Kuwasha kwa LED: Unachohitaji Kujua | Ripoti ya Programu ya DOE SSL

Muhtasari wa Ripoti

"LED Dimming: What You Need to Know" ni mwongozo kamili uliochapishwa na Mpango wa DOE SSL tarehe 10 Desemba 2012. Ripoti hiyo inatoa maelezo ya kina kuhusu changamoto, teknolojia na mikakati bora ya kudimu vyanzo vya mwanga vya LED, ikilenga hasa masuala ya utangamano na vidimuishaji vya aina ya phase-cut.

Ufahamu Muhimu: Udhibiti wa mwanga wa LED ulimwenguni halisi unaweza kuwa changamoto, hasa kwa vidhibiti vya kukata awamu. Tofauti kubwa katika sifa za chanzo cha LED na vidhibiti vya kudhoofisha inamaanisha kuwa ni vigumu kufanya dhana, madai yote si sawa, na utendakazi ni mgumu kutabiri bila kupima.

Vipimo Muhimu vya Data

>150M

Vigezo vya kukata awamu vilivyowekwa nchini Marekani

Mbinu 2

Mbinu kuu za kudhoofisha taa za LED

7.5-16.3%

Masafa ya asilimia ya kuwaka na kuzima katika vipimo

Asilimia ishirini

Kikomo cha THD-I kwa mizigo

Muhtasari Muhimu wa Ufahamu

Taa za LED Zina Uwezo wa Asili wa Kudimisha

Taa za LED zinaweza kudhibitiwa kwa kutumia njia ya Kupunguza Umeme Mara kwa Mara (CCR/Analog) au modulasyon ya upana wa mapigo (PWM). Kila njia ina tofauti katika suala la utendaji, ufanisi, na matatizo yanayoweza kutokea kama vile mabadiliko ya rangi au kuwete.

Taa za LED zinahitaji madereva.

Tofauti na vyanzo vya incandescent vinavyofanana na mizigo rahisi ya kupinga, LED zinahitaji madereva kubadilisha voltage ya AC kuwa mkondo wa mara kwa mara unaodhibitiwa. Ubunifu wa dereva na upatanishi na vifaa vya kudhoofisha huamua kwa kiasi kikubwa utendaji wa kudhoofisha.

Changamoto za Kukata Awamu ya Kudhoofisha

Vidhoofisha vya kukata awamu zilibuniwa kwa vyanzo vya incandescent na zinaweza kusababisha matatizo makubwa ya utangamano na mizigo ya LED. Hizi ni pamoja na msafara usio na maisha, kuwaka ghafla, kushuka, kuwaka mara kwa mara, kuonekana kwa marashi, na kelele zinazosikika.

Kudhoofisha huathiri Ubora wa Nguvu

Kudhoofisha chanzo cha LED kunaweza kubadilisha tabia ya kiendeshi, uwezekano wa kuharibu ufanisi, kuongeza kuwaka mara kwa mara, na kupunguza ubora wa nguvu kama inavyopimwa na Vipimo vya Power Factor na Total Harmonic Distortion.

Kutofautiana kwa Kazi ya Uhamisho

Wazalishaji tofauti hutumia kazi tofauti za udhibiti na uhamisho wa chanzo cha mwanga (linear, square, S-curve). Kutofautiana kati ya kigeuzi mwangaza na kazi za uhamisho wa chanzo cha LED kunaweza kusababisha tabia isiyotarajiwa ya kugeuza mwangaza.

Kanuni za Kupakia Zimebadilika

Sheria za jadi za upakiaji wa dimmer kulingana na wattage ya taa ya mwamba hazitumiki kwa LED. Mahitaji ya mzigo wa chini na wa juu hutofautiana kwa kiasi kikubwa kati ya mchanganyiko tofauti wa dimmer na chanzo cha LED.

Muhtasari wa Yaliyomo

Kwa Nini Vyanzo vya LED Vilivyo Pofu?

