أساساً it can be said that the main function of the LED driver power supply is to convert the input AC voltage source into a current source whose output voltage can vary with the LED Vf (forward conduction voltage drop)كمكون رئيسي في الإضاءة LED ، تؤثر نوعية سائق LED مباشرة على موثوقية واستقرار المصابيح بشكل عام.
▲ لا يتم النظر في نطاق التباين Vf للكرات الشريطية LED ،مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المصابيح وحتى العمل غير المستقر
تتكون نهاية الحمل من مصابيح LED عادة من عدد من مصابيح LED متصلة بالسلسلة والموازية ، وجهد تشغيلها Vo = Vf * N ، حيث يمثل Ns عدد مصابيح LED متصلة بالسلسلة.Vf من LED تختلف مع درجة الحرارةبشكل عام ، عند تيار ثابت ، يصبح Vf أقل في درجة حرارة عالية وأكبر في درجة حرارة منخفضة. وبالتالي فإن فولتاج تشغيل عبء مصباح LED في درجة حرارة عالية يتوافق مع VoL ،وتتوافق جهد تشغيل ضوء LED في درجة حرارة منخفضة مع VoHعند اختيار محرك ضوء LED ، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن نطاق الجهد الخارجي لمصدر الطاقة LED أكبر من VoL ~ VoH.
إذا كان أقصى جهد خروجي لقوة القيادة LED المختارة أقل من VoH ، فقد لا يصل أقصى طاقة LED إلى القوة المطلوبة الفعلية عند درجة حرارة منخفضة.إذا كان الحد الأدنى لجهد محرك LED المحدد أعلى من VoL، قد يتجاوز إنتاج طاقة LED قوة العمل في درجة حرارة عالية. نطاق، والعمل غير مستقر، والضوئيات والفوانيس سوف يتلاشى وهلم جرا.
ومع ذلك ، بالنظر إلى التكلفة الكاملة والكفاءة ، لا يمكننا السعي عمياء لمدى الجهد الخارجي الواسع للغاية لسائق الإضاءة LED:لأن كفاءة إمدادات الطاقة في المحرك هي الأعلى عندما يكون الجهد الموجه في إمدادات الطاقة في نطاق معين فقطإذا تم تجاوز النطاق، فإن الكفاءة وعامل الطاقة (PF) سوف تتدهور. في نفس الوقت، فإن نطاق الجهد الخارجي لمحول الطاقة LED واسع جدا،والذي سيؤدي إلى زيادة التكاليف وعدم تحسين الكفاءة.
▲ لا تُعتبر حدود الطاقة ومتطلبات التخفيض
بشكل عام ، تشير الطاقة الاسمية لمحرك الطاقة LED إلى البيانات المقاسة في البيئة المسجلة والجهد المسجل.سيقدم معظم موردي محركات LED منحنيات تخفيض الطاقة في مواصفات منتجاتهم (محورات تخفيض الحمل الشائع مقابل درجة الحرارة المحيطة ومحورات تخفيض الحمل مقابل الجهد المدخل).
كما هو موضح في الشكل 1، يمثل المنحنى الأحمر منحنى تخفيض الطاقة من حمولة مصدر الطاقة محرك LED يتغير مع درجة حرارة البيئة في حالة إدخال 120 فاكس.عندما تكون درجة حرارة البيئة أقل من 50 درجة مئوية، يسمح بطاقة القيادة أن تكون محملة بالكامل عند 100٪ عندما تكون درجة حرارة البيئة عالية تصل إلى 70 درجة مئوية ، لا يمكن تخفيض قوة القيادة إلا إلى 60٪ من الحمل.عندما تتغير درجة حرارة البيئة بين 50-70 درجة مئوية، يقلل حمولة مصادر الطاقة الموصولة بشكل خطي مع درجة الحرارة.
الشكل 1 منحنى تخفيض الطاقة للحمل مقابل درجة حرارة البيئة
يمثل المنحنى الأزرق منحنى تخفيض الطاقة للتحمل المتغير مع درجة حرارة البيئة عندما يتم إدخال مصدر الطاقة LED عند 230Vac أو 277Vac. المبدأ مشابه.
