理解調光器存在的問題以保證兼容性
上傳人:LEDth/整理 上傳時間: 2014-12-30 瀏覽次數(shù): 88 |
驅使用戶購買LED替換燈來取代標準白熾燈的動力是能效。但通常他們會發(fā)現(xiàn)多年來對LED燈期望的性能并沒能完全實現(xiàn)——特別是當半導體固態(tài)照明產(chǎn)品仍使用傳統(tǒng)或切相調光器時。下面我們將討論調光器的兼容性問題,以及通用調光器的要求。
我們將討論引起調光器兼容性問題的三個主要原因。傳統(tǒng)調光器并不是專門為LED負載來設計的。沒有業(yè)界標準來制定性能要求。并且現(xiàn)有的住宅布線設施會限制現(xiàn)代照明控制功能的實現(xiàn)。
照明控制及燈的現(xiàn)狀
根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù),美國家庭中目前正在使用的白熾燈超過40億支。最近飛利浦照明公司預計到2015年LED照明將占到消費市場一半的份額。
LED和緊湊型熒光燈(CFL)正通過節(jié)能及降低開支優(yōu)勢不斷蠶食白熾燈的市場份額。同時也引發(fā)了不少問題,消費者需要進一步的了解他們現(xiàn)有的白熾燈照明控制裝置如何能用到新的燈上,特別是調光器。
與標準開關相比,許多消費者更鐘情于調光器或自動調光控制,因為調暗后的燈光能減少能源消耗并營造環(huán)境費為。但問題是機會所有家庭中現(xiàn)有的調光器都是針對標準白熾燈來設計的。
當使用高效的燈時,用戶一般會期望與白熾燈相似的使用體驗。盡管LED等會標明與白熾燈調光器兼容,但兼容的程度其實參差不同。亮度可調節(jié)的LED燈在使用傳統(tǒng)控制設備時的反應差異相當大。使用白熾燈調光器控制亮度可調LED時可能會發(fā)生不少結果,包括:
·可調范圍縮小;
·閃爍或抖動;
·同一白熾燈調光器控制不同數(shù)量和 種類的LED燈時性能不一致。
讓我們更加深入的探究不兼容問題的成因,討論目前業(yè)界提供的解決方案。這些方案必須滿足當前技術的需求并意識到過去及未來技術的挑戰(zhàn)。
負載不同,結果不同
盡管在有些應用中直接使用白熾燈調光器來控制LED燈,但總的來說,白熾燈調光器會給半導體照明帶來不
一致的性能。主要的問題之一是每種類型燈的設計。白熾燈本質上代表的就是簡單的電阻性負載,對調光器的設置產(chǎn)生線性相應(如圖1所示)。標準白熾燈調光器非常適合控制這類負載,它在每個交替電流半周期開始后以可調的相角開啟,從而改變施加到負載燈上的電壓波形。通過轉換而不是吸收掉一部分施加的電壓,這樣可以將功率耗損降低到最小,并且亮度調節(jié)幾乎是即時實現(xiàn)的。
圖1簡單的電阻模型就能描述白熾燈。輸入電壓與流過負載的電流線性相關。
而不同制造商和設計方案的LED燈負載差異則會非常大。它們大多數(shù)可以用二極管一電容電源加恒流源的模型來描述(如圖2)。二極管會對施加的交流電壓進行整流,使之對電容充電,同時LED組件從中提取恒定的電流,電流的大小取決于LED的調光程度及亮度。
LED負載與白熾燈復雜最顯著的差異就是外部施加電壓與流入負載電流之間的非線性關系。對圖1中白熾燈,施加的電壓與流過負載的電流呈線性關系,可用歐姆定律來描述(V=IR)。在這種情況下,負載的電阻值確定了線性比例,電流與電壓的波形形狀相同,只是數(shù)值不同。
而LED負載的外部施加電壓和負載的電流并不是簡單的線性關系在LED燈的二極管-電容電源模型中,只有當外部施加電壓的幅值超過電容電壓時,才會有電流流過負載。而電容的電壓反過來只與LED本身的電流有關,后者只是亮度的函數(shù)。
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