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電源/智慧型能源 Share print

如何調節LED燈泡的光亮度

2014年11月04日  | Peter Green

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製造商在過去幾年一直不斷地在市場上推出LED燈泡,其最終目標是要用LED燈泡替代白熾燈和節能燈。這些燈泡的設計已經從非常簡單的不可調光方案,演變到先進但昂貴的可調光方案,再到更具成本效益的可調光方案。


許多LED燈的廣告都宣稱其光亮度是可調節的,但實際上,很多LED燈的性能並不十分理想,且由於所使用的調光器(dimmer)和電路負載不同而性能各異。有時候,在將包裝盒中的LED燈取出並安裝在設有調光開關的室內後,你會發現LED燈會不停地閃爍,且光亮度也無法均衡地調整。


LED燈的這些缺陷是由於美國使用的大部分調光器都是基於三端雙向可控矽開關(triac)的二線制前緣切相電路(two-wire leading edge phase cut circuit),這種電路是在20世紀60年代所開發的,適用於電阻式白熾燈(resistive incandescent lamp)。三端雙向可控矽開關為一個雙向半導體電源開關,由變數計時電路產生的脈衝觸發,並在傳導電流高於“保持電流(holding current)”時持續導電。調光器電路的種類有很多,可使用不同特性的設備和不同的控制電路與過濾元件。


圖1:標準調光器示意圖
圖1:標準調光器示意圖。

LED燈的驅動電子元件會將交流輸入電源轉換為低壓直流電源,並維持調節電流,以驅動?定光輸出的高亮度LED負載。要想通過基於三端雙向可控矽開關的調光器來調節基本LED驅動電路,就必須額外添加一些元件,來實現穩定的調光器運行,並根據調光器相位角來調節輸出電流。


由於調光器差異較大,所連接的LED調光電路性能難免也會有所不同。由於現在還沒有可劃分帶有調光器LED燈泡性能的明確標準,使得此一問題變得更加複雜。頂多有些燈泡製造商會提供調光器清單,列出他們認為可與其產品相容的調光器。


在美國能源部(DoE)的支持下,美國電氣製造商協會(NEMA)正著手制定適用於由切相調光器驅動的LED燈的調光標準,包括試驗程序及決定是否達到可接受性能的標準。希望這一令人期待已久的標準最終能夠幫助清理掉市場上那些聲明可調光但性能卻無法達到終端使用者所期待的產品;而使用者所預期的則是柔和而穩定的白熾調光功能。


大部分LED燈泡使用的驅動電子元件都包含降壓式、升壓-降壓式或返馳式轉換器。在每一種情況下,都可通過修改基礎電路來實現可接受的調光功能,同時不會增加元件成本和複雜性。這樣就可以提升可調光驅動的性能,進而滿足消費照明市場對節省成本的要求。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)


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