Новейшая бездрайверная система питания светодиодов

Последние несколько лет бездрайверные системы светодиодного освещения ( в простонародии AC-светодиодное освещение ) стали наиболее перспективными, как в твердотельном секторе, так и в области светотехники в целом. В самом деле, некоторые ведущие производители светильников, ламп на светодиодах ринулись в область AC-LED и производят более половины своего ассортимента именно на этой технологии. Желание понятное – схема с минимальным количеством элементов на плате, отсутствие отдельного драйвера. А последние изыскания в этой области позволяют получить до 93 процентов энергоэффективности, низкую стоимость и отсутствие видимого мерцания.

AC-светодиодные системы имеют ряд преимуществ - начиная от компактного форм-фактора в связи с отсутствием драйвера, тем самым упрощая конструкцию светильника.

Однако, сейчас на рынке присутствуют ряд моделей ( подавляющее большинство ) имеющих 120 Гц мерцание и энергоэффективность едва перекрывающую 83 процента. Такие характеристики ну никак не позволяют ( не могут заставить ) потребителей использовать светильники такого рода в офисных помещениях и магазинах.

Рассмотрим новую бездрайверную систему, дающую наименьшее мерцание и обеспечивающее наибольшую энергоэффективность. Последние исследования доказали, что мерцание практически отсутствует и КПД максимально приближен к 93 процентам. Сейчас данным исследованием вовсю стало пользоваться ERG Lighting. С уверенностью можно сказать, что это новая современная ветвь в развитии SSLосвещения.

Принцип работы.

Разберемся с технологией этой инновационной разработки. В эпоху становления бездрайверных систем светодиодного освещения схема выглядела следующим образом:

 

На этом примере питание от переменного напряжения выпрямляется и питает светодиоды. Прямое напряжение меньше, чем пиковое в сети. Резисторы ограничивают ток, поступающий в линейку светодиодов. Данная схема позволяет получить интенсивные вспышки 120 раз в секунду. Как результат мы получаем качество лампы аналогичное обычной люминесцентной.

Технологи улучшили эту схему путем регулирования количества светодиодов.  Для этого были разработаны огромные количества переключателей. Нередко вместо резисторов используются микроконтроллеры, однако, цена на них остается еще достаточно высокой и соответственно конечная стоимость продукта «кусается».

Схема с переключателем дает ток в общей цепи светодиодов равную половине синусоиды.  Половинная синусоида при 120 Гц дает практически 100 процентное мерцание. При частично включенных светодиодах мерцание не так заметно, если бы питание LEDшло по схеме 1. Но даже это не позволяет избавиться от мерцания. И многие люди способны периферийным зрением его наблюдать, что не всегда положительно сказывается об отзывах таких ламп.

Устранение мерцания

Новая разработка позволяет давать ток на постоянном уровне, с очень коротким 1,5мс интервалом в выходном токе, в результате этого конденсаторы заряжаются дважды в каждом цикле. Частота увеличивается до 600 Гц, что значительно превышает порог чувствительности глаза к мерцанию. В схеме отсутствуют интегральные микросхемы и драйвер, что удешевляет конечный продукт.

При подаче напряжения от источника S1 напряжение на левой стороне источника растет, ток смещения протекает через конденсаторы С4 и С9. Они в свою очередь посылают его через светодиодный массив 10 и обратно к источнику питания. Как только входное напряжение становится критически высоким дополнительный ток протекает через матрицы светодиодов 7 через диод D2 и резистор R2.

Во время роста входного напряжения заряжается конденсатор С8 до максимума через диод D14. C8 и С9 работают поочередно, один разряжается, второй заряжается. Как только питающее напряжение становится отличным от нуля, ток начинает поступать от заряженного конденсатора. Как только ток смещения уменьшается в середине полупериода гальванический ток растет.

Характеристики

Рассмотрим пример работы системы на уровне SSL. Свет излучают 4 линейки светодиодов, работающих последовательно.

Видно, что каждая строчка возбуждается раз в 16 мс. Для равномерной светоотдачи один светодиод из каждого массива тесно связан с 4 другими. Массивы не связаны вместе до того момента, пока прямое напряжение светодиодов равно напряжению сети. Конденсаторы применяются керамические, так как электролитические не в состоянии выдержать большой импульсный ток. Используя такой способ создания освещения можно получить самые невероятные форм-факторы светильников. К тому же данный вид питания светодиодов позволит далеко шагнуть в будущем бездрайверной технологии.[szapisi]