एलईडी डिमिंग: आपको क्या जानना आवश्यक है

डिम एलईडी स्रोत क्यों?

डिमिंग LED स्रोत साधारण वातावरण नियंत्रण से परे कई लाभ प्रदान करते हैं:

• अतिरिक्त ऊर्जा बचत एलईडी प्रौद्योगिकी में स्विच करने से प्राप्त होने वाले लाभों से परे
• दृश्य कार्य प्रदर्शन में वृद्धि विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप प्रकाश स्तर समायोजित करके
• उन्नत वातावरण और स्थान लचीलापन
• कम प्रकाश स्रोत निर्दिष्ट करने, रखरखाव और स्टॉक करने के लिए
• डिमांड रिस्पांस लोड शेडिंग क्षमताएँ
• संभावित रूप से बेहतर प्रभावकारिता और जीवनकाल प्रकाश स्रोत का

डिमिंग चुनौतियाँ

लाभों के बावजूद, एलईडी स्रोतों को डिम करने में कई महत्वपूर्ण चुनौतियाँ सामने आती हैं:

• व्यापक भिन्नता एलईडी स्रोत और डिमर विशेषताओं में
• बहुत कुछ माना नहीं जा सकता ऐतिहासिक प्रथाओं पर आधारित जो कि इनकैंडिसेंट लाइटिंग के साथ हैं
• सभी दावे समान नहीं हैं मानक परीक्षण प्रक्रियाओं की कमी के कारण
• भविष्यवाणी करना कठिन वास्तविक परीक्षण के बिना प्रदर्शन
• सर्किट-स्तरीय अंतर्क्रियाएं एलईडी ड्राइवरों और डिमर के बीच संगतता समस्याएं उत्पन्न करती हैं

एलईडी डिमिंग मूल बातें

इन मूलभूत अवधारणाओं को समझना सफल एलईडी डिमिंग कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण है:

एलईडी बनाम तापदीप्त स्रोत

LED Drivers

एलईडी को चालकों की आवश्यकता होती है:

• एसी वोल्टेज को विनियमित डीसी करंट में परिवर्तित करें
• एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में निर्माण विविधताओं की क्षतिपूर्ति करें
• डिमिंग कार्यक्षमता लागू करें (CCR या PWM)
• एलईडी को ओवरकरंट और ओवरटेम्परेचर स्थितियों से सुरक्षित रखें

डिमिंग प्रौद्योगिकियां

रिपोर्ट डिमिंग टेक्नोलॉजीज को दो मुख्य दृष्टिकोणों में वर्गीकृत करती है:

1. Coincident AC Power and Control Signal

• फेज-कट एसी साइन वेव (फॉरवर्ड या रिवर्स फेज)
  • 2-वायर (हॉट, डिम्ड हॉट)
  • 3-वायर (लाइव, डिम्ड लाइव, न्यूट्रल)
• रिड्यूस्ड एम्प्लीट्यूड एसी साइन-वेव

Separate AC Power and Control Signal

• Fluorescent 3-Wire
• 0-10V
• DALI (डिजिटल एड्रेस करने योग्य लाइटिंग इंटरफेस)
• DMX512
• PWM (Pulse Width Modulation)

डिमिंग विधियां

एलईडी को दो प्राथमिक विधियों का उपयोग करके डिम किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक की विशिष्ट विशेषताएं हैं:

कॉन्स्टेंट करंट रिडक्शन (CCR/Analog)

• विधि: एलईडी को हमेशा चालू रखते हुए एलईडी करंट में परिवर्तन
• लाभ:
  • लंबी एलईडी आयु (कम धारा और तापमान)
  • कोई ध्वनि उत्पन्न नहीं होती
  • कम डिमिंग स्तरों पर संभावित रूप से उच्चतर दक्षता
  • फ्लिकर उत्पन्न नहीं करता
• नुकसान:
  • संभावित अप्रिय रंग परिवर्तन
  • गहन डिमिंग स्तरों पर अधिक कठिन नियमन

Pulse Width Modulation (PWM)

• विधि: समान एलईडी करंट बनाए रखना लेकिन ऑन/ऑफ समय में परिवर्तन करना
• लाभ:
  • लंबी एलईडी आयु (कम ऑन समय, कम तापमान)
  • गहरे डिमिंग स्तरों पर अच्छा डिमिंग विनियमन
  • कोई रंग परिवर्तन नहीं
• नुकसान:
  • संभावित शोर उत्पन्न होना
  • अवांछित फ्लिकर से बचने के लिए PWM आवृत्ति महत्वपूर्ण है
  • न्यूनतम डिमिंग स्तर सीमाएँ

फ्लिकर समस्याएँ

फ्लिकर प्रकाश उत्पादन (ल्यूमिनस फ्लक्स) के समय-आधारित परिवर्तन (मॉड्यूलेशन) को संदर्भित करता है। यद्यपि यह एसी पावर पर चलने वाले सभी पारंपरिक वाणिज्यिक विद्युत प्रकाश स्रोतों में मौजूद है, यह एलईडी स्रोतों के साथ अधिक समस्याग्रस्त हो सकता है।

फ्लिकर की परवाह किसे है?

