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深度解析:LED到底怎么调光?_星空体育网站

从LED特征来讲,固态照明能够很光滑的调光,但为了兼容保守调光手艺,就呈现问题了。  调光常常用在酒店和剧院,用来营建氛围,缔造密切的感受,愉悦门客和不雅众。对会议室和陈述年夜厅来讲,调光还能够下降能耗和加强空间的功能。虽然调光获得年夜规模利用,但调光器共同保守光源利用时依然具有一些问题,好比下降白炽灯的效能,侵害荧光灯的寿命。  固态照明系统与手艺同盟(ASSIST)组织者,照明研究中间(LRC)主管,Nadarajah Narendran说:现今安装的年夜部门调光系统都是相位节制器。它们最后是针对白炽灯设想的,经由过程堵截每半个工频周期内的输入电流来削减光输出。调光的素质是相位节制器临时的堵截输入电压来削减向光源输入的功率。由于每次堵截输入电流都产生在交换正弦波中,它们也被称为切相调光器。  切相调光器每秒钟堵截120次,或堵截次数等在交换电传送电力给输电线的频次。因为白炽灯的钨丝加热和冷却的速度比力慢,所以人眼看到的光源亮度是以恒定的程度降落的。堵截的时候越长,灯越暗。  其实不是所有相位节制器都从交换正弦波的统一标的目的堵截。三端双向可控硅器件(TRIAC)用在白炽灯和卤素灯调光,它从正弦波的前相最先堵截,在堵截点位置,输入电压刚过零,输入电流刚反向。是以,它也被叫做前相节制调光器,前相节制调光器会在最先导通的时辰发生电流尖峰,此尖峰电流会引发蜂鸣声和增添电子驱动器的压力。  反相节制调光器能够避免上述问题,由于它是从交换正弦波的后半部门或说是后沿最先堵截调光器。反相节制调光器在输入电流刚改变标的目的时导通,它答应电压逐步升高,然后鄙人一个半周期内堵截它。反相节制调光器也被叫做电子低压(ELV)调光器,用在提高利用电子变压器的卤素灯的机能。  图:三端双向可控硅器件(TRIAC)在前相位置堵截向光源输入的功率,堵截产生在输入电压刚过零与输入电流刚改变标的目的时。反相节制调光器(ELV)在交换正弦波的后沿堵截。  LED怎样调光?  作为恒流源,LED生成便可以调光。Narendran 说:“流过LED灯珠的电流决议了光的输出”。它们的亮度能够很简单地经由过程节制贴在衬底上的半导体材料层的通电电流来调理。  在美国能源署(DOE)建筑手艺办公室担任照明项目标司理詹姆斯.布罗德里克说:LED不像保守光源,调光其实不会影响LED的效力和寿命。现实上,调光能够下降它们的工作温度,进而耽误LED的寿命。  另外,LED的调光规模比紧凑型荧光灯和高强度放电灯更广。比拟在紧凑型荧光灯10%~30%的调光残剩(数据来历在美国电气制造协会NEMA),高强度放电灯30%~60%的调光残剩(数据来历在美国照明产物消息项目NLPIP),LED的调光残剩能做到输出全载的1%以下。  任何LED器件,假如要做成替代光源或LED灯具,都需要一个驱动器才能实现调光。由于LED都是低压直流源,LED需要电子驱动器把交换转换成可操纵和可调理的直流电流。这些驱动器分为两种调光体例。在脉宽调制(PWM)体例中,经由过程LED的电流以很高的频次通断,“凡是是每秒几千次”,Narendran 说。“经由过程LED的电流就等在LED开关周期内的电流平均值。”经由过程削减LED的通电时候能够下降平均电流或有用电流,进而下降LED的亮度。  LED和保守光源一样,也能够经由过程以电流恒定下降(CCR)体例调光,或叫做摹拟调光。CCR连结光源有持续的电流,可是经由过程减小电流幅值来实现调光。“光输出反比在经由过程LED器件的电流,”Narendran 说。  PWM和CCR各有优错误谬误。PWM利用更普遍,调光规模也更广,能够做到光输出的1%以下,Narendran 说,且不管LED在额定电流、最年夜电流,仍是零电流下工作,都能够避免色漂现象。由于PWM调光利用快速开关通断的体例,所以它需要更复杂更高贵的电子驱动装备来发生足够高频次的电流脉冲来避免发生人眼可发觉的闪灼。  