Чи світлодіодні в сучасних вуличних ліхтарях зазвичай імпульсні? Якщо так, приблизно з якою частотою?

Я можу подумати про деякі причини, чому, ймовірно, сучасні світлодіодні ліхтарі будуть імпульсними;

• Ефективне перетворення напруги, починаючи від лінійної напруги, швидше за все, включає змінний або перемикаючий крок вище 60 Гц.
• Найвища ефективність роботи світлодіодів часто виникає при струмі, більшому, ніж можна постійно підтримувати через проблеми з нагріванням.
• Повернення до постійного постійного струму ( редагування: на лінії частоти 50/60 Гц) вимагало б додаткових компонентів, які могли б вийти з ладу, і не матимуть користі, що компенсувало б знижену ефективність роботи.

У Вікіпедії є короткий розділ про роботу імпульсних світлодіодів, але він просто вводить концепцію, не торкаючись того, наскільки широко поширена імпульсна операція в цій галузі.

Поки частота була достатньо високою, щоб не було шансів сприйняття мерехтіння, мені здається, що світлодіодні вуличні ліхтарі будуть імпульсними - або, принаймні, синіми світлодіодами, що використовуються для збудження люмінофора. Фосфор може мати досить довгий період напіврозпаду, щоб зробити більшу частину спектру отриманого випромінюваного світла стійким, навіть якщо світлодіоди були імпульсними.

Оскільки деякі світлодіоди білого світла набагато більше покладаються на первинний блакитний світлодіод, ніж інші, я буду задавати своє питання насамперед самим світлодіодам, а не випромінюваним світлом.

Чи світлодіодні в сучасних вуличних ліхтарях зазвичай імпульсні? Якщо так, приблизно з якою частотою? 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц? Хоча в деяких регіонах можуть бути суттєві відмінності, я б очікував, що в регіонах, де міста здійснюють широке перетворення від газу (ртуті, натрію) до світлодіодів, мають бути деякі спільності або загальні тенденції / конвергенція в дизайні.

Ви помиляєтесь з припущенням, що ефективність збільшується з більш високим рівнем потужності. Це навпаки, для будь-яких значущих рівнів потужності ефективність зменшується щоразу, коли ви збільшуєте струм.

ШІМ використовується, тому що це дуже легко здійснити. Якщо ви встановите свій струм на максимум, який ви хочете використовувати, ви можете мати лінійний контроль яскравості, просто регулюючи робочий цикл. Регулювання струму має нелінійну характеристику, що вимагає калібрувальної таблиці, якщо важлива абсолютна точність (часто це не так).

Як видно з цієї кривої просвіту Люмена та струму білого 1 Вт, подвоєння струму не збільшує світловіддачу. Чи важливо це, залежить від вашої заявки. Якщо ви маєте справу з рекламною підсвічуванням> 1 кВт, рахунок за електроенергію легко перевищує передову вартість дисплейного модуля. Існують також термічні міркування, для кращої ефективності у вас менше витраченого тепла на вашій системі.

Що ще гірше - це ефективність ще більше падає при підвищенні температури стику. Цей графік показує температуру навколишнього середовища, але по суті температура стику працює аналогічно. Їм просто важко з цим. Тепер ШІМ буде середньою середньою віддачею тепла, але все-таки гірша ефективність вимагає більшого середнього струму, що означає більш високу температуру стику.

Одним із недоліків ШІМ є те, що навантаження неприємне з точки зору SMPS, ви ефективно нав'язуєте постійні радикальні перехідні процеси поганій справі. По крайней мере, вам потрібен великий вихідний конденсатор для буферизації напруг і піків по краях.

Проблема при постійному керуванні струмом полягає в тому, що це складніше, особливо якщо ви хочете регульований вихідний струм. Є додаткові ускладнення з локальними програмами затемнення, оскільки Vf змінюється залежно від рівня вихідної потужності, тому ваш поточний регулятор повинен розсіювати різницю.

Редагуйте доданий біт про температуру з'єднання.

Світлодіоди, що використовуються для вуличного освітлення, зазвичай використовують певний перетворювач постійного та постійного струму, який на виході має жорсткий контроль струму. Отже, забезпечення сталого струму не знижує ефективності, а також не додає непотрібних компонентів, які можуть вийти з ладу, а також не скорочує термін експлуатації світлодіодів.

Це найпростіший та найефективніший спосіб керування світлодіодним масивом високої потужності. Стійкий струм, що подається від "імпульсного" джерела.

Підводячи підсумок: вони не зробили б це, оскільки це не ефективно, не підтримували б світло в безпечній специфікації і не є життєздатним як спосіб управління великою групою вогнів (через відстань і відсутність універсальності).

У вуличному освітленні назва гри - ефективність .

Світлодіоди за своєю суттю є складним клієнтом, оскільки в діапазонах їх високої ефективності вони занадто нелінійні ** і більшість з них керуються постійним струмом живлення .

Оперативне слово: "постійний".

Оскільки вони вже повинні керувати ним постійним струмом, якщо вони також хотіли зробити ШІМ, це додало б зайвої складності. І є набагато кращий спосіб затемнення світлодіодів, використовуючи джерело постійного струму, який вже присутній. Ось подивіться цю таблицю даних на сторінці 11. Напруга вперед та струм вперед. Зверніть увагу, що цей графік дуже спотворений, щоб нормалізувати, подивіться на мої закінчення.

Якщо ви керуєте світлодіодом на рівні 3000 мкм і хочете зменшити його, зменшіть струм до 1000 мкм і вуаля . Звичайно, це не зовсім знижується на 2/3, подивіться на "потік проти поточного", ту ж сторінку.

На 1/3 струму світловий потік падає з 235% до 95% специфікацій. Це набагато ефективніше при меншому струмі. Напруга теж падає, що прикушує трохи різниці в ефективності, але не цілою партією.

Хтось навмисно використовує більше випромінювачів для підвищення ефективності? Абсолютно. Багато комерційних та промислових замовників переглядають загальну вартість життєвого циклу, а випромінювачі - це незначна частина цього. Якщо на 100 доларів більше емітерів економить електроенергію 300 доларів протягом терміну служби світильника, це може бути розумним кроком. У мене був хлопець, який промальовував три світлодіоди на червоній лінії максимуму 1400ma. Це дало необхідне світло. Однак тепло було ключовим питанням. Я поважав, використовуючи таблицю "нормальний" струм 350 мА та сім випромінювачів. Отримав те саме світло на половині тепла.

Тепер, коли я позитивно показав, що менша потужність є ефективнішою для світлодіодів, ви можете бачити, де ШІМ не працює. Біг 3000ma при 33% ШІМ гірший, ніж 1000ma безперервної роботи.

Навіщо тоді комусь ШІМ?

У ідеальному світі все затемнення буде здійснюватися через щось на зразок сигналу 0-10 вольт, широко використовуваного на комерційній основі, і кожен світлодіодний модуль використовував би метод "регулювання виходу постійного струму для ідеального затемнення". Однак .. це працює не скрізь. Факт ... ШІМ - це ефективний спосіб розповсюдження затемнення сигналу .

Розглянемо низько "світлодіодну смужку". Вузька смужка друкованої плати, кожні 50 мм (2 "), вона має лінію CUT, три світлодіоди та резистор. Або для смуги RGB, трьох світлодіодів RGB і трьох резисторів. І з RGB, звичайно, вони хочуть затемнювати кожен канал в індивідуальному порядку . Як ми отримуємо три светорегуляція сигнали аж до сотень маленьких сегментів? у вартість туру не дозволяє ставити постійного струму з регульованою вихідний джерела живлення на кожному сегменті 50 мм. єдиний здійсненний спосіб регулювання яскравості ШІМ.

Стає краще. ШІМ - це і потужність, і сигнал. Якщо контролер ШІМ може керувати лише 3 амперами, і ви хочете запустити сім смуг 6А, ви можете використовувати підсилювач : він отримує вихід контролера як сигнал і використовує його для передачі своїх силових виходів, витягуючи ШІМ у фіксатор- крок. Універсальність важко перемогти.

І це працює для будь-якого з величезного різноманіття світлодіодного освітлення (метою якого є, зокрема, не ефективність.) Ніхто насправді не дбає про люмен на ват:

src

Чому б тоді не вуличні ліхтарі?

Затемнювати світлодіодні вуличні ліхтарі не зовсім нерозумно. Вони могли полегшити в сутінках, спалити понад законні вимоги до 11 вечора, а потім відкотитись у неприємні години, коли навряд чи хтось вийде. Але вони не використовуватимуть ШІМ. Сигнал не поширюватиметься над установкою розміром з місто.

Світлодіодне вуличне світло займає високу напругу (240-277В або навіть 480В, яке вони відключають від найближчої лінії електропередачі без вимірювання, це означає, що ШІМ з електромережі не виходить) ***. Внутрішнє світло вуличного світла має чудову кількість великих випромінювачів - ідеально підходить для послідовного підключення до постійного струму високої напруги. Це було б найкраще затемнено поточним регулюванням. Вони б або використовували радіо - або якби вони з'єднували дорогий сигнальний провід, вони використовували б його для набагато більше речей, ніж затемнення. Вони можуть співпрацювати з енергокомпанією для кодування ліній електропередач, подібних до того, як енергетичні компанії можуть віддалено відключати розумні лічильники. Додавання 20 доларів за одиницю прийомопередавача не є “вимикачем угод” на вуличному вогні 1000 доларів.

** Розжарювання лінійні одноразово запалюються, тому надсилання на них 120В надійно виробить 60Вт. Освітлення розряду (флуоресцентне, неонове, натрій низького / високого тиску, пари ртуті та галогенід металів) абсолютно нелінійне: після удару вони виявляються мертвими і повинні бути обмежені струмом баластом / драйвером. Що стосується світлодіодів, то їх крива напруги струму є досить крутою, ви пам’ятаєте про напругу проти поточного діаграму на сторінці цього аркуша 11. Подивіться ще раз: Шкала спотворена, і вольта не починаються з нуля. Якщо їх виправити , графік виглядатиме так:

Це те, що ви називаєте нелінійним . Пам'ятайте, що ця лінія рухається трохи в залежності від температури, віку, Біннінг і т.д. , і , коли лінія , що крутий, трохи багато. Відправте 3,05 В і хто знає, що буде! Виробник гарантує лише те, що станеться, якщо ви надішлете 2500м. Кожна інша діаграма в аркуші даних базується на поточній з цієї причини.

*** Енергокомпанія та місто погоджуються, скільки енергії притягує звичайне вуличне світло, а енергокомпанія просто множить на кількість вогнів і рахує їх.

Загалом, є два способи затемнення світлодіодів, ШІМ-затемнення та Амплітудне затемнення. Те, що ви називаєте затемненням постійного струму - це амплітудне затемнення. У професійних освітлювальних програмах ШІМ більше не використовується для затемнення, головним чином, через побоювання зі здоров’ям через створене мерехтіння. Що стосується вуличного освітлення, ще одне питання - це стробоскопічний ефект. Сьогодні ви побачите, що практично всі професійні світлодіодні драйвери, включаючи вуличні ліхтарі, використовують амплітудне затемнення. Більше про мерехтіння та затемнення ви можете прочитати тут .

Оновлення : У відповідь на деякі коментарі я хотів би продовжити свою відповідь. Під професійними програмами освітлення я маю на увазі постійні світлодіодні драйвери постійного струму> 20 Вт, такі як ці , а не дешеві та неприємні заміни галогену чи лампочки або програми комп'ютерної підсвітки.

Існує дві причини мерехтіння, одна викликана пульсацією мережі, що поширюється на вихід. Від цього явища страждають дешеві одноступеневі світлодіодні драйвери, такі, які використовуються для заміни лампочок.

Другий тип мерехтіння викликається затемненням ШІМ. Це може бути помітним або неприйнятним. IEEE PAR1789 - це рекомендація щодо високої частоти ШІМ для того, щоб вважати її неприйнятною. Зважаючи на це, у промисловості ви побачите, що високоякісні світлодіодні драйвери для професійних застосувань майже виключно використовують амплітудне затемнення (постійне затемнення).