• कोई भी जो प्रकाश मॉड्यूलेशन के प्रति संवेदनशील है
• विद्युत प्रकाश वाले स्थानों में मानव स्वास्थ्य, कल्याण और/या प्रदर्शन के लिए जिम्मेदार लोग
• जोखिम-ग्रस्त आबादी:
  • फोटोसेंसिटिव एपिलेप्टिक्स (4000 में 1)
  • माइग्रेन के रोगी
  • युवा लोग
  • ऑटिस्टिक व्यक्ति

Flicker Metrics

• Percent Flicker: (Max-Min)/(Max+Min) × 100%
• Flicker Index: Area above average / Total area

रिपोर्ट में परीक्षण परिणाम दर्शाते हैं कि विभिन्न डिमिंग स्तरों और उपकरण संयोजनों में फ्लिकर प्रतिशत 7.5% से 16.3% तक और फ्लिकर इंडेक्स 0.02 से 0.06 तक है।

पावर क्वालिटी

एलईडी स्रोत को मंद करना ड्राइवर के व्यवहार को बदल सकता है, जिससे विद्युत गुणवत्ता प्रभावित हो सकती है:

Power Quality क्या है?

पावर क्वालिटी वोल्टेज और करंट वेवफॉर्म में विस्थापन और विरूपण को संदर्भित करती है, जिसे मापा जाता है:

• पावर फैक्टर (PF): पावर फैक्टर (PF) = P/S द्वारा सक्रिय शक्ति (P) और आभासी शक्ति (S) को संबंधित करता है
• कुल हार्मोनिक विरूपण (THD):
  • THD-V (voltage)
  • THD-I (current)

बिजली गुणवत्ता की परवाह किसे है?

• बिजली उत्पादक और उपभोक्ता:
  • बढ़ी हुई धारा आवश्यकताएँ
  • विद्युत परिवहन (I²R) हानियाँ
  • वायर, सर्किट ब्रेकर, ट्रांसफॉर्मर साइज़िंग
  • संभावित उपकरण क्षति या प्रदर्शन में गिरावट
• लाइटिंग उपकरण निर्माता:
  • ANSI C82.77-2002 में स्वैच्छिक आवश्यकताएँ
  • सिस्टम डिजाइन ट्रेडऑफ़
  • लागत और आकार संबंधी बाधाएँ

फेज-कट डिमिंग

Phase-cut dimming is the most commonly deployed dimming technology, with a large installed base in the U.S. (NEMA estimates >150 million units).

फेज-कट बनाम साइन-वेव डिमिंग

• फेज-कट: AC sine wave के हिस्सों को काटता है
  • Forward phase (leading edge)
  • Reverse phase (trailing edge)
• साइन-वेव: संपूर्ण साइन वेव का आयाम कम करता है

डिज़ाइन किया गया है इन्कैंडिसेंट स्रोतों के लिए

फेज-कट डिमर्स मूल रूप से तापदीप्त स्रोतों के लिए डिजाइन किए गए थे, जो:

• साधारण प्रतिरोधक लोड की तरह व्यवहार करते हैं
• प्रभावी रूप से केवल Vrms पर ध्यान देते हैं
• द्विदिश हैं (सकारात्मक और नकारात्मक दोनों वोल्टेज के साथ काम करते हैं)
• थर्मल दृढ़ता है (धारा रुकने के बाद भी प्रकाश जारी रहता है)

अनुकूलता संबंधी समस्याएं

रिपोर्ट एलईडी स्रोतों के फेज-कट डिमिंग में होने वाली कई अनुकूलता समस्याओं की पहचान करती है:

• डेड ट्रैवल: प्रकाश स्तर में संगत परिवर्तन के बिना डिमर सेटिंग समायोजित करना
• पॉप-ऑन: चालू करने पर प्रकाश आउटपुट प्राप्त करने के लिए मौजूदा सेटिंग से ऊपर डिमर सेटिंग बढ़ाने की आवश्यकता
• ड्रॉप-आउट: डिमिंग रेंज के निचले भाग में प्रकाश उत्पादन नहीं
• पॉपकॉर्न: डिम्ड सर्किट पर विभिन्न प्रकाश स्रोतों के लिए अलग-अलग टर्न-ऑन समय
• फ्लैशिंग: प्रकाश स्रोत का रुक-रुक कर चालू होना जब वह बंद होना चाहिए
• घोस्टिंग: लो-लेवल पर लाइट स्रोत का ऑन रहना जब वह ऑफ होना चाहिए
• श्रव्य ध्वनि डिमर या LED ड्राइवर से
• अक्रियता या असामयिक विफलता

अनुकूलता समस्याओं के स्रोत

• एलईडी लोड डिमर द्वारा प्रस्तुत Vrms और/या conduction angle को माप नहीं सकता है
• एलईडी लोड डिमर स्विचिंग तत्वों को बंद रखने के लिए पर्याप्त धारा नहीं खींचता है
• एलईडी लोड श्रृंखला प्रतिबाधा उत्पन्न करता है जो डिमर टाइमिंग तत्वों में व्यवधान डालता है
• ऑफ स्टेट में LED लोड डिमर करंट को उस तरीके से पास नहीं करता जो उन्नत सुविधाओं को कार्यशील बनाए रखे
• LED लोड ऐसी धाराएं खींचता है जो डिमर की रेटेड वाट क्षमता से अधिक दबाव उत्पन्न करती हैं

सिफारिशें

रिपोर्ट सफल LED डिमिंग कार्यान्वयन के लिए कई सिफारिशें प्रदान करती है:

अपने विकल्पों को जानें

• निर्धारित करें कि एलईडी उत्पाद लैंप है या ल्यूमिनेयर
  • लैंप: आमतौर पर मानक बेस के साथ रेट्रोफिट, फेज नियंत्रण तक सीमित
  • Luminaires: अक्सर विभिन्न नियंत्रण विकल्प प्रदान करने वाले ड्राइवर विकल्प होते हैं
• AC पावर और कंट्रोल सिग्नल को अलग करने वाली नियंत्रण तकनीकों पर विचार करें
• यदि संभव हो तो न्यूट्रल वाले फेज-कट डिमर का उपयोग करें
• एलईडी स्रोतों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए डिमिंग नियंत्रणों का उपयोग करने पर विचार करें

उपलब्ध जानकारी का लाभ उठाएं

• एलईडी स्रोतों के डिज़ाइन किए गए, दावा किए गए डिमिंग प्रदर्शन पर शोध करें
• अनुशंसित डिमिंग नियंत्रण चयन मार्गदर्शन की तलाश करें
• विशिष्ट मेक/मॉडल सिफारिशों पर ध्यान दें
• डिम्मर लोडिंग आवश्यकताओं पर ध्यान दें (प्रति नियंत्रण एलईडी स्रोतों की अधिकतम/न्यूनतम संख्या)

सही प्रश्न पूछें

• डिमिंग ट्रांसफर फंक्शन क्या हैं?
• क्या एलईडी ड्राइवर CCR या PWM लागू करता है?
• PWM डिमिंग फ्रीक्वेंसी क्या है?
• क्या अलग-अलग इनपुट वोल्टेज पर डिमिंग प्रदर्शन भिन्न होता है?
• क्या LED स्रोत का डिमिंग रेंज पर फ्लिकर और पावर क्वालिटी के लिए मूल्यांकन किया गया था?
• क्या डिमर को न्यूट्रल या ट्रिम-एडजस्टमेंट की आवश्यकता है?

ट्रेड-ऑफ़ का वजन करें

• Application needs vs. wants
  • Flicker कितना महत्वपूर्ण है?
  • Power quality कितना महत्वपूर्ण है?
• विकल्प 1: केवल परिभाषित अनुकूलता वाले एलईडी स्रोतों और फेज-कट डिमर का उपयोग करें
• विकल्प 2: सभी इच्छित घटकों के साथ मॉक अप इंस्टालेशन तैयार करें

जोखिम विश्लेषण

• अनुकूलता समस्याओं के सामान्य "समाधान":
  • एलईडी स्रोत, ड्राइवर, या डिमिंग नियंत्रण बदलें
  • तापदीप्त या डमी लोड जोड़ें
  • न्यूट्रल तार जोड़ें
• अक्सर उत्पादों के स्थापित होने के बाद कोई अच्छा समाधान नहीं होता
• उत्पादों के ऑर्डर और इंस्टॉल होने से पहले ही एक योजना बना लें