Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Пятница, 17 августа
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Рубль обвалил дефицит патриотизма

Виноватых в обвале рубля нужно искать не за бугром, а в России, считает профессор MIT Кристин Форбс. Бен Бернанке и ФРС к бедам российской, индийской или аргентинской валют не причастны: их обвал устроили граждане и инвесторы из этих стран.

Выставка CSTB 2014: взгляд в будущее телевидения и телекоммуникаций

С 28 по 30 января 2014 года в МВЦ «Крокус Экспо» состоялось ключевое профессиональное медийное событие, охватывающее все актуальные форматы и направления телевизионных и телекоммуникационных технологий – 16-я международная выставка и форум CSTB 2014.

Цифровая революция не убережет мир от стагнации

Дэрон Асемоглу из и его коллеги из MIT изучили влияние информационных технологий на производительность труда. Оказалось, что ноутбуки и даже роботы не подходят на роль нового драйвера мировой экономики: они не повышают производительность, а их внедрение ведет к массовым увольнениям и сокращению выпуска.

Реклама

По вопросам размещения рекламы обращайтесь в отдел рекламы

Реклама наших партнеров

 

12 февраля

Светодиодное освещение: бизнес-возможности и конструкторские проблемы

По мнению экспертной компании Strategies Unlimited, рынок светодиодов высокой яркости к 2015 г. достигнет объема в 20,2 млрд долл., а среднегодовой темп роста начиная с 2012 г. составит 30,6%. Тони Армстронг (Tony Armstrong), директор по маркетингу силовой продукции в компании Linear Technology, делится своими соображениями по этому вопросу.



О

дним из ключевых сегментов продукции, вызывающим такой значительный рост, являются светодиоды для подсветки TFT ЖК дисплеев. Диапазон их применения – от телевизоров высокой четкости (HDTV) и планшетных ПК до автомобильных дисплеев и несметного числа портативных коммуникационных устройств. Однако для поддержания такого впечатляющего роста светодиоды должны обладать не только высокой надежностью, малым энергопотреблением и малыми габаритными размерами, но должны улучшать контрастность и точность передачи цвета.

К тому же, в автомобильных, авиационных и морских дисплеях все эти улучшения должны быть оптимизированы и одновременно соответствовать широкому ряду эксплуатационных требований к освещению – от яркого солнечного света до безлунной ночи.

Более того, по данным экспертной компании LED inside, «наблюдался феноменальный рост в сегменте систем освещения на светодиодах высокой яркости для коммерческого применения. В то же время, светодиодное освещение для домашнего использования – все еще слишком дорого для большей части потребителей». Учитывая долгосрочные преимущества, экономичность и экологическую безопасность и соответствующие налоговые льготы, светодиодное освещение будет все больше использоваться предприятиями, например, на автомобильных стоянках, в офисах, заводских цехах и складах.

Светодиодные лампы могут заменить не только натриевые лампы высокого давления, галогенные лампы, лампы накаливания, но и в некоторых случаях люминесцентные и компактные люминесцентные лампы.

Поэтому неудивительно, что коммерческие применения возглавляют переход на светодиоды, учитывая, что обычно освещение занимает от 25 до 40% всей потребляемой энергии предприятий. Коммерческие применения требуют многочасового яркого света, и поэтому период окупаемости сэкономленной электроэнергии относительно короткий.

Во-вторых, долговечность светодиодных приборов значительно сокращает расходы на замену ламп. Расходы на замену включают в себя не только цену самой лампы, но и стоимость работы по их замене, которая в некоторых случаях, таких как освещение высоких помещений, – очень существенна. И наоборот, осветительные приборы общего назначения для домашнего использования все еще дороги для большей части потребителей. Однако в ближайшие годы, по мере снижения цен на светодиодные приборы и их большей доступности, жилищный сегмент светодиодного рынка тоже значительно вырастет. Многие аналитики полагают, что этот сегмент рынка начнет ускоряться начиная с 2013 г.

Драйверы светодиодов для освещения коммерческих зданий

Основной причиной высоких темпов распространения светодиодного освещения является резкое снижение энергопотребления по сравнению с традиционным освещением. По сравнению с лампами накаливания, светодиоды требуют менее 20% от их мощности, чтобы обеспечить тот же уровень освещения (в люменах).

