Làm thế nào được coi là đèn LED hiệu quả?

Tôi luôn thấy các mạch chứa đèn LED khó hiểu, xin hãy đồng ý với tôi. Tôi biết hầu hết mọi người đều thấy dễ dàng, nhưng tôi bị họ nhầm lẫn nên một số giả định của tôi có thể không đúng, xin vui lòng sửa cho tôi nếu đó là trường hợp.

Vì vậy, vào câu hỏi: Vì đèn LED cuối cùng là điốt, về cơ bản chúng hoạt động như một dây dẫn với điện áp chuyển tiếp, phải không? Đó là lý do tại sao chúng ta cần một điện trở kéo xuống để điều chỉnh dòng điện chạy qua mạch.

Ví dụ: giả sử chúng ta có một đèn LED có Vf là 2 V và dòng điện hoạt động là 20 mA. (Tôi nghĩ những con số đó là hợp lý phải không? Một lần nữa, nếu không, xin vui lòng cho tôi biết.) Và nguồn cung cấp điện của chúng tôi là 4V không đổi. Điều này có nghĩa là chúng ta cần điện trở để vẽ 20 mA ở 2 V, vì vậy nó sẽ là điện trở 100 ,, với 40 mW đi qua nó. Đó là một mức sử dụng năng lượng nhỏ, nhưng một nửa năng lượng được cung cấp bị lãng phí qua nhiệt. Vì vậy, trong trường hợp này, không phải là hiệu quả trường hợp tốt nhất 50%? Điều đó không thực sự hiệu quả về mặt cung cấp năng lượng DC, tôi đã nghĩ.

Vì vậy, khi mọi người đề cập đến hiệu quả cao của LED, họ có đề cập đến thực tế là chính đèn LED chuyển đổi năng lượng mà họ sử dụng thành ánh sáng hiệu quả hay được coi là hiệu quả ngay cả sau khi xem xét hiệu suất cắm tường tối đa 50%?

Hay chỉ là tôi đã đưa ra một ví dụ tình cờ là một thiết kế mạch khủng khiếp sẽ không bao giờ được tìm thấy trong các ứng dụng sản xuất?

Bạn dường như đang bị lẫn lộn giữa hiệu quả của đèn LED và hiệu quả của mạch để điều khiển đèn LED.

Về mặt sản lượng ánh sáng trên một đơn vị năng lượng được sử dụng bởi đèn LED, chúng là một cách hiệu quả để tạo ra ánh sáng. Nói một cách tuyệt đối, chúng không tuyệt vời, chúng có hiệu quả khoảng 10% ^[1] về mặt đó tuy nhiên vẫn tốt hơn nhiều so với ~ 1-2% của bóng đèn sợi đốt thông thường.

Nhưng những gì của sức mạnh đó lãng phí trong điện trở. Một loạt điện trở là cách đơn giản nhất để lái một đèn LED, nó là cách duy nhất để làm điều đó.

Thậm chí dính vào một điện trở, nếu chúng ta đặt 20 đèn LED 2V của bạn nối tiếp và cung cấp cho nó 45V thì sao? Bây giờ bạn đang sử dụng 45 * 0,02 = 900mW trong đó 800mW đang đi vào đèn LED và chỉ 100mW (11%) đang được sử dụng bởi điện trở loạt.

Nhưng chúng ta có thể làm cho nó hiệu quả hơn nữa, lý do cho điện trở là đèn LED cần một dòng điện không đổi và hầu hết các thiết bị điện tử được thiết kế để cung cấp điện áp không đổi. Cách dễ nhất để chuyển đổi từ cái này sang cái khác (giả sử tải không đổi) là ném vào một điện trở nối tiếp.

Bạn có thể nhận được nguồn cung cấp năng lượng hiện tại không đổi. Nếu bạn sử dụng một trong những cái đó để điều khiển đèn LED thì điện trở có thể được loại bỏ và bạn có thể đạt được hiệu suất cao hơn 90% tổng công suất hệ thống của bạn đi vào đèn LED.

Đối với một dự án gia đình hoặc một chỉ báo đơn giản trên tín hiệu, điện trở rẻ hơn và đơn giản hơn rất nhiều nhưng nếu bạn đang lái nhiều đèn LED thì lựa chọn hợp lý là trả nhiều hơn một chút, có mạch phức tạp hơn một chút và sử dụng hằng số chuyên dụng IC điều khiển LED hiện tại.

1. Như đã lưu ý trong các nhận xét, 10% là một sân bóng tốt cho chiếu sáng hộ gia đình hiện tại và có lẽ cũng đúng về đèn LED hàng hóa giá rẻ sử dụng các quy trình cũ. Các bộ phận màu đơn mới hơn có thể đạt được mức hiệu quả cao hơn đáng kể.

Hiệu quả của đèn LED liên quan đến hiệu quả của đèn LED. Điều này không liên quan gì đến hiệu quả của mạch lái xe.

Trong nhiều trường hợp, hiệu suất mạch tổng thể của đèn LED không phải là vấn đề lớn. Nếu đèn LED chỉ được sử dụng làm chỉ báo, thì đó là nguồn điện thấp ngay từ đầu. Một đèn LED xanh lục điển hình giảm 2.1 V và đủ sáng để sử dụng chỉ báo ở 20 mA. Đó là 42 mW điện năng đi vào đèn LED. Ngay cả khi mất thêm 50 mW trong mạch điều khiển đèn LED, tổng mức tiêu thụ điện vẫn không đáng kể trong nhiều trường hợp.

Trong một số ứng dụng năng lượng thấp, 100 mW có thể là một lượng điện năng lớn. Trong các trường hợp như vậy, sẽ có nhiều sự chăm sóc hơn trong mạch ngoài điện trở loạt rẻ tiền và đơn giản cho một số nguồn cung cấp tiện dụng. Nhiều thủ thuật khác nhau bao gồm sử dụng đèn LED hiệu suất cao hơn và chạy nó ở dòng điện thấp hơn, sử dụng nguồn cung cấp chỉ cao hơn một chút so với điện áp LED, điều chỉnh giao diện người dùng để nhấp nháy hoặc giữ cho đèn LED tắt một phần thời gian là chấp nhận được và cung cấp năng lượng hiện tại liên tục hiệu quả cao để lái xe LED.

Hiệu quả cũng là vấn đề trong các ứng dụng năng lượng cao, chẳng hạn như ánh sáng. Trong những trường hợp như vậy, nhiều nỗ lực và chi phí sản xuất được đưa vào các thiết bị điện tử để giảm thiểu năng lượng bổ sung tiêu tán bên ngoài đèn LED. Thông thường, lý do chính để tối đa hóa hiệu quả không phải là không lãng phí năng lượng vì không phải đối phó với sức nóng gây ra bởi năng lượng lãng phí.

Câu hỏi đặt lại là đèn LED thực tế hiệu quả như thế nào là tốt, nhưng câu trả lời phức tạp hơn mong đợi. Khả năng chiếu sáng thường được thể hiện bằng "lumens".

Hiệu quả LED thường được thể hiện dưới dạng một trong hai

• năng lượng ánh sáng hoặc

• khả năng chiếu sáng

trên mỗi đơn vị năng lượng đầu vào.

Đối với một đầu ra lum nhất định, hiệu suất thường được biểu thị bằng lumens trên mỗi watt (l / W) hoặc ở đầu ra năng lượng ánh sáng trên mỗi watt W / W). Hình đầu tiên hữu ích hơn trong các ứng dụng chiếu sáng thực tế, nhưng hình thứ hai có ý nghĩa hơn về mặt hiệu quả hoặc chuyển đổi năng lượng.

Nếu lumens và năng lượng ánh sáng có mối quan hệ cố định thì việc xác định hiệu quả sẽ đơn giản. Tuy nhiên, những gì một con số lum đã cho đại diện cho "năng lượng ánh sáng" thay đổi theo thành phần quang phổ của ánh sáng.

Lumens được thể hiện dưới dạng đường cong phản ứng lý thuyết của mắt người. Cùng một lượng năng lượng ánh sáng sẽ tạo ra một số lượng lumens khác nhau khi bước sóng ánh sáng hoặc hỗn hợp bước sóng khác nhau. Kết quả là, bước sóng hoặc bước sóng của nguồn đóng vai trò quan trọng trong các lumens được tạo ra trên mỗi đầu vào năng lượng.

Ở đầu bước sóng ngắn của phổ nhìn thấy (không hoàn toàn là tia cực tím), độ nhạy của mắt rất thấp, do đó độ sáng / watt thấp - đến mức người ta thường trích dẫn đầu ra của các nguồn màu xanh đậm và "Royal Blue" theo mW / W (năng lượng ánh sáng trên mỗi năng lượng điện). Điều này rất hữu ích vì họ LED bao gồm đèn LED không chứa phốt pho và phốt pho cho phép một số so sánh được thực hiện. Ví dụ: "thùng thông lượng trên cùng" của đèn LED Cree Royal Blue XT-E khi hoạt động ở Vf = 2.85V và If = 350 mA tạo ra 613 mW điển hình (600, 613, 625 mW min / typ / max) ở bước sóng của 465 Nm.
Điều đó tương đương với hiệu suất chuyển đổi điện sang ánh sáng là 60,2% / 61,5% / 62,7% tối thiểu / typ / max.
Xem trang 19 của bảng dữ liệu Cree XT-E trên cùng bên phải của bảng - XTEARY-00-0000- 000000Q01

Phiên bản phốt pho trắng hàng đầu của cùng một đèn LED tạo ra 180 lum ở 25C ở 2,77V, 350 mA = 970 mW DC trong hoặc 186 lumens / watt.

NẾU năng lượng ánh sáng từ đèn LED Royal Blue & White là như nhau thì đèn LED trắng sẽ có con số 100% l / W là 186 / 61,5% = 302 l / W với hiệu suất 100%. Tuy nhiên, các đầu ra ánh sáng không giống nhau (khá) như trong đèn LED trắng, một phần ánh sáng xanh của đèn LED được sử dụng trực tiếp và phần còn lại kích thích phốt pho với một số mất hiệu quả chuyển đổi ánh sáng / ánh sáng.

Như đã lưu ý, Wikipedia (chính xác) nói rằng con số l / W lý thuyết tối đa là 683 l / W.
Làm thế nào điều này có thể được đối chiếu với tuyên bố rằng hiệu suất LED trắng 100% là ~ = 300 l / W - và thực tế là các nhà sản xuất khác nhau hiện đang sản xuất đèn LED trắng với hiệu suất> 300 l / W?

Câu trả lời nằm ở thực tế hữu ích nhưng phức tạp (hoặc phức tạp nhưng hữu ích) rằng đánh giá độ sáng có liên quan đến phản ứng của mắt. Độ nhạy mắt tối đa xảy ra ở bước sóng 555nm. Hiệu suất tối đa có thể tính bằng l / W là có thể đạt được với nguồn đơn sắc ở bước sóng 555nm. BẤT K source nguồn nào khác, đơn sắc hoặc đa bước sóng, sẽ có con số l / W lý thuyết có thể thấp hơn 100%.

Nguồn sáng trắng "lý tưởng" là bộ tản nhiệt thân màu đen ở mức 5800k với phổ bị cắt tới phạm vi 400-700nm và có hiệu suất tối đa là 251 l / W !!!!

Bằng cách thực hiện các điều chỉnh khác nhau để duy trì ánh sáng "trắng" trong khi thay đổi% các bước sóng khác nhau làm tăng hiệu quả trắng có thể đạt được. Một cơ thể màu đen 2800k cắt ngắn không đối xứng để đạt được CRI 95 có hiệu suất lý thuyết tối đa 370 l / W.

Nhưng chờ đã - còn nhiều nữa, nhưng, có lẽ sau này.
Tôi sẽ quay lại và thêm các nguồn và chi tiết hơn, nhưng ở trên cho thấy câu trả lời khó hơn câu hỏi và chứng minh rằng năng lượng thực sự trên mỗi năng lượng theo các đèn LED hiện đại hàng đầu đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng> 50%.

Thêm anon - ánh sáng mờ dần - công việc rootop vẫy gọi ...

Tài liệu tham khảo WIP

https://en.wikipedia.org/wiki/Lum_efficacy

Phân tích về hiệu quả phát sáng của điốt phát quang trắng chuyển đổi photphor

https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emmit_diode#Effic_and_operational_parameter

http://www.hi-led.eu/wp-content/theme/hiled/pdf/led_energy_effic.pdf

http://www.philips.com/consumerfiles/newscenter/main/design/resource/pdf/Inside-Innovation-Backgrounder-Lumens-per-Watt.pdf

2014 http://www.forbes.com/sites/peterdetwiler/2014/03/27/leds-will-get-even-more-ffic-cree-passes-300-lumens-per-watt/#258823b870b4

http://www.cree.com/News-and-Events/Cree-News/Press-Release/2014/March/300LPW-LED-barrier

Hữu ích:

http: //boards.stẳngdope.com/sdmb/showthread.php?t=719499