Kupunguza vyanzo vya LED kunatoa faida nyingi zaidi ya udhibiti rahisi wa mazingira:

Akiba za ziada za nishati zaidi ya yale yanayopatikana kwa kubadili kwa teknolojia ya LED
Uboreshaji wa utendaji wa kazi ya kuona kwa kurekebisha viwango vya mwanga kulingana na mahitaji maalum
Mazingira bora na umbile badilifu wa nafasi
Vyanzo vya mwanga vichache kubainisha, kudumisha na kuhifadhi
Demand response load shedding Uwezo
Ufanisi ulioboreshwa uwezekanaji na maisha ya huduma Ya chanzo cha mwanga

Changamoto za Kudimisha Taa

Licha ya faida, kudimisha vyanzo vya LED kunaleta changamoto kadhaa muhimu:

Tofauti Kubwa Katika sifa za chanzo cha LED na dhimmer
Kidogo kinaweza kudhaniwa Kulingana na mazoea ya kihistoria ya taa za incandescent
Si madai yote yana usawa sawa Kutokana na ukosefu wa taratibu za kawaida za kupima
Ni vigumu kutabiri Utafiti bila kupima halisi
Mwingiliano wa Mzunguko kati ya madereva ya LED na vidimishi husababisha matatizo ya utangamano

Misingi ya Kudimisha Taa za LED

Kuelewa dhana hizi za msingi ni muhimu kwa utekelezaji wenye mafanikio wa kupunguza mwanga wa LED:

Dhana Muhimu: LED zina tofauti ya kimsingi na vyanzo vya incandescent. Vyanzo vya incandescent hufanya kama mizigo rahisi ya kukinga, wakati LED ni vifaa tata vya elektroniki vinavyohitaji madereva kufanya kazi ipasavyo.

LED dhidi vyanzo vya incandescent

Kipengele	Vyanzo vya incandescent	Vyanzo vya LED
Tabia ya Umeme	Mzigo rahisi wa kupinga	Mzigo tata wa kielektroniki
Udhibiti wa Mkondo	Marekebisho ya Vrms yanatosha	Inahitaji udhibiti wa mara kwa mara wa sasa
Mbinu za Kudhoofisha Mwanga	Kupunguza voltage/current	CCR or PWM
Muda wa Majibu	Polepole (udumu wa joto)	Papo hapo
Mwelekeo	Pande mbili	Unidireccional

LED Drivers

LEDs zinahitaji madereva kwa:

Badilisha voltage ya AC hadi mkondo wa DC uliosimamiwa
Sawazisha tofauti za utengenezaji katika voltage ya mbele ya LED (Vf)
Tekeleza utendaji wa kufupisha mwanga (CCR au PWM)
Lindha LED dhidi ya hali ya mkondo mwingi na joto kupita kiwango

Teknolojia za Kudhoofisha

Ripoti inaweka teknolojia za kudimisha taa katika mbinu kuu mbili:

1. Coincident AC Power and Control Signal

Phase-cut AC sine wave (forward or reverse phase)
- 2-Wire (hot, dimmed hot)
- Waya 3 (mkali, mkali dhaifu, neutral)
AC sine-wave iliyopunguzwa amplitude

Tenga AC Power na Control Signal

Fluorescent 3-Wire
0-10V
DALI (Mfumo wa Taa Unaweza Kuelekezwa Kielektroniki)
DMX512
PWM (Pulse Width Modulation)

Mapendekezo: Fikiria teknolojia za udhibiti zinazotenganisha umeme wa AC na ishara ya udhibiti, iwezekanavyo. Njia hii kwa kawaida hutoa utendaji bora wa kudhoofisha taa na matatizo machache ya utangamano.

Mbinu za Kudhoofisha

Taa za LED zinaweza kudhoofishwa kwa kutumia mbinu kuu mbili, kila moja ikiwa na sifa tofauti:

Kupunguza Mkondo wa Daima (CCR/Analog)

Mbinu: Kubadilisha mkondo wa LED huku ukidumisha LED iwashiwe daima
Faida:
- Maisha marefu ya LED (mshumaa wa chini na joto la chini)
- Hakuna uzalishaji wa kelele
- Ufanisi unaowezekana zaidi katika viwango vya chini vya kudhoofisha taa
- Haizalishi mwanga unaokwaruza
Hasara
- Mabadiliko ya rangi yasiyokubalika yanawezekana
- Udhibiti mgumu zaidi katika viwango vya chini vya kuzimia

Pulse Width Modulation (PWM)

Mbinu: Kudumisha mkondo wa LED uleule lakini kubadilisha nyakati za kuwasha/kuzima
Faida:
- Maisha marefu zaidi ya LED (muda mfupi wa kuwasha, joto la chini)
- Udhibiti mzuri wa kudhoofisha kwenye viwango vya kina vya kudhoofisha
- Hakuna mabadiliko ya rangi
Hasara
- Uwezekano wa kutokea kwa kelele
- Mzunguko wa PWM ni muhimu ili kuepuka mng'aro usiokusudiwa
- Vizuizi vya kiwango cha chini cha kufupisha mwanga

Matatizo ya Kumetameta Taa

Mwanga kuwaka na kuzima hurejea mabadiliko ya wakati (urekebishaji) wa mwanga unaotoka (mkondo wa mwanga). Ingawa yapo kwenye vyanzo vyote vya jadi vya taa za kibiashara vinavyotumia umeme wa AC, inaweza kuwa na shida zaidi kwenye vyanzo vya LED.

Mtu Anayeijali Flicker?

Yeyote anayehisi mwanga unapobadilika
Wale waliojali afya ya binadamu, ustawi na/au utendaji katika nafasi zenye taa za umeme
Makundi yanayokabiliwa na hatari:
- Wagonjwa wa kifafa wanaosukumwa na mwanga (1 kati ya watu 4000)
- Wagonjwa wa maumivu ya kichwa ya migraine
- Vijana
- Watu wenye ugonjwa wa akili

Vipimo vya Mwenge

Asilimia ya Mwenge: (Kiwango cha Juu-Kiwango cha Chini)/(Kiwango cha Juu+Kiwango cha Chini) × 100%
Flicker Index: Area above average / Total area

Ripoti ya vipimo inaonyesha asilimia ya flicker kuanzia 7.5% hadi 16.3% na fahirisi za flicker kuanzia 0.02 hadi 0.06 katika viwango tofauti vikadiri vya kutumia na mchanganyiko wa vifaa.

Ubora wa Umeme

Kupunguza mwanga wa chanzo cha LED kunaweza kubadilisha tabia ya kiendeshi, na kwa uwezekano kuathiri ubora wa umeme:

Nini ni Ubora wa Umeme?

Ubora wa umeme unarejea mabadiliko na uharibifu wa mawimbi ya voltage na ya sasa, hupimwa kwa:

Power Factor (PF): Inahusianisha Nguvu Halisi (P) na Nguvu Dhahiri (S) kwa PF = P/S
Jumla ya Uvunjaji wa Mstari (THD):
- THD-V (voltage)
- THD-I (sasa)

Nani Anayejali About Ubora wa Nguvu?

Wazalishaji na watumiaji wa umeme:
- Mahitaji ya sasa yaliyoongezeka
- Upotezaji wa usafirishaji umeme (I²R)
- Kupima ukubwa wa waya, kizui-kitanzi na kigeuzi-kiba
- Uharibifu wa vifaa unaowezekana au utendaji duni
Wazalishaji wa vifaa vya taa:
- Mahitaji ya hiari katika ANSI C82.77-2002
- Mabadiliko ya usawa wa muundo wa mfumo
- Vipimo vya gharama na ukubwa

Kupunguza Mwangaza kwa Kukata Awamu

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

Udhibiti wa kukata awamu dhidi ya udhibiti wa mawimbi ya sine

Udhibiti wa kukata awamu: Inakata vipande vya wimbi la AC la sine
- Awamu ya mbele (ushawishi wa mbele)
- Awamu ya nyuma (ushawishi wa nyuma)
Sine-Wave: Inapunguza amplitude ya wimbi la sine lote

Iliyoundwa kwa Vyanzo vya Taa za Incandescent

Vipunguzi vya kukata awamu viliundwa awali kwa vyanzo vya taa za mwamba, ambavyo:

Hujisaidia kama mizigo rahisi ya kukinga mtiririko wa umeme
Kwa ufanisi hujali tu Vrms
Ni pande mbili (hufanya kazi na voltage chanya na hasi)
Ina uthabiti wa joto (mwanga unaendelea baada ya mkondo kusimama)

Matatizo ya Uwiano

Ripoti inabainisha matatizo mengi ya uwiano yanayoweza kutokea kwenye kupunguza mwanga kwa LED kwa kutumia phase-cut:

Safari isiyo na matumizi: Adjusting dimmer setting without corresponding change in light level
Pop-on: Dimmer setting needs to be raised above existing setting to get light output at turn-on
Kukatika: Hakuna mwanga unaotolewa chini ya anuwai ya kudhoofisha
Popcorn: Nyakati tofauti za kuwashia kwa vyanzo tofauti vya taa kwenye mzunguko uliopooza
Mwanga unawaka na kuzima Chanzo cha taa kinawaka mara kwa mara linapopaswa kuwa zimeli
Mwanga unaonekana kwa kiwango kidogo usiopaswa Chanzo cha mwanga kikiwa katika hali ya kiwango cha chini inapopaswa kuzimwa
Kelele zinazosikika kutoka kwa kidimisha au kiendesha LED
Inoperability or premature failure

Sources of Compatibility Issues

Mzigo wa LED hauwezi kupima Vrms na/au pembe ya uendeshaji inayotolewa na dimmer
Mzigo wa LED hauvuti umeme wa kutosha kuweka vipengele vya kubadili vya dimmer kufungwa
Mzigo wa LED huunda impedance ya mfululizo inayovuruga vipengele vya muda vya dimmer
Mzigo wa LED katika hali ya kuzimwa haupitishi mkondo wa kudhoofisha taa kwa njia inayoweza kuweka vipengele vya hali ya juu vikifanya kazi
Mzigo wa LED huvuta mikondo inayounda mkazo unaozidi ule unaoonyeshwa na uwezo wa wati uliokadiriwa wa kudhoofisha taa

Mapendekezo

Ripoti inatoa mapendekezo kadhaa kwa utekelezaji mzuri wa kudhoofisha taa za LED:

Jua Chaguo Zako

Tambua Kama Bidhaa ya LED ni Taa au Taa Yenye Ufungashaji
- Taa: Kawaida hubadilishwa kwa msingi wa kawaida, imewekewa kikomo kwenye udhibiti wa awamu
- Vyananda Mara nyingi huwa na chaguzi za kiendeshi zinazotoa chaguzi mbalimbali za udhibiti
Fikiria teknolojia za udhibiti zinazotenganisha umeme wa AC na ishara ya udhibiti
Tumia mdimishaji wa kukata awamu na neutral ikiwa inawezekana
Zingatia kutumia vidhibiti vya kudhoofisha vilivyoundwa mahsusi kwa vyanzo vya LED

Faidika na Taarifa Zilizopo

Chunguza Uundaji Ulioibua, Udhibiti wa Mwanga wa Vyanzo vya LED Ulioidaiwa
Tafuta Mwongozo Ulipendekezwa wa Uchaguzi wa Udhibiti wa Kudimia Mwanga
Makini na mapendekezo maalum ya aina za magari
Angalia mahitaji ya mzigo wa dimmer (idadi ya juu/chini ya vyanzo vya LED kwa kila kudhibiti)

Uliza Maswali Sahihi

Je, ni nini kazi za uhamishaji wa kudhoofisha mwanga?
Je, kiraka cha LED hutumia CCR au PWM?
Je, ni mzunguko gani wa kudhoofisha kwa PWM?
Je, utendaji wa kudhoofisha unatofautiana kwa voltaji tofauti za pembejeo?
Je, chanzo cha LED kilitathminiwa kwa ajili ya kuwaza na ubora wa umeme kwenye anuwai ya kudhoofisha?
Je, kifaa cha kudhoofisha taa kinahitaji waya wa neutral au marekebisho ya usawa?

Pima Faida na Hasara

Mahitaji ya programu dhidi ya matakwa
- Mwanga unachanganya kiasi gani?
- Ubora wa umeme una umuhimu gani?
Chaguo la 1: Tumia tu vyanzo vya LED na vigeuzi mwanga vya aina ya phase-cut vilivyothibitishwa kuwa vinafanana
Chaguo la 2: Fanya uigizaji wa usakinishaji kwa vipengele vyote vilivyokusudiwa

Chambua Hatari

Marekebisho ya kawaida kwa matatizo ya utangamano:
- Badilisha chanzo cha LED, kichocheo, au udhibiti wa kutumia
- Ongeza mizigo ya incandescent au bandia
- Ongeza waya wa neutral
Mara nyingi hakuna suluhu nzuri mara tu bidhaa zikiwekwa
Kuwa na mpango KABLA ya bidhaa kuagizwa na kusakinishwa

Kumbuka: Toleo hili la HTML linatoa muhtasari kamili wa ripoti ya LED dimming. Nyaraka kamili ya PDF ina maelezo ya kiufundi ya ziada, michoro, na matokeo ya majaribio. Tunapendekeza upakue PDF kamili kwa marejeleo kamili ya kiufundi.