مصابيح LED بدون سائق

قال رجل الأعمال الأمريكي العظيم ومخترع المصباح الكهربائي - توماس ألفا إديسون ذات مرة: "سنجعل الكهرباء رخيصة جدًا لدرجة أن الأغنياء فقط هم من يحرقون الشموع" ، وهو ما أصبح بالتأكيد هو الحال اليوم. من المنازل الصغيرة إلى الطرق المعبدة إلى الصناعات الكبيرة ، يمكننا أن نلاحظ أن مصابيح التيار المتردد تضيء بيئتنا بعد غروب الشمس. استخدمت أنظمة الإضاءة السابقة أنواعًا مختلفة من المصابيح مثل المصابيح المتوهجة ومصابيح الإضاءة الفلورية المدمجة (CFL) وما إلى ذلك ، ولكن اليوم مع التقدم في تقنية إضاءة LED ، يتم استبدال المصابيح المتوهجة و CFL بأضواء LED. شهد سوق إضاءة LED العالمي نموًا مطولًا بحجم قيمته 45.57 مليار دولار أمريكي في عام 2018.

في حين أنه من المعروف أن مصابيح LED فعالة بنسبة 90٪ تقريبًا من المصابيح المتوهجة وتتمتع بعمر أفضل من مصابيح التيار المتردد الأخرى ، إلا أنها لا تزال تعاني من انتكاسة واحدة. أي أن مصابيح LED مدفوعة بجهد DC ، ولكن كل مصدر طاقة التيار المتردد لدينا هو تيار متردد. وقد دفع هذا المصممين إلى استخدام مكون إضافي يسمى برنامج تشغيل LED وهو ليس سوى نوع من محول التيار المتردد إلى التيار المتردد. سيقوم برنامج التشغيل هذا بتحويل طاقة التيار المتردد من التيار الكهربائي إلى جهد تيار مستمر مناسب لتشغيل ضوء LED. ولكن ، بعد ذلك تم تقديم لمبات LED بدون سائق والتي يمكن توصيلها مباشرة بأنابيب التيار المتردد دون أي وحدات تشغيل خارجية. في هذه المقالة سوف نتعلم المزيد عن أنظمة LED بدون سائق وتطورها بمرور الوقت.

لماذا أنظمة LED بدون سائق؟

المشكلة الرئيسية في برامج تشغيل التيار المتردد التقليدية عالية الطاقة إلى التيار المستمر هي فقدان الطاقة المرتبط بها. تستخدم برامج تشغيل AC LED التقليدية طبولوجيا التبديل والمقاومات للتحكم في تيار LED ، وهذا التبديل يتسبب في حرارة تقلل من كفاءة النظام. كما تؤدي هذه الدوائر الإضافية إلى زيادة التكلفة الإجمالية للمصباح الكهربائي. هذا هو السبب في أننا ناقشنا في مقالتنا السابقة حول نظام تشغيل LED منخفض التكلفة وحتى قمنا ببناء نظام لاختبار أدائه.

مشكلة أخرى رائعة لمحركات AC LED هي تأثير الخفقان. كما لاحظ معظمنا ، فإن دوائر السائق LED القديمة لها تأثير وميض. في الحالات القصوى ، تستخدم دوائر تشغيل التيار المتردد LED التقليدية موجة نصف جيبية بضعف تردد خط الطاقة. هذا يعني أنه في خط طاقة بتردد 50 هرتز ، ينتج ما يقرب من 100 نقرة يمكن اكتشافها بالعين البشرية وهي ضارة. يجب القضاء على هذا. لذلك ، تم إدخال التكنولوجيا الحديثة التي تستخدم مكونات سلبية قليلة بدلاً من محول التيار المتردد إلى التيار المتردد التقليدي باستخدام طبولوجيا التحويل.

أضواء LED AC بدون سائق - تعمل

يحتوي نظام Driverless LED على ما يسمى بمحرك ضوء AC LED. ولكن ، ما هو محرك ضوء AC LED؟ يستخدم المحرك بشكل عام لتحويل أحد أشكال الطاقة إلى شكل آخر. على سبيل المثال ، يتم استخدام محرك محرك لتحويل الحرارة الناتجة عن الوقود إلى حركة عمود. وبالمثل ، يتم استخدام محرك ضوء AC LED لتحويل الطاقة الكهربائية إلى لومن من الضوء.