كما هو موضح في الشكل 2، يمثل المنحنى الأزرق منحنى تخفيض الطاقة الخارجة لمصدر الطاقة للدراج LED مع تغير الجهد المدخل عند درجة الحرارة المحيطة 55 درجة مئوية.عندما يكون الجهد المدخل 140Vac، يسمح لحمل مصدر الطاقة القائم أن يكون 100٪ كاملة، ويتم خفض الجهد المدخل؛ إذا بقيت الطاقة الخارجة دون تغيير، فإن تيار المدخل سيزيد،مما يؤدي إلى زيادة خسارة المدخلات، انخفاض الكفاءة، وزيادة درجة حرارة الجهاز. قد يتجاوز المعيار، ويمكن أن يؤدي حتى إلى فشل الجهاز.
الشكل 2 منحنى تخفيض الطاقة للحمل مقابل الجهد المدخل
ولذلك، كما هو موضح في الشكل 2، عندما يكون الجهد المدخل أقل من 140 فاكس، يتعين أن ينخفض الحمل الخارجي لمصدر طاقة القيادة بشكل خطي مع انخفاض الجهد المدخل.بعد فهم منحنى التخفيض المذكور أعلاه والمتطلبات المقابلة، عند اختيار مصدر الطاقة للضوء LED ، يجب النظر فيه واختياره وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة والجهد المدخل أثناء الاستخدام الفعلي ،وينبغي حجز هامش تخفيض مناسب.
▲ لا تفهم خصائص عمل LED
طلب أحد العملاء ذات مرة أن تكون قوة الدخول للمصابيح قيمة ثابتة مع خطأ ثابت بنسبة 5٪ ، ولا يمكن ضبط تيار الإخراج إلا لكل مصباح للوصول إلى القوة المحددة.بسبب درجة حرارة بيئة العمل المختلفة ووقت الإضاءة المختلف، قوة كل مصباح سوف لا تزال لديها فرق كبير.
قدمت العميل طلبا كهذا، على الرغم من أن هناك اعتبارات لعوامل التسويق والتجارة.خصائص فولت آمبر من LED تحدد أن محرك LED مصدر التيار الثابت، وتتغير الجهد الخارجي مع التيار الكهربائي لسلسلة الحمل LED Vo. عندما تكون الكفاءة الإجمالية لمشغل ضوء الشريط المتحرك دون تغيير أساسي ، فإن قوة الدخول تختلف مع Vo.
في نفس الوقت، فإن الكفاءة الشاملة للشاحن الموجّهة سوف تزداد بعد التوازن الحراري، وفي ظل نفس حالة الطاقة الخارجة،قوة الدخول سوف تقل مقارنة مع لحظة البدء.
ولذلك، عند صياغة المتطلبات، يجب على مستخدمي مصادر الطاقة الضوئية المضيئة أولاً فهم خصائص عمل المصابيح،تجنب اقتراح مؤشرات لا تتوافق مع مبدأ الخصائص العملية، وفي الوقت نفسه تجنب المؤشرات التي تتجاوز الاحتياجات الفعلية بكثير، لتجنب الجودة الزائدة وتبديد التكاليف.
▲ فشل أثناء الاختبار
أحد العملاء قام بشراء العديد من العلامات التجارية للدراجات LED ولكن جميع العينات فشلت خلال الاختبارتم العثور على أن العميل استخدم منظم الجهد الذاتي المزدوج لتزويد الطاقة مباشرة إلى المحول LED للاختبار، وزاد تدريجيا من جهاز تنظيم الجهد من 0Vac إلى الجهد التشغيلي المسموح به من سائق AC بعد تشغيل.
عملية الاختبار هذه تجعل من السهل على سائق LED البدء والعمل مع الحمل عند فولتاج مدخل صغير جداً ،وهذا الوضع سوف يسبب التيار المدخل لتكون أكبر بكثير من القيمة المسجلة، والأجهزة الداخلية المرتبطة بالدخول، مثل الفيوز، جسور المباشر، الخ. ، الحرارة، الخ فشل بسبب التيار الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى فشل مصدر الطاقة.
ولذلك، فإن طريقة الاختبار الصحيحة هي ضبط جهاز تنظيم الجهد إلى نطاق الجهد التشغيلي المسموح به لمصدر الطاقة للشاحن LED، ثم توصيل مصدر الطاقة LED لاختبار التشغيل.
بالطبع، تحسين التصميم تقنيا يمكن أيضا تجنب مشكلة الفشل الناجمة عن هذا النوع من اختبار سوء التشغيل:تعيين دائرة الحد من الجهد الابتدائي ودوائر حماية من انخفاض الجهد المدخل في محطة الدخول لمصدر الطاقةعندما لا يصل المدخل إلى الجهد البدائي المحدد من قبل محول الطاقة LED ، لا يعمل مصدر الطاقة LED ؛ عندما ينخفض الجهد المدخل إلى نقطة حماية انخفاض الجهد المدخل ،يدخل مصدر الطاقة الذي يقوده السائق إلى حالة الحماية.
لذلك ، حتى لو كان العميل لا يزال يستخدم خطوات تشغيل جهاز ضبط الجهد الذاتي المزدوج أثناء الاختبار ، فإن محول الأضواء المتحركة لديه وظيفة حماية الذات ولن تفشل.يجب على العملاء فهم بعناية ما إذا كانت منتجات محركات LED المشتراة تمتلك هذه الوظيفة الحماية قبل الاختبار (مع الأخذ بعين الاعتبار بيئة التطبيق الفعلية لمحركات LED)، معظم سائقي LED لا يمتلكون حاليا هذه الوظيفة الحماية).
▲ الأحمال المختلفة، نتائج اختبار مختلفة
عندما يتم اختبار محول الأضواء المولدة بواسطة ضوء LED ، تكون النتيجة طبيعية ، ولكن عندما يتم اختبارها بواسطة حمولة إلكترونية ، قد تكون النتيجة غير طبيعية.عادة هذه الظاهرة لها الأسباب التالية:
(1) إنّ الجهد الفوري الخارجي أو الطاقة من قوة القيادة المُقود تتجاوز نطاق العمل للحمّل الإلكتروني (خاصةً في وضع CV،يجب ألا تتجاوز القوة القصوى للاختبار 70٪ من القوة القصوى للحمل.، وإلا فقد يتم حماية الحمل بواسطة القوة الزائدة الفورية عند التحميل ، مما يؤدي إلى فشل المحول الموجّه أو تحميل.)
(2) خصائص عداد الحمل الإلكتروني المستخدمة ليست مناسبة لقياس مصدر التيار الثابت ، ويقفز عجلة الجهد الحمل ،مما يؤدي إلى فشل محولات الإضاءة الموجّهة بالضوء في العمل أو الحمل.
(3) نظرًا لوجود مكثف كبير داخل مدخل مقياس الحمل الإلكتروني ، فإن الاختبار يعادل توصيل مكثف كبير بالتوازي مع مخرج محولات الضوء المتحركة ،التي قد تسبب عدم الاستقرار في عمل أخذ العينات الحالي من مصدر الطاقة الخاص بالشاحن.
لأن مصدر الطاقة للشاحن LED مصمم لتلبية خصائص عمل مصابيح LED ،يجب أن تكون طريقة الاختبار الأقرب إلى التطبيق الفعلي والحقيقي هي استخدام قنابل مصباح LED كحملوربط عداد الأمبريات و عداد الفولت للاختبار.