CCR调光体例更高效简单,由于它所需的驱动装备更简单更廉价。不像PWM,CCR不会发生由高频开关引发的电磁干扰EMI。另外,CCR答应驱动器放在离光源更远的处所,这对LED替代光源或对内部空间无限的紧凑型灯具很有益。可是,CCR不合适利用在调光要求10%以下的场所。“在很是低的电流环境下,LED没法一般工作,光输出也不不变。”Narendran 说。  兼容性问题  虽然驱动器决议着LED产物是不是能调光,但驱动器的机能表示首要取决在与调光器的兼容性,如相位节制调光器。假如要调光,驱动器的设想必需能婚配调光器的调光旌旗灯号。  保守灯具的良多调光手艺也能利用在LED上。包罗0到10V摹拟调光,DALI(数字可寻址照明接口)调光,DMX调光,和“其他从交换母线电压平分离调光旌旗灯号的手艺”,Brodrick暗示。  对载有调光消息的调光器安装专线能够提高调光兼容性,由于专线使得调光器跟灯具之间唯一很少或没有彼此干扰。但是,这类调光系统更复杂更高贵,这也是它们为何常见在贸易利用而非室第利用的缘由。  最多见的相位节制器是TRIAC调光器。NEMA估量在美国有1500万家庭安装这类调光器,因为白炽灯的禁用,这意味着年夜量旧的调光器等着LED灯具去替代白炽灯。倒霉地是,LED与TRIAC的兼容性是个问题。  兼容性欠好的缘由之一就是白炽灯和LED供电体例具有差别。白炽灯经由过程简单的阻性负载从电网取得电力发生光,电流,电压和亮度之间的关系是线性和间接的,电压的转变与电流成反比。  LED与白炽灯分歧。LED依托驱动电路供给恒定的电流,并确保适合的功率和电压,他们与TRIAC的彼此感化是不成预感的。例如,在低调光程度,恒流或恒压设想的LED驱动器可能会经由过程从电网取得更多电流来抵偿切相部门——或交换正弦波的中止,使LED连结亮度,或致使闪灼。  另外,其实不是所有驱动架构都是一样的。分歧的电路意味着抽取功率、将其转换并输出的体例也分歧。是以,TRIAC与LED婚配“有可能正好凑效也有可能不可”,Narendran 说。别的,“或许一个灯接一个调光器时工作一般,但当多个灯经由过程并联的体例接一个调光器时,好比枝形吊灯里,可能就不克不及很好的调光。”  这类现象是具有的。荷兰一家LED照明产物制造商Ledzworld的开创人兼首席营销官Jan Kemeling说。他建议避免把分歧的LED接在统一个调光器上,由于这些LED灯的驱动器设想是纷歧样的。  TRIAC的接线体例进一步加重了兼容问题。此刻市道上或已安装的调光器年夜大都都是两线的;也就是说,一根导线在供电的同时还要传送调光电压或调光旌旗灯号。这会干扰LED器件和调光器的功能,Brodrick说。调光器,特别是那些具有附加功能,如夜光灯和光品级显示的调光器,即使在灯关灭的时辰,内部电路依然需要通电工作,虽然功率很小。对白炽灯来讲,这是能够在不触发光源的环境下实现的。可是,LED不需要太多电力就可以点亮,是以即使少许的电力,也可能形成LED闪灼。飞利浦全球室内照明系统美洲事业部产物和市场高级司理Michael Skurla说。  LED驱动器与TRIAC之间的不兼容会致使很多问题,此中六个问题以下:  突亮:当调光器旋钮从完全封闭最先渐渐扭转上升时,LED光源忽然完全导通。  骤降:当调暗时,光源完全封闭。  死区:当改变调光器导通角时,光输出却不追随改变。  残影:当调光器完全封闭时灯依然微亮。  噪声。  闪灼。  闪灼、调光和色漂是专家和消费者对固态照明持谨严立场的首要缘由。可是,照明行业正在从各个方面去处理调光问题。客岁发布的《NEMA SSL 7A-2013 固态照明的切相调光:根基兼容性》试图经由过程制订调光器和LED产物的设想和测试原则来使LED切相调光兼容性问题降至最低。但是,尺度只是针对将来的手艺,而不是试图规范曩昔的调光和照明装备。


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