كم عدد التصنيفات الموجودة لمزودات طاقة محركات LED؟

عن طريق وضع القيادة
(1) نوع التيار الثابت
أ. يظل التيار الخارج من دائرة تشغيل ذات تيار ثابت ثابتاً، في حين يتغير الجهد المستمر الخارج ضمن نطاق محدد تبعاً لقيمة مقاومة الحمل. فعندما تكون مقاومة الحمل صغيرة، يكون الجهد الخارج منخفضاً، وكلما زادت مقاومة الحمل ارتفع الجهد الخارج؛
ب. دائرة التيار الثابت لا تتأثر بقصر الحمل، إلا أنه يُحظَر تمامًا فتح الحمل بالكامل.
ج. تعد دائرة التيار الثابت للتشغيل مثالية لتشغيل الثنائيات الباعثة للضوء، لكنها باهظة الثمن نسبيًا.
د. يجب الانتباه إلى القيم القصوى للتيار والجهد المسموح بهما، حيث إنها تحدّ من عدد المصابيح الثنائية الباعثة للضوء المستخدمة؛
(2) جهد مستقر:
أ. بعد تحديد البارامترات المختلفة في دائرة استقرار الجهد، يُثبَّت جهد الخرج، بينما يتغير تيار الخرج تبعًا لزيادة الحمل أو نقصانه؛
ب. دائرة استقرار الجهد لا تتأثر بانقطاع الدائرة المفتوحة للحمل، إلا أنه يُحظَر منعًا باتًا حدوث قصر كامل في الحمل.
ج. تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء باستخدام دائرة تشغيل ثابتة الجهد، وإضافة مقاومات مناسبة إلى كل سلسلة من أجل جعل شدة إضاءة كل صمام ثنائي باعث للضوء متوسطة؛
د. سيتأثر السطوع بتغيرات الجهد الناتجة عن عملية التوحيد.
(3) محرك النبض
تتطلب العديد من تطبيقات LED وظائف التعتيم، مثل الإضاءة الخلفية باستخدام LED أو تعتيم إضاءة المباني. ويمكن تحقيق وظيفة التعتيم من خلال ضبط سطوع وتباين LED. وقد يكفي خفض التيار المارّ عبر الجهاز لتعديل انبعاث LED؛ غير أن تشغيل LED عند تيار أقل من القيمة الاسمية قد يؤدي إلى عواقب سلبية كثيرة، منها ظهور فروق في اللون. وللتعويض عن طريقة التعديل البسيط للتيار، يتم دمج وحدة تحكم بتعديل عرض النبضة (PWM) في محرك LED. ولا تُستخدم إشارة PWM مباشرةً للتحكم في LED، بل لتوجيه مفتاحٍ كهربائي، مثل MOSFET، بحيث يزوّد LED بالتيار المطلوب. وعادةً ما تعمل وحدات التحكم PWM بتردد ثابت، مع تعديل عرض النبضة ليتوافق مع نسبة الدوران المطلوبة. وفي الوقت الراهن، تستخدم معظم رقائق LED تقنية PWM للتحكم في إنارة LED. ولضمان عدم شعور الناس بوميض واضح، يجب أن يتجاوز تردد نبضات PWM 100 هرتز. وتتمثل الميزة الرئيسية للتحكم بواسطة PWM في دقة أكبر لتيار التعتيم، مما يقلّل إلى أدنى حدّ من فروق اللون أثناء انبعاث الضوء من LED. [1]
(4) محرك التيار المتردد
يمكن أيضًا تقسيم محركات التيار المتردد إلى ثلاثة أنواع وفقًا لتطبيقاتها المختلفة: محركات التخفيض، ومحركات الرفع، والمحولات. ولا يقتصر الاختلاف بين محركات التيار المتردد ومحركات التيار المستمر على ضرورة تقويم وتصفية طاقة التيار المتردد الداخلة فحسب، بل يشمل أيضًا مسألة العزل وعدم العزل من منظور السلامة.