محرك الإضاءة AC LED عبارة عن تركيبات ميكانيكية أو لوحة دائرة بها شرائح LED مثبتة فيها مع جميع التوصيلات الكهربائية. إنه شكل جاهز من مصادر الضوء يمكن تثبيته بسهولة في مقبس التيار المتردد. إنها تساعد لمبات LED على العمل كبديل مباشر للمصابيح التقليدية الأخرى.

تطوير AC LED له عدة مراحل. لقد بدأ ببساطة عن طريق توصيل مصابيح LED القياسية في سلسلة لمطابقة الجهد الأمامي المشترك لمصابيح LED مع أقصى جهد دخل للتيار المتردد. يبدو أنها فكرة جيدة أن تضيء تلك المصابيح بدون أي سائق ، لكنها لم تكن ناجحة. هذا التصميم له عيب كبير ، حيث يغير التيار المتردد قطبيته من إيجابي إلى سلبي لكل دورة ، ونتيجة لذلك ، في كل دورة إيجابية ، تكون مصابيح LED منحازة للأمام (قيد التشغيل) ولكن في كل دورة سلبية ، تصبح مصابيح LED منحازة عكسية مما يجعل عليهم إيقاف.

الجيل الأول من مصابيح LED بدون سائق

فما هو الحل؟ في هذا الوقت ، تم تقديم الجيل الأول من مصابيح LED بدون سائق حيث يتم استبدال كل جزء من مصابيح LED بزوج مضاد للتوازي ، تمامًا مثل الصورة أدناه.

في الصورة أعلاه ، يتم توصيل مصابيح LED بطريقة مضادة للتوازي. في كل دورة إيجابية ، يكون جانب واحد من الأزواج متحيزًا للأمام والجانب الآخر منحازًا عكسيًا ولكن في الدورة السلبية ، تتغير الحالات وتضاء المصابيح الأخرى. التيار هنا محدود بمقاوم واحد عالي القدرة R1.

الجانب الإيجابي للدائرة هو الكفاءة. الكفاءة عالية جدا. يخلق التيار الموجي في الطور والجهد الذي يمر عبر الدائرة عامل طاقة مرتفع. ولكن على الرغم من الجانب الإيجابي المذكور أعلاه ، فإن الجيل الأول من محرك ضوء LED بدون سائق هو عطل. إنه بسبب مؤشر الوميض الضعيف والعدد المزدوج لمصابيح LED أكثر من المطلوب. إنه ينتج تأثير وميض يمكن اكتشافه بسهولة بالعين البشرية ويظل نصف مصابيح LED المستخدمة مطفأة في أي وقت.

الجيل الثاني من مصابيح LED بدون سائق

من هذا العيب ، تم تطوير محركات الجيل الثاني بدون سائق AC LED. الهدف هذه المرة هو تقليل عدد مصابيح LED. يكون ممكنًا فقط إذا تم تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. لذلك ، يتم تضمين الصمام الثنائي لمعدل الجسر في الجيل الثاني من محركات الإضاءة AC LED بدون سائق. بخلاف ثنائيات المعدل ، فإن كل شيء في الدائرة لم يتغير.

كما كان الحال قبل أن يتحكم المقاوم R1 في تيار LED. الآن تمر كل دورة سلبية وإيجابية عبر مصابيح LED مما يجعلها تظل قيد التشغيل خلال كلتا الدورتين.

الجيل الثالث من مصابيح LED بدون سائق

تم تقديم الجيل الثالث من محركات AC LED لزيادة الكفاءة والحصول على مؤشر وميض محسن. تتم إضافة وحدة تحكم التبديل في الدائرة والتي يمكنها التحكم بشكل فردي في مصابيح LED إلى مستوى معين حيث يكون جهد خط الطاقة هو نفسه جهد LED. وظيفة الحد الحالي متاحة أيضًا في وحدة تحكم التبديل المدمجة ويمكن إعادة تكوينها باستخدام مكونات خارجية. يمكن أن توفر مثل هذه الدائرة ما يقرب من 80 ٪ من الكفاءة و.30 إلى 0.35 مؤشر وميض.