▲ الحالات التالية التي تحدث في كثير من الأحيان سوف تسبب ضرر لمعامل طاقة الأضواء المضيئة:
▲ اتصال خاطئ لسلك L
عادة ما تكون تطبيقات الهندسة الخارجية هي نظام ثلاثي المراحل 4 أسلاك. أخذ المعيار الوطني كمثال ، فإن الجهد العامل المسموح به بين كل خط L وخط N هو 220Vac ،والجهد بين خطوط L والخطوط L هو 380Vacإذا قام عمال البناء بتوصيل محطات المدخلات لمصدر الطاقة الموجّه إلى خطي المرحلتين، بعد تشغيل الطاقة،فولتة الدخول من مصدر الطاقة للشاحن LED تتجاوز القياسية وسوف يفشل المنتج.
الشكل 3 مخطط الدائرة المفتوحة خط الصفر
كما هو موضح في الشكل 3، V1 يمثل الجهد في المرحلة الأولى، V2 يمثل الجهد في المرحلة الثانية، R1 و R2 على التوالي يمثلان طاقة محرك LED المثبتة عادة في الخط.عندما يتم فصل الخط المحايد (N) على الخط كما هو مبين في الشكل، فإن الطاقة الموجّهة R1 و R2 على الفرعين تعادل أن تكون متصلة بجهد 380Vac بعد توصيلها في سلسلة.عندما يتم شحن إحدى مصادر الطاقة القائمة لتشغيل، فإن المقاومة الداخلية تصبح أصغر، ويمكن أن يتم تطبيق معظم الجهد على مصدر الطاقة القائم الآخر، مما يسبب تلف الجهد الزائد وتعطيل.يوصى أن على نفس فرع توزيع الطاقة، يجب فصل المفتاح أو مفك الدوائر معا، ولا ينبغي فصل الخط المحايد فقط. لا تضع فيوز توزيع الطاقة على الخط المحايد،وتجنب اتصال سيئ من الخط المحايد على الخط.
▲ نطاق تقلبات شبكة الكهرباء يتجاوز النطاق المعقول
عندما يكون سلك الدوائر الفرعية لنفس شبكة المحول طويل جداً وتوجد معدات طاقة واسعة النطاق في الدوائر الفرعية،سيتقلب الجهد الشبكي بشكل عنيف عند بدء وتوقف المعدات الكبيرةعندما يتجاوز الجهد الفوري لشبكة الكهرباء 310 فاكسقد يكون مصدر الطاقة الذي يقودها السائق تالفاً (حتى لو كان هناك جهاز حماية من البرق)، لن تعمل، لأن جهاز حماية البرق هو التعامل مع ارتفاعات النبضات على مستوى عشرات من uS، وتقلبات شبكة الكهرباء قد تصل إلى عشرات من mS،أو حتى المئات من ميس)ولذلك، يجب إيلاء اهتمام خاص عندما تكون هناك آلات كهربائية كبيرة على شبكة الطاقة من فرع إضاءة مصباح الشارع.من الأفضل مراقبة نطاق تقلبات شبكة الكهرباءأو لتزويد الطاقة بمحول منفصل لشبكة الطاقة.
▲ السلك يتحرك كثيراً
الكثير من المصابيح المتصلة بنفس الفرع تؤدي إلى زيادة في الحمل على مرحلة معينة وتوزيع الطاقة غير المتساوي بين المراحل ، مما يؤدي إلى عثرة متكررة للخط.
▲ LED تشغيل الطاقة التبريد
عندما يتم تثبيت مصدر الطاقة القائم على LED في بيئة غير مُهبلة، يجب أن يكون غلاف مصدر الطاقة القائم على LED على اتصال مع غلاف الشريط القائم على LED قدر الإمكان.إذا سمحت الظروف، تطبيق الغراء الموصل للحرارة أو لصق وسادة موصلة للحرارة على سطح الاتصال بين الغلاف وغلاف المصباح لتحسين أداء إزالة الحرارة لمحول الطاقة LED.ضمان عمر وموثوقية مصادر الطاقة التي يقودها السائق.
للاختصار ، هناك العديد من التفاصيل التي تحتاج إلى الاهتمام في التطبيق الفعلي لمصدر الطاقة LED.العديد من المشاكل تحتاج إلى تحليل وتعديل مسبقاً لتجنب الفشل والخسارة غير الضرورية!
