรณีนี้มาโดยตลอด ตั้งแต่ชนเผ่าดึกดำบรรพ์ที่สุดจนถึงปัจจุบัน และไม่มีเหตุผลที่จะสงสัยว่าสิ่งนี้จะดำเนินต่อไป อย่างน้อยก็ในอนาคตอันใกล้นี้ การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นโดยทั่วไปยังนำไปใช้กับพลังงานไฟฟ้าซึ่งเป็นพลังงานประเภทที่สะดวกที่สุดในแง่ของการผลิต การใช้ และการจัดส่งไปยังผู้บริโภค ไม่ต้องพูดถึงสภาพแวดล้อม ณ สถานที่ที่ใช้งาน เมื่อการบริโภคเพิ่มขึ้น ปัญหาที่เกิดขึ้นทันทีเกี่ยวกับการส่งไฟฟ้าให้กับผู้บริโภค ความจุที่จำกัดของเครือข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ทำให้เราต้องมองหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพการส่งและการใช้พลังงานไฟฟ้า
เป็นที่ทราบกันดีว่าในอาคารที่อยู่อาศัยและไม่ใช่อุตสาหกรรมซึ่งคิดเป็นส่วนแบ่งของผู้บริโภคไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้ไป (ประมาณ 50%) ถูกใช้ไปกับแสงสว่าง ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของโคมไฟจึงส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการสูญเสียโดยรวมของสายไฟและปริมาณงานของเครือข่าย การเปรียบเทียบลักษณะของโคมไฟสมัยใหม่ประเภทต่างๆ (ตารางที่ 1) แสดงให้เห็นว่าสิ่งที่เรียกว่า "โคมไฟอิลิช" เป็นโคมไฟแห่งศตวรรษที่ 20 ซึ่งได้ผ่านเข้าสู่ประวัติศาสตร์ไปแล้ว ศตวรรษที่ 21 ใหม่ต้องการการใช้โซลูชั่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพ
ดังที่เห็นได้จากตารางที่ 1 การเปลี่ยนหลอดไส้แบบเดิมเป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์และไฟ LED สมัยใหม่สามารถลดต้นทุนด้านพลังงานในการส่องสว่างได้ 4...5 เท่า แต่สิ่งนี้จะช่วยลดภาระในเครือข่ายไฟฟ้าได้หรือไม่?
รูปที่ 1 แสดงออสซิลโลแกรมของการสิ้นเปลืองกระแสไฟของหลอดฟลูออเรสเซนต์ต่างๆ (1a - หลอดที่มีบัลลาสต์อยู่ที่ฐานโดยไม่มีโช้ค, 1b, 1c - หลอดที่มีโช้ค) รูปนี้แสดงให้เห็นว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั้งหมดมีตัวประกอบกำลังต่ำ: โดยไม่มีโช้ค - เนื่องจากการบิดเบือนฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ของกระแสพร้อมโช้ค - เนื่องจากมีการเปลี่ยนเฟสมาก ด้วยเหตุนี้ด้วยความสว่างที่เท่ากัน หลอดฟลูออเรสเซนต์จะใช้พลังงานที่ใช้งานน้อยลงอย่างมาก แต่สร้างภาระบนเครือข่ายที่มากกว่าหลอดไส้ที่มีความสว่างเท่ากัน แน่นอนว่าสิ่งนี้ช่วยให้คุณประหยัดเชื้อเพลิงที่เผาในเตาเผาของโรงไฟฟ้า แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาการส่งไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคได้เลย เป็นผลให้ทุกคนสูญเสียในท้ายที่สุด: เจ้าของเครือข่ายไฟฟ้า (ที่โหลดสูงสุดที่เครือข่ายสามารถรับได้ส่วนหลังจะสามารถส่งพลังงานที่ใช้งานน้อยลง 2...4 เท่าและสร้างรายได้น้อยลงตามไปด้วย ) ผู้ผลิตไฟฟ้า (โรงไฟฟ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตของขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่ากันจะผลิตพลังงานที่มีประโยชน์น้อยลง) และในที่สุดผู้ใช้ไฟฟ้า (ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการติดตั้งหลอดประหยัดผู้บริโภคจะไม่สามารถเพลิดเพลินกับการลดลงได้ ในต้นทุนแสงสว่างเป็นเวลานาน - บริษัท ไฟฟ้าจะตอบสนองต่อการลดรายได้อย่างรวดเร็วและจะตอบสนองอย่างเป็นเอกฉันท์โดยการเพิ่มภาษี) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจ่ายไฟฟ้าจำเป็นต้องกำจัดกระแสไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้งานที่ไร้ประโยชน์และส่งเฉพาะพลังงานที่ใช้งานผ่านสายไฟเท่านั้น ในการแก้ปัญหานี้ด้วยการใช้กระแสพัลซิ่งรวมถึงลักษณะโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นหรือปฏิกิริยาที่เด่นชัดจำเป็นต้องใช้ตัวแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) หนึ่งในหลายประเภท เนื่องจาก PFC แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะติดตั้งเข้ากับฐานของหลอดไส้ เพียงเปลี่ยนหลอดไส้เป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ประหยัดพลังงานที่มีราคาแพงกว่าด้วยฐานเดียวกันก็จะช่วยลดค่าไฟได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง (และด้วยเหตุผลที่ระบุไว้ข้างต้น ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมไม่น่าจะมีเวลาชำระ) แต่จะไม่ลดภาระปัจจุบันบนเครือข่ายเลย นอกจากนี้เนื่องจากหลอดฟลูออเรสเซนต์นั้นค่อนข้างใหญ่และเปราะบางและเต็มไปด้วยไอปรอทที่เป็นพิษข้อดีของหลอด LED ซึ่งไม่มีข้อเสียข้างต้นจึงชัดเจน
คุณสมบัติทางกายภาพของ LED กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับแหล่งจ่ายไฟสำหรับเทคโนโลยี LED นอกจากนี้ เพื่อลดภาระบนเครือข่ายไฟฟ้าอย่างแท้จริง กล่าวคือ เพื่อให้แน่ใจว่ามีตัวประกอบกำลังสูง แหล่งกำเนิดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการสำหรับขนาดของฮาร์โมนิกกระแสอินพุต
ปัญหาเรื่องตัวประกอบกำลังต่ำมีมานานเท่าที่มีไฟ AC อยู่ หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพและสเต็ปดาวน์ซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งรวมอยู่ในเครือข่ายไฟฟ้าจำนวนมากสร้างองค์ประกอบปฏิกิริยาที่สำคัญของกระแสซึ่งเป็นผลมาจากกระแสที่มีประโยชน์ในสายไฟที่ค่อนข้างใหญ่ เป็นส่วนเล็กๆ ของสิ่งที่สามารถรับได้จากโหลดที่ใช้งานล้วนๆ อันที่จริงด้วยแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ในเครือข่ายในกรณีของโหลดที่ใช้งานอยู่ กระแสไฟฟ้าในเครือข่ายจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า:
พลังที่มีประโยชน์คือ:
ตัวประกอบกำลังซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของกำลังที่มีประโยชน์ต่อผลคูณของค่า rms ของกระแสและแรงดันในกรณีนี้เท่ากับ:
ในกรณีที่มีส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาซึ่งเกิดจากลักษณะอุปนัยของโหลด กระแสไฟฟ้าจะล่าช้าในเฟสด้วยแรงดันไฟฟ้า:
กำลังที่มีประโยชน์และตัวประกอบกำลังเท่ากันตามลำดับ:
ดังนั้น สำหรับกระแสไซน์ซอยด์ ตัวประกอบกำลังจะเท่ากับ "โคไซน์พี" ที่มีชื่อเสียง ซึ่งใครก็ตามที่ทำได้ดีในโรงเรียนมัธยมควรจะคุ้นเคยเป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถระบุแนวคิดทั้งสองนี้ได้ เนื่องจากตัวประกอบกำลังอาจแตกต่างกันไปจาก 100% ไม่เพียงแต่เนื่องจากการเปลี่ยนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเนื่องจากการบิดเบือนฮาร์โมนิกขนาดใหญ่ของกระแสไฟฟ้าด้วย หากคุณดูรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าในเต้ารับไฟฟ้าใดๆ โดยใช้ออสซิลโลสโคป ตอนนี้ไม่มีใครแปลกใจกับคุณสมบัติที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า - ดูเหมือนว่าด้านบนของคลื่นไซน์จะถูกตัดออก สิ่งนี้อธิบายได้จากการใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างแพร่หลายสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โทรทัศน์ และเครื่องใช้ในครัวเรือนอื่น ๆ ที่มีวงจรเรียงกระแสซึ่งมีตัวเก็บประจุอยู่ที่อินพุตและไม่มี PFC แหล่งกำเนิดดังกล่าวใช้กระแสไฟฟ้าเป็นพัลส์สั้นเมื่อแรงดันไฟหลักถึงค่าแอมพลิจูด ในช่วงที่เหลือของเครือข่าย จะไม่มีการบริโภคในปัจจุบัน โดยธรรมชาติแล้วค่าสูงสุดและ rms ของกระแสในเครือข่ายจะสูงกว่าในกรณีของการบริโภคตลอดระยะเวลาทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ
เพื่อความชัดเจน ให้เราพิจารณาการประมาณการใช้กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ดังกล่าวในรูปแบบของพัลส์สี่เหลี่ยมสั้น ๆ (รูปที่ 2) ซึ่งอยู่ในเฟสเดียวกับแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายและเราจะถือว่ารอบการทำงาน γ นั่นคืออัตราส่วนของระยะเวลาพัลส์ต่อระยะเวลาการทำซ้ำ (ในกรณีของเราถึงครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าหลัก) น้อยกว่าความสามัคคีมาก:
เนื่องจากพัลส์สั้นและตรงกับเวลาด้านบนของไซนัสอยด์ ค่าปัจจุบันของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายระหว่างพัลส์ทั้งหมดจึงถือว่าไม่เปลี่ยนแปลงและเท่ากับค่าแอมพลิจูด ภายใต้สมมติฐานนี้ การใช้พลังงานและกระแส rms จะเท่ากัน ตามลำดับ:
ตัวประกอบกำลังเท่ากับ:
ง่ายต่อการตรวจสอบว่า ตัวอย่างเช่น ด้วยรอบการทำงานที่ 1/8 ตัวประกอบกำลังจะเท่ากับ 0.5 อยู่แล้วและจะน้อยลง ระยะเวลาพัลส์สัมพัทธ์ก็จะสั้นลง หากทราบวิธีการจัดการกับการเปลี่ยนเฟสมานานแล้วและมีการใช้ทุกที่ - การรวมตัวเก็บประจุที่มีความจุที่เหมาะสมในเครือข่ายจะสร้างส่วนประกอบปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้ามซึ่งจะชดเชยผลกระทบของโหลดอุปนัยและลด การเปลี่ยนเฟสเป็นศูนย์ จากนั้นการบริโภคกระแสพัลส์จะต้องต่อสู้กับผู้บริโภคเอง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะชดเชยด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานของอุปกรณ์เพิ่มเติมใด ๆ ในแง่ของผลกระทบต่อเครือข่าย โหลดแบบพัลซิ่งนั้นแย่กว่าโหลดแบบเหนี่ยวนำมาก เนื่องจากจะทำให้เครือข่าย AC มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน - การไม่มีการสูญเสียในเส้นลวดที่เป็นกลาง หากด้วยโหลดที่สมดุลในเครือข่ายสามเฟส กระแสอยู่นอกเฟสโดยมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ในมุมเดียวกัน กระแสเหล่านั้นยังคงได้รับการชดเชยร่วมกัน และกระแสในเส้นลวดที่เป็นกลางเป็นศูนย์ การสูญเสียจะเกิดขึ้นในเฟสเท่านั้น สายไฟจากนั้นด้วยการใช้พัลส์ภาพจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง พัลส์กระแสไฟฟ้าที่ใช้ในแต่ละเฟสไม่ตัดกันตามเวลากับพัลส์ในเฟสอื่น และไม่มีการชดเชยกระแสร่วมกันเกิดขึ้นในเส้นลวดที่เป็นกลาง ในทางตรงกันข้าม ในเส้นลวดที่เป็นกลาง ความสูญเสียจากกระแสของแต่ละเฟสจะเพิ่มขึ้น และไม่สามารถทำให้บางลงได้อีกต่อไป ในทางตรงกันข้ามด้วยภาระดังกล่าวควรจะมีประสิทธิภาพมากกว่าสายเฟส การสูญเสียในเครือข่ายสามเฟสเป็นสองเท่าและการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลโดยใช้สายไฟสามสายโดยไม่มีสายกลางนั้นหมดปัญหา
ในประเทศของเราเมื่อเร็ว ๆ นี้มีอิทธิพลต่อการบริโภคแรงกระตุ้นและความไม่สะดวกที่เกิดขึ้นอย่างเห็นได้ชัด สิ่งนี้จะเห็นได้ชัดเจนในอนาคตอันใกล้นี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนจากหลอดไส้ไปเป็นหลอดประหยัดไฟที่จัดโดยส่วนกลาง มีเพียงไม่กี่คนที่อยากซื้อหลอดไฟที่มีราคาแพงกว่าถึง 10...20 เท่าโดยสมัครใจ ซึ่งเป็นที่รู้กันว่าใช้ไฟฟ้าน้อยกว่า 4...5 เท่า (ซึ่งดูเหมือนว่าจะเป็นจริงและดึงดูดผู้ซื้อ) และประมาณ ซึ่งเค้าว่ากันว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเมื่อเทียบกับหลอดไส้ซึ่งแพงกว่ากี่เท่า (ซึ่งผู้ซื้อที่ได้รับการศึกษาจากโฆษณาของเรามีสิทธิ์สงสัยทุกประการ) โคมไฟจีนราคาถูกที่ไม่มีสาร PFC ซึ่งท่วมตลาดของเรา จะถูกปิดลงอย่างรวดเร็ว และเมื่อมีการห้ามการผลิตหลอดไส้เพิ่มเติม มีเหตุผลทุกประการที่คาดหวังว่าเราจะได้เห็นความพึงพอใจของการบริโภคแบบพัลส์อย่างเต็มที่ .
ในประเทศที่พัฒนาแล้วปัญหานี้เกิดขึ้นค่อนข้างเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสหรัฐอเมริกาซึ่งเครือข่ายมาตรฐานมีแรงดันไฟฟ้า 110 โวลต์ในยุโรปมาตรฐาน IEC 555-2 และมาตรฐานต่างๆ ที่ได้รับมานั้นมีผลใช้บังคับมานานแล้ว ควบคุมขนาดของฮาร์โมนิคกระแสอินพุตสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากไฟ AC ในรัสเซียมาตรฐาน GOST R 51317.3.2 ที่เกี่ยวข้องซึ่งมีข้อความที่แท้จริงของมาตรฐานสากล IEC 61000-3-2-(1995-03) มีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2542 ตามมาตรฐานนี้ผู้บริโภคทุกคน มากถึง 16 A ต่อเฟสแบ่งออกเป็น 4 คลาสโดยมีมาตรฐานของตัวเองสำหรับขนาดของฮาร์โมนิกกระแสอินพุต (รวมฮาร์มอนิกที่ 40) คลาส B รวมถึงอุปกรณ์พกพา คลาส C รวมถึงอุปกรณ์ให้แสงสว่าง อุปกรณ์ที่เหลือจะถูกแบ่งระหว่างคลาส A และ D ซึ่งเกณฑ์หนึ่งในการแบ่งคือรูปร่างของกระแสอินพุต ถ้ารูปคลื่นปัจจุบันพอดีกับรูปแบบมาตรฐานมากกว่า 95% ของเวลา อุปกรณ์นั้นจะอยู่ในคลาส D ซึ่งเป็นมาตรฐานที่เข้มงวดมากขึ้น โดยค่าฮาร์โมนิคกระแสอินพุตที่อนุญาตจะขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าเข้า คลาส A กำหนดขีดจำกัดขนาดสัมบูรณ์ของฮาร์โมนิกกระแสอินพุต โดยไม่คำนึงถึงกำลังอินพุต
สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง (คลาส C) ได้มีการกำหนดมาตรฐานสำหรับขนาดสัมพัทธ์ของฮาร์โมนิกกระแสอินพุต ตามมาตรฐาน ฮาร์มอนิกที่สองของกระแสอินพุตไม่ควรเกิน 2% ของค่าฮาร์มอนิกตัวแรก ที่สาม - ไม่เกิน ( 30 ∙พีเอฟ )%, ที่ไหน พีเอฟ – ตัวประกอบกำลังของผลิตภัณฑ์, ที่ห้า – 10%, ที่เจ็ด – 7%, ที่เก้า –5% มาตรฐานสำหรับขนาดของฮาร์โมนิคคี่ตั้งแต่ 11 ถึง 39 รวมจะถูกกำหนดไว้ที่ 3% ของค่าฮาร์มอนิกตัวแรก เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐาน อุปกรณ์จึงมีหน่วยการทำงานเพิ่มเติมที่เรียกว่าตัวแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) เนื่องจากอุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบ LED จำนวนมากจะไม่กินไฟเกิน 100 W แหล่งพลังงานสำหรับ LED จึงต้องค่อนข้างถูก ซึ่งกำหนดข้อจำกัดด้านต้นทุนของ PFC ที่ค่อนข้างเข้มงวด ในความเป็นจริงรูปร่างของกระแสอินพุตที่แหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED อาจแตกต่างจากไซน์ซอยด์อย่างมากสิ่งสำคัญคือฮาร์โมนิกของกระแสอินพุตเป็นไปตามข้อกำหนด GOST และต้นทุนของ PFC นั้นน้อยมาก
PFC ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในอุปกรณ์จ่ายไฟกำลังต่ำคือ PFC แบบพาสซีฟ ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลักคือความเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ เป็นตัวอย่าง PFC แบบพาสซีฟ รูปที่ 3 แสดงวงจรไดโอด-คาปาซิเตอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด
หลักการสำคัญของการทำงานของตัวแก้ไขแบบพาสซีฟคือการ "ยืด" รูปร่างปัจจุบันให้เกินกว่าเทมเพลตที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ดังนั้น จึงถ่ายโอนตัวแปลงจากคลาส D ไปยังคลาส A โดยมีมาตรฐานที่เข้มงวดน้อยกว่าสำหรับขนาดของฮาร์โมนิกกระแสอินพุต (รูปที่ 4)
ดังที่เห็นได้จากรูป PFC แบบพาสซีฟที่ 4 ให้รูปคลื่นกระแสที่ไม่เหมาะกับรูปแบบสำหรับคลาส D ดังนั้น อุปกรณ์จึงสามารถจัดประเภทเป็นคลาส A ได้ เนื่องจากขีดจำกัดคลาส A ถูกกำหนดไว้ในเงื่อนไขสัมบูรณ์ โดยไม่คำนึงถึงปริมาณของกำลังอินพุต (คลาส A ขีด จำกัด สอดคล้องกับขีด จำกัด พลังงาน Class D 600 W) ตัวแก้ไขประเภทนี้ค่อนข้างยอมรับได้สำหรับตัวแปลงพลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม บริภัณฑ์ให้แสงสว่างจัดอยู่ในประเภท C ซึ่งขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกด้านเข้าถูกตั้งค่าเป็นหน่วยสัมพัทธ์สัมพันธ์กับขนาดของฮาร์มอนิกพื้นฐาน รูปร่างปัจจุบันที่แสดงในรูปที่ 3 เกินมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับคลาส C อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ จึงไม่สามารถใช้ตัวแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบพาสซีฟราคาถูกในอุปกรณ์ให้แสงสว่างได้ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับฮาร์โมนิคกระแสอินพุต ในกรณีของเรา คุณจำเป็นต้องใช้ PFC แบบแอคทีฟ
PFC แบบคลาสสิกในรูปแบบของหน่วยแยกหรือโมดูลแยกถูกสร้างขึ้นตามวงจรบูสต์คอนเวอร์เตอร์ (รูปที่ 5) PFC นี้ทำให้สามารถตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุดของมาตรฐานได้ แต่การใช้งานจะทำให้ต้นทุนของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะสังเกตได้ชัดเจนเป็นพิเศษหากกำลังไฟจากแหล่งกำเนิดไม่เกิน 100...200 W เช่น ไม่เหมาะกับโคมไฟส่วนใหญ่ในทางปฏิบัติ
ในการค้นหาวิธีลดต้นทุนของ PFC ในยุค 90 ของศตวรรษที่ผ่านมาสิ่งพิมพ์ปรากฏขึ้นซึ่งเสนอให้รวมฟังก์ชั่นของสวิตช์ไฟของ PFC และตัวแปลงที่ตามมาในสวิตช์ไฟเดียว (รูปที่ 6) เสริม วงจรด้วยไดโอดและสลับ PFC และตัวแปลงเป็นโหมดกระแสไฟกระชาก (เรียกว่า "ตระกูลใหม่") ประหยัดสวิตช์ตัวเดียวและวงจรควบคุมทำได้เนื่องจากกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในองค์ประกอบกำลังหลักของวงจร สิ่งที่ยอมรับไม่ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของกำลังโหลด เนื่อง จาก ข้อ บกพร่อง เหล่า นี้ “ครอบครัว ใหม่” จึง ไม่ ได้ รับ การ นํา ไป ใช้ จริง.
เมื่อเร็วๆ นี้ มีการตีพิมพ์สิ่งตีพิมพ์บนคอนเวอร์เตอร์เรโซแนนซ์ที่มี PFC ที่มีตัวเก็บประจุสองตัวและขดลวดคู่แม่เหล็กหลายตัวของตัวเหนี่ยวนำทรานส์ ซึ่งกระแสจะไหลในลักษณะเรโซแนนซ์จากตัวเก็บประจุตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง จากนั้นผ่านขดลวดเอาท์พุตของ ทรานส์อินดัคเตอร์กับโหลด คอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ใช้สวิตช์ตัวเดียว และโช้คอินพุต PFC และหม้อแปลงแยกจะรวมกันบนแกนร่วมเป็นส่วนประกอบขดลวดชิ้นเดียว โทโพโลยีนี้เนื่องจากการเชื่อมต่อแบบแม่เหล็กจำนวนมากจึงไม่คล้อยตามคำอธิบายเชิงวิเคราะห์ ความพยายามในการตีพิมพ์ต้องประสบกับความไม่ถูกต้องหลายประการ จากการตีพิมพ์เป็นที่ชัดเจนว่าตัวแปลงทำงาน และเป็นที่ชัดเจนว่าสมมติฐานเริ่มต้นในการวิเคราะห์นำไปสู่ความขัดแย้งในการทำงานของตัวแปลงและผลการวิเคราะห์ที่เกิดขึ้นจากสมมติฐานที่ทำขึ้น การใช้โหมดตัดกระแสและหลักการทำงานแบบเรโซแนนซ์บ่งบอกถึงความต้องการปัจจุบันที่เพิ่มขึ้นสำหรับตัวเก็บประจุจัดเก็บ อย่างไรก็ตาม หากผู้ผลิตเลือกส่วนประกอบอย่างถูกต้องและสามารถรับประกันความสามารถในการทำซ้ำสูงในการผลิตจำนวนมาก โทโพโลยีนี้มีสิทธิ์ใช้งานจริง
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับ PFC คือตัวแปลงที่ได้รับการออกแบบในลักษณะที่กระแสไฟฟ้าอินพุตเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ในบรรดาคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ สิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจ่ายไฟ LED จากมุมมองของผู้เขียนคือรุ่นคอนเวอร์เตอร์ที่ไม่มีตัวเก็บประจุที่ด้านหลัก รูปที่ 7 แสดงเวอร์ชันตามตัวแปลงฟลายแบ็ค
ตัวแปลงทำงานในโหมดขอบเขต ฟังก์ชั่นของตัวเก็บประจุจัดเก็บข้อมูลจะดำเนินการโดยตัวเก็บประจุที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับกระแสตัวเก็บประจุที่นี่ได้รับการชดเชยด้วยความเรียบง่ายและราคาต่ำและการมีอยู่ของแรงดันไฟขาออกเล็กน้อยที่สองเท่าของความถี่เครือข่ายนั้นค่อนข้างยอมรับได้เมื่อเปิดเครื่องอุปกรณ์ให้แสงสว่าง รูปร่างปัจจุบันที่คำนวณได้จะแสดงในรูป 8. ตามทฤษฎีแล้ว ตัวประกอบกำลังของตัวแปลงดังกล่าวคือ 0.99 ในขณะที่องค์ประกอบฮาร์มอนิกที่คำนวณได้ของกระแสอินพุตเป็นไปตามข้อกำหนดของคลาส C โดยมีระยะขอบมาก
ความจำเพาะของโหลดจะเป็นตัวกำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับส่วนเอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ โดยทั่วไป พารามิเตอร์เอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟส่องสว่าง LED ไม่ควรแตกต่างจากตัวแปลงเชิงพาณิชย์มาตรฐานมากนัก คุณสมบัติที่โดดเด่นคือ:
1. ไม่จำเป็นต้องแยกกระแสไฟฟ้าระหว่างวงจรอินพุตและเอาต์พุตเสมอไป
2. ตัวเลือกใหม่ปรากฏขึ้น - ลดแสง
3. เนื่องจาก LED ใช้พลังงานจากกระแสไฟฟ้า ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า ตลาดจึงต้องมีตัวแปลง - แหล่งที่มาของกระแสไฟ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ายังเป็นที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟที่มี "มาลัย" หลายอันพร้อมหน่วยงานกำกับดูแลของตัวเอง
4. ข้อกำหนดที่นุ่มนวลขึ้นสำหรับการกระเพื่อมของแรงดันเอาท์พุต โดยเฉพาะที่ความถี่สูง
ข้อกำหนดสำหรับการเต้นเป็นจังหวะที่ความถี่เครือข่ายเป็นสองเท่าถูกกำหนดโดยมาตรฐานด้านสุขอนามัย SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278‑03 ซึ่งกำหนดมาตรฐานสำหรับค่าสัมประสิทธิ์การเต้นเป็นจังหวะของการส่องสว่างภายใน 10…20% สำหรับอาคารประเภทกว้างในอาคารที่พักอาศัยและสาธารณะ เมื่อห้องแสงสว่างซึ่งค่าสัมประสิทธิ์การเต้นของแสงไม่ได้มาตรฐาน ควรจำไว้ว่าเมื่อ LED ขับเคลื่อนด้วยกระแสพัลส์ ประสิทธิภาพจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด นี้สามารถเห็นได้ด้วยตัวอย่างง่ายๆ สำหรับ LED ทั่วไป การพึ่งพาฟลักซ์การส่องสว่างกับกระแสจะมีอักขระลอการิทึมที่เด่นชัด เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณาคุณลักษณะทั่วไปของไดโอด CLN6A (รูปที่ 9)
เมื่อจ่ายไฟ LED ด้วยกระแส 600 mA ฟลักซ์การส่องสว่างจะมากกว่าฟลักซ์ส่องสว่างที่กระแส 300 mA ประมาณ 1.5 เท่า ดังนั้น เมื่อจ่ายไฟ LED ด้วยกระแสพัลส์ที่มีรอบการทำงาน 0.5 และค่าเฉลี่ย 300 mA ฟลักซ์การส่องสว่างจะอยู่ที่ 0.75 ของฟลักซ์เท่านั้นเมื่อจ่ายไฟด้วยกระแสตรงที่มีค่าเฉลี่ยเท่ากัน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่เอาต์พุตควรอยู่ภายในขอบเขตที่เหมาะสม และคุณไม่ควรพยายามทำโดยไม่มีตัวเก็บประจุเมื่อสร้างตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า และโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของโหลด กล่าวคือ ความชันที่สูงมากของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน ลักษณะเฉพาะของไฟ LED ที่จุดใช้งาน ความจุของตัวเก็บประจุควรมีขนาดใหญ่เพียงพอที่จะทำให้แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตกระเพื่อมอยู่ในขอบเขตที่เหมาะสม ถ้ากระแสกระเพื่อมที่ความถี่สวิตชิ่งสามารถลดลงได้อย่างมากโดยใช้โช้คที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด ดังนั้นที่ความถี่เครือข่าย ขนาดโช้คที่ต้องการอาจเทียบได้กับขนาดของคอนเวอร์เตอร์ร่วมกับโหลด จากที่กล่าวมาข้างต้น เป็นที่ชัดเจนสำหรับบุคคลใดก็ตามที่สามารถเรียกได้ว่าสมเหตุสมผลว่า LED ควรเชื่อมต่อแบบอนุกรม: ประการแรกเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม ความต้านทานที่แตกต่างกันจะเพิ่มขึ้น ซึ่งอำนวยความสะดวกในข้อกำหนดสำหรับการกระเพื่อมของแรงดันเอาต์พุตและประการที่สอง ด้วยกำลังโหลดเท่ากัน ตัวเก็บประจุเอาต์พุต พวกมันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าสูง - คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุหนึ่งหรือสองตัวได้ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าต่ำคุณต้องใช้ตัวเก็บประจุแบตเตอรี่ทั้งหมดที่มีปริมาตรเท่ากัน ประโยชน์ของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตสูงจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในคอนเวอร์เตอร์ที่ตัวเก็บประจุเอาท์พุตมีกระแสไฟขนาดใหญ่
จากโทโพโลยีที่ไม่มีตัวเก็บประจุที่ฝั่งปฐมภูมิ MMP-Irbis CJSC ได้พัฒนาแหล่งจ่ายไฟจำนวนหนึ่งสำหรับ LED ที่มีกำลังเอาต์พุตสูงถึง 100 W ในรูป รูปที่ 10 แสดงออสซิลโลแกรมของกระแสอินพุตของแหล่งกำเนิดที่มีกำลังเอาต์พุตสูงสุด 40 W (กระแสโหลดพิกัด 0.12 A) ซึ่งได้รับภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:
แม้ว่ารูปร่างของกระแสอินพุตจะแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากไซน์ซอยด์ แต่ค่าสัมพัทธ์ของฮาร์โมนิกของกระแสอินพุตนั้นเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่มีระยะขอบมาก (รูปที่ 11) ค่าตัวประกอบกำลังที่ได้จากผลการวัดคือ 0.95; ประสิทธิภาพ 85.5%
เมื่อพิจารณาจากข้อกำหนดทั้งหมดในด้านประสิทธิภาพ ความทนทาน และคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อม โคมไฟแบบ LED ดูเหมือนจะเหมาะที่สุด โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของการใช้งาน แหล่งจ่ายไฟสำหรับไฟ LED จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการทั้งในด้านคุณภาพของกระแสอินพุตและคุณลักษณะเอาต์พุต นอกจากนี้ อุปกรณ์จ่ายไฟจะต้องมีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในจำนวนขั้นต่ำเพื่อรักษาต้นทุนของโคมไฟให้อยู่ในขอบเขตที่เหมาะสม โทโพโลยีของตัวแปลง AC/DC แบบ flyback ที่ไม่มีตัวเก็บประจุที่ด้านหลักตอบสนองความต้องการทั้งหมด และดูเหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างหลอดไฟ LED ที่มีอัตราการกินไฟสูงถึง 100 W