الجيل الرابع من مصابيح LED بدون سائق

في الجيل الرابع من محركات AC LED بدون سائق ، يتم التخلص من جهاز التحكم واستخدام المكونات السلبية للتعويض عن تكلفة التصنيع أيضا ، الكفاءة متفوقة مع عامل الطاقة العالي ومؤشر الوميض المحسن.

تعمل الدائرة بنبضين تيارين مستقلين ، وهما نبضان تيار محدودان بالسعة ونبضان تيار محدودان بشكل مقاوم. يتم تغذية هذه النبضات الحالية في سلسلة LED بطريقة تحصل فيها سلسلة LED على نبضتين حاليين لكل نصف دورة من جهد الخط. الصورة أدناه هي دائرة محرك الضوء AC بدون سائق من الجيل الرابع منخفضة الطاقة.

عمل الدائرة المذكورة أعلاه مثير للاهتمام للغاية. خلال دورة النصف الأول من الإدخال AC ، يمر التيار عبر المقاوم R1 ثم يشحن المكثف C1 في النهاية ويعود مرة أخرى إلى الصمام الثنائي لمعدل الجسر من خلال السلسلة الثانية من المصابيح ، وشحن المكثف C2 وعبر المقاوم R2. خلال الذروة السالبة ، يقوم المكثف C4 بتفريغ الشحنة C1 و C2 في المقابل ويدفع التيار على السلسلة الثانية. لذلك ، في كل دورة ، لا يتدفق التيار المطلوب لإضاءة سلاسل LED بالكامل عبر المقاومات. يمر ما يقرب من 40-50٪ من إجمالي التيار عبر المقاومات مما يزيد من الكفاءة حتى 90٪ عن طريق تقليل تبديد الحرارة.

يمكن رؤية شكل الموجة المدخلات لمصابيح LED و جهد التيار المتردد المدخل في الصورة أدناه.

يوضح الرسم البياني أعلاه ثلاث قطع هي ، جهد الإدخال ، تيار سلسلة LED الأيسر وتيار سلسلة LED الأيمن بمرور الوقت. في جهد خط 230 فولت ، تضيء سلاسل LED بالتناوب. إنه انتقال سريع جدًا في نطاق ملي ثانية.

مزايا تقنية إضاءة LED بدون سائق

1. هذه المصابيح LED بدون سائق أسهل في التصنيع. يتم تقليل التكلفة وتتطلب صيانة منخفضة للغاية.

2. بفضل مؤشر الوميض المحسن ، يمكن استخدامه في مصابيح الإضاءة العالية. أيضًا ، تستخدم قطاعات المكاتب والغرف والتعليم مصابيح LED بدون سائق.

3. مع إزالة محرك LED ، فإنه يتيح ميزة إعادة التشكيل. يمكن تصنيع منتجات LED بأشكال وأحجام مختلفة.

4. التركيب السهل والسريع هو ميزة أخرى رائعة لمصابيح AC بدون سائق.

الشركة المصنعة لمصابيح LED بدون سائق

يباع مصباح AC LED بدون سائق مثل كعكة ساخنة اليوم. ينتج مصنعون مختلفون نوعًا مختلفًا من تقنية AC LED بدون سائق. الصين هي واحدة من الموردين الرئيسيين لمصابيح LED بدون سائق. ومع ذلك ، يتم تصنيع مصابيح LED ذات الجهد الأمامي العالي جدًا مع لومن عالي أيضًا من قبل العديد من الشركات. توفر مصابيح LED ذات الجهد العالي إلى الأمام عددًا منخفضًا من المكونات في نظام AC LED بدون سائق. الشركات المصنعة الشهيرة لمصابيح AC LED بدون سائق في هذه القطاعات هي Cree و LUMILEDS و SAMSUNG و NMB Technologies و Opulent إلخ.