يُستخدم محرك الإدخال المتردد بشكل رئيسي للمصابيح المعدَّلة: فبالنسبة إلى مصابيح PAR العشرة (المصباح ذو العاكس الألومنيوم القطعي، وهو مصباح شائع الاستخدام على المسرح الاحترافي)، ومصابيح الإضاءة القياسية، وغيرها، تعمل هذه المصابيح عند جهد إدخال متردد قدره 100 فولت أو 120 فولت أو 230 فولت؛ أما بالنسبة لمصباح MR16، فيتعيّن أن يعمل عند جهد إدخال متردد قدره 12 فولت. ونظراً لوجود بعض المسائل المعقدة، مثل قابلية الخفت لدى مفاتيح الثايرستور ثنائية الاتجاه ذات الثلاثة أطراف القياسية أو لدى أجهزة خفت الحافة الأمامية والخلفية، بالإضافة إلى مشكلات التوافق مع المحولات الإلكترونية (أي عدم حدوث وميض أثناء التشغيل) التي تولّد طاقة متناوبة بجهد 12 فولت انطلاقاً من جهد الخط المتردد عندما تعمل مصابيح MR16، فإن المجال المتعلق بمحركات الإدخال المتردد أكثر تعقيداً مقارنةً بمثيله الخاص بمحركات الإدخال المستمر. [1]
يُطبَّق مصدر التيار المتردد (محرك الشبكة الكهربائية) على محرك LED، والذي عادةً ما يتعين عليه أن يمرّ بخطوات مثل تخفيض الجهد، والتصحيح، والتصفية، واستقرار الجهد (أو استقرار التيار)، وذلك لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. بعد ذلك، تُستخدم دارات تشغيل مناسبة لتوفير تيار تشغيل ملائم للـLED، مع تحقيق كفاءة تحويل عالية، وحجم صغير، وكلفة منخفضة، وفي الوقت نفسه حلّ مشكلات العزل الأمني. وبالنظر إلى التأثير على شبكة الطاقة، يتعيّن أيضًا معالجة مشكلات التداخل الكهرومغناطيسي ومعامل القدرة. بالنسبة لـLED ذات القدرة الصغيرة والمتوسطة، فإن الهيكل الدائري الأمثل هو دائرة محول فليبراك أحادي النهاية المعزولة؛ أما في التطبيقات ذات القدرة العالية، فيجب استخدام دائرة محول جسري. [1]
وفقًا ل構造 الدائرة
(1) طريقة تقليل الجهد باستخدام المقاومة والمكثف: من خلال خفض الجهد عبر المكثف، أثناء التشغيل الومضي، وبسبب تأثير الشحن والتفريغ، يصبح التيار اللحظي المارّ عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء مرتفعًا جدًا، مما يُسهِّل تلف الرقاقة. كما أن النظام يكون عرضةً لتقلبات الجهد في شبكة التغذية، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الطاقة وانخفاض الموثوقية.
(2) طريقة خفض الجهد بواسطة المقاومة: إن خفض الجهد عبر المقاومة يتأثر تأثراً كبيراً بتغيرات جهد الشبكة، مما يجعل من الصعب توفير مصدر طاقة مستقر. كما أن مقاومة خفض الجهد تستهلك كمية كبيرة من الطاقة، ولذلك تتميز هذه الطريقة في إمداد الطاقة بكفاءة منخفضة في استهلاك الطاقة وموثوقية منخفضة للنظام.
(3) طرق تقليدية لتخفيض جهد المحولات: تتميز هذه الطريقة بحجم صغير للجهاز، ووزن ثقيل، وكفاءة منخفضة في استهلاك الطاقة، إذ لا تتجاوز عادةً 45% إلى 60%؛ ولذلك نادراً ما تُستخدم وتتسم بانخفاض الموثوقية.
(4) طريقة خفض الجهد باستخدام محول إلكتروني: تتميز بكفاءة طاقة منخفضة، وبمدى جهد غير واسع، عادةً بين 180 و240 فولت، مع تداخل كبير نتيