什么是无人驾驶LED灯

伟大的美国商人和灯泡的发明者托马斯·阿尔瓦·爱迪生曾经说过：“我们将使电力变得如此便宜，以至于只有富人才会点蜡烛。”这句话在今天确实应验了。从小房子到铺砌的道路再到大工业，我们可以注意到，太阳下山后，交流灯照亮了我们的环境。早期的照明系统采用不同类型的灯泡，如白炽灯，紧凑型荧光灯(CFL)等，但今天随着LED照明技术的进步，这些白炽灯和CFL灯泡很快被LED灯所取代。全球LED照明市场持续增长，2018年规模达到455.7亿美元。

虽然众所周知，LED灯的效率几乎比白炽灯泡高90%，而且比其他交流灯泡寿命更长，但它仍然有一个缺点。也就是说，LED灯是由直流电压驱动的，但我们所有的主电源都是交流的。这促使设计师使用一个叫做LED驱动器的额外组件，它只不过是一种交流到直流的转换器。这个驱动器将交流电从市电转换为合适的直流电压，为LED灯供电。但是，随后引入了交流无人驱动LED灯泡，它可以直接插入交流电源，而无需任何外部驱动模块。在本文中，我们将了解更多关于无人驾驶LED系统及其随时间发展的信息。

为什么是无人驾驶LED系统?

传统大功率交直流开关LED驱动器的主要问题是与之相关的功率损耗。这些传统的交流LED驱动器使用开关拓扑和电阻来控制LED电流，这种开关会产生热量，从而降低系统的效率。此外，这种额外的电路导致灯泡的总成本增加。这就是为什么我们在上一篇文章中讨论了低成本的LED驱动系统，甚至构建了一个来测试其性能。

交流LED驱动器的另一个可怕的问题是闪烁效果。正如我们大多数人已经注意到的，旧的LED驱动电路有一个闪烁的效果。在大多数情况下，这些传统的交流LED驱动电路使用半正弦波，频率是电源线的两倍。这意味着，在50赫兹频率的电力线中，它会产生近100次闪光，这些闪光可以被人眼检测到，这是有害的。这应该被消除。因此，引入了使用少量无源元件的现代技术来取代传统的采用开关拓扑结构的交直流变换器。

无人驾驶交流LED灯-工作

无人驾驶LED系统有一种叫做交流LED光引擎的东西。但是，什么是交流LED光引擎呢?一般来说，发动机是用来把一种形式的能量转换成另一种形式的。例如，发动机用于将燃料产生的热量转化为轴的运动。类似地，交流LED光引擎用于将电能转换为光的流明。

交流LED光引擎是一种机械装置或电路板，其中安装了LED芯片和所有电气连接。它是一种现成的光源形式，可以很容易地固定在交流插座上。它有助于LED灯泡作为其他传统灯具的直接替代品。

这种交流LED的发展经历了几个阶段。它首先简单地将标准led串联起来，以匹配led的组合正向电压与最大交流输入电压。没有任何驱动器就点亮那些led听起来是个好主意，但它并不成功。这种设计有一个主要的缺点，交流电在每个周期将其极性从正变为负，因此，在每个正循环中，led都是正向偏置的(打开)，但在每个负循环中，led都是反向偏置的，这使得它们关闭。

第一代无人驾驶led

那么解决方案是什么呢?此时，第一代无人驾驶交流LED灯问世，其中每段LED都被替换为反平行对，如下图所示。

在上图中，led以反平行的方式连接。在每一个正循环中，一对的一边是正向偏置，另一边是反向偏置，但在负循环中，状态改变，其他led亮起。这里的电流受到一个高功率电阻R1的限制。

电路的正面是效率。效率非常高。通过电路的同相电流和电压波形产生高功率因数。但是，尽管上面提到了积极的一面，第一代无人驾驶LED光引擎是失败的。这是因为较差的闪烁指数和两倍数量的led比要求。它产生一种闪光效果，很容易被人眼检测到，并且在任何给定的时间内，一半的使用led保持关闭状态。

第二代无人驾驶led

针对这一缺点，开发了第二代无人驾驶交流LED发动机。这一次的目标是降低LED计数。只有将交流转换成直流才有可能。因此，在第二代无人驾驶交流LED光引擎中加入了桥式整流二极管。除了整流二极管外，电路中的一切都是不变的。

像之前一样，电阻R1控制LED电流。现在每一个正负循环都通过led，使它们在两个循环中都保持打开状态。

第三代无人驾驶led

第三代交流LED发动机的引入提高了效率，并得到了增强的闪烁指数。电路中增加了开关控制器，可以单独控制LED到一定的水平，其中电源线电压与LED电压相同。电流限制功能也可以在集成开关控制器中使用，并且可以使用外部组件重新配置。这样的电路可以提供近80%的效率和0.30到0.35的闪烁指数。

第四代无人驾驶led

在第四代无人驾驶交流LED发动机中，取消了控制器，并使用无源元件来补偿制造成本。此外，由于具有较高的功率因数和增强的闪烁指数，效率也很优越。

该电路工作在两个独立的电流脉冲下，即电容性限制电流脉冲和电阻性限制电流脉冲。这些电流脉冲以一种LED串每半周期线电压得到两个电流脉冲的方式馈送到LED串中。下图是第四代低功耗无人驾驶交流LED光引擎电路。

上述电路的工作原理非常有趣。在输入交流的前半个周期中，电流通过电阻R1，最终对电容器C1充电，并通过第二串led返回到桥式整流二极管，对电容器C2和电阻R2充电。在负峰值期间，电容器C4相应地放电C1和C2，并将电流推到第二串上。因此，在每个周期中，点亮LED串所需的电流并没有完全流过电阻。几乎40-50%的总电流通过电阻，通过减少散热，将效率提高到90%。

led的输入波形和输入交流电压可以在下图中看到。

上图显示了三个图：输入电压，左LED串电流和右LED串电流随时间的变化。在230V线电压下，LED串交替亮起。这是在毫秒范围内的一个非常快的转变。

无人驾驶LED灯技术的优势

1. 这些无人驾驶的LED灯更容易制造。降低了成本，并且只需要很少的维护。

2. 由于改进的闪烁指数，它可以用于高海湾灯。此外，办公室、房间、教育部门也在使用无人驾驶的交流LED灯。

3. 移除LED驱动后，它启用了重塑功能。LED产品可以制作成不同的形状和尺寸。

4. 安装方便快捷是无人驾驶交流LED灯的另一大特点。

无人驾驶LED灯制造商

无人驾驶交流LED灯今天卖得很火。不同的制造商正在生产不同类型的无人驾驶交流LED技术。中国是无人驾驶交流LED灯的主要供应商之一。然而，有几家公司也在生产具有高正向电压和高流明的led。高正向电压LED在无人驾驶交流LED系统中提供低元件计数。在这一领域受欢迎的无人驾驶交流LED制造商有Cree， LUMILEDS， SAMSUNG, NMB Technologies， Opulent等。

本文编译自circuitdigest