Светодиодное освещение обладает еще некоторыми преимуществами, но также имеет и проблемы. Среди преимуществ светодиодов – на несколько порядков большая долговечность, чем у ламп накаливания, что значительно сокращает затраты на замену.

Возможность регулирования силы света с помощью ранее установленных симисторных регуляторов, что является существенным преимуществом, особенно для замены старых ламп в жилых помещениях. Светодиоды мгновенно включаются, без периода разогрева, который ассоциируется с люминесцентными лампами и не чувствительны к частому включению/выключению как их люминесцентные аналоги.

К тому же, светодиодные светильники не содержат токсических веществ, которые нужно собирать и утилизировать, в то время как люминесцентные лампы используют ядовитые пары ртути. И наконец, светодиоды позволяют создавать корпуса новых форм очень малой высоты, что не позволят другие технологии.

Возможность питать светодиоды от электросети приводит к экспоненциальному росту числа устройств, потому как эта форма электрической энергии теперь доступна и в коммерческих и жилых помещениях.

Хотя замена старых ламп на светодиодные происходит просто для пользователя, резко вырастают требования к микросхемам драйверов светодиодов. В связи с тем, что для излучения постоянного светового потока светодиоды требуют хорошо стабилизированного источника постоянного тока, питание их от источника переменного тока требует специальных конструктивных решений.

В зависимости от страны, напряжение питания может изменяться от 90 В до 265 В переменного тока с частотой от 50 до 65 Гц. Следовательно, производство светодиодных приборов для мирового рынка в идеале должно использовать единую электрическую схему, позволяющую использовать ее в любой точке мира без изменений. Для этого требуется единая микросхема драйвера, которая сможет работать с широким диапазонам входных напряжений и частот.

К тому же, для многих светодиодных приборов требуется гальваническая развязка светодиодов от схемы драйвера. Это вызвано в первую очередь требованиями безопасности и регламентируется некоторыми регулирующими органами. Электрическая изоляция обеспечивается в основном топологией схемы с гальванически развязанной обратной связью, использующей трансформатор, разделяющий первичную и вторичную цепи драйвера.

Так как движущей силой внедрения светодиодного освещения является резкое снижение энергопотребления при обеспечении заданной освещенности, обязательным параметром драйвера светодиодов становится высокий КПД. В связи с тем, что схема драйвера должна преобразовывать высокое переменное напряжение в хорошо стабилизированный ток с низким напряжением, схема драйвера должна быть спроектирована с КПД более 80%, чтобы не терять электроэнергию бесполезно.

Более того, чтобы ретрофитные светодиодные лампы (предназначенные для замены старых ламп) были совместимы с широким кругом симисторных регуляторов, широко распространенных в жилых помещениях, схема драйвера должна уметь эффективно работать с этими регуляторами. Симисторные регуляторы были спроектированы для работы с лампами накаливания и галогенными лампами, которые являются полностью резистивными нагрузками.

Однако схема светодиодного драйвера не является полностью линейной и чисто резистивной нагрузкой. Ее входной мостовой выпрямитель потребляет ток значительной амплитуды на положительном и отрицательном пиках входного переменного напряжения. Значит, схема драйвера должна уметь имитировать чисто резистивную нагрузку, чтобы обеспечить правильный запуск светодиодов без видимых вспышек и мерцаний при работе с симисторным регулятором.

Коэффициент мощности является важной характеристикой светодиодного светильника. Говоря проще, коррекция коэффициента мощности будет достигнута, если потребляемый ток является пропорциональным и синфазным с входным напряжением. Благодаря тому, что лампа накаливания – это идеально резистивная нагрузка, входной ток и напряжения синфазны и коэффициент мощности равен 1.

Коэффициент мощности является особенно важным, потому как он связан с количеством электроэнергии поставляемой местной энергокомпанией. Для примера, рассмотрим энергосистему, в которой нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет больший ток, чем нагрузка с высоким коэффициентом мощности с тем же объемом полезной мощности. Чем большие требуются токи, тем большие потери энергии в распределительной сети, что в свою очередь требует большего сечения проводов и другого трансформаторного оборудования. Учитывая стоимость более мощного оборудования и потерь энергии, энергопоставляющие компании обычно берут большую плату с промышленных и коммерческих потребителей с низким коэффициентом мощности. Международные стандарты для светодиодных приборов все еще находятся в стадии разработки, но большинство специалистов полагает, что для светодиодного освещения будет принят коэффициент мощности более 0,90.

Линейный светодиодный драйвер LT3799 содержит однокаскадный активный фильтр для снижения электромагнитных помех и обеспечивает коэффициент мощности 0,98

Из-за того, что схема драйвера (содержащая диоды, трансформаторы и конденсаторы) работает не как чистая резистивная нагрузка, ее коэффициент мощности может опускаться до 0,5. Чтобы поднять коэффициент мощности выше 0,9, в схеме драйвера должны быть предусмотрены активные или пассивные цепи коррекции коэффициента мощности. Нужно также отметить, что высокий коэффициент мощности особенно важен в устройствах с большим количеством светодиодных сборок. Например, в паркинге, использующем более нескольких сотен 50 Вт светодиодных светильников, драйвер с высоким коэффициентом мощности (>0,95) будет выгодным.

Высокий коэффициент мощности также важен для минимизации уровня нелинейных искажений в светодиодных светильниках. Международная электротехническая комиссия разработала спецификацию по гармоникам осветительного оборудования IEC 61000-3-2, Class C для того чтобы новые светодиодные светильники обеспечивали требования по малым нелинейным искажениям.

Точная стабилизация тока светодиодов в широком диапазоне напряжения сети, выходного напряжения и температуры является критичной для светодиодных устройств, потому что колебания яркости светодиодов должны незаметны для человеческого глаза.

Так же, чтобы обеспечить наибольшую долговечность светодиодов, важно, чтобы протекающий через них ток не превышал максимально допустимых значений. Стабилизация тока светодиодов в схемах с гальванически развязанной обратной связью не всегда проста в реализации и часто требует применения оптронов в петле обратной связи или дополнительного каскада преобразования.

Однако оба этих метода добавляют проблем со сложностью и надежностью. К счастью, некоторые схемы светодиодных драйверов используют новые конструкторские решения, обеспечивающие точную стабилизацию тока без введения дополнительных компонентов или усложнения схемы.

Не может быть сомнений в том, что обобщенный потенциал роста систем освещения на сверхярких светодиодах для нежилых зданий означает значительное увеличение спроса как на сами светодиоды, так и на необходимые для них микросхемы драйверов.

Вопреки значительным трудностям внедрения, выгоды, которые они принесут в конечном итоге, невозможно не заметить. К счастью для конструкторов таких осветительных систем, имеется широкий выбор светодиодов, также как и новых инновационных микросхем драйверов для их питания. Да, будущее будет светлым, во всяком случае для светодиодного освещения.

Читайте также:
LEDinside: главные тенденции развития светодиодов проявятся в 2014 г.
Сдвоенные светодиоды для замены классических ламп накаливания
К 2016 г. светодиоды составят более 25% мирового рынка освещения, заявляет NPD DisplaySearch
В марте мировые цены на 40- и 60-Вт LED-лампы замещения значительно снизились
Актуальные тенденции рынка светодиодного освещения в 2013 г.
Светодиоды — луч света в темном царстве промышленного рынка полупроводников
Светодиоды нуждаются в фосфоре. На 1 млрд долл.
Экологи заявляют: светодиоды не идеальны

Источник: Electronics Weekly

Оцените материал:

Автор: Тони Армстронг (Tony Armstrong), директор по маркетингу силовой продукции в компании Linear Technology, для Electronics Weekly. Перевод: Валерий Передерий



Комментарии

1 / 1
1

127 июля, 16:48

Влад Морозов

Не знаю, как правильно
рассчитать мощность лед
лампы на площадь освещения?
Может быть есть какие-то формулы
или нормы? Видел на сайте http://ooodf.ru/stati/led-osveshhenie-ofisov-i-zhilyix-pomeshhenij.html, статью.
но без нормативов
Может кто знает где есть что почитать.

1 / 1
1

Прокомментировать





 

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2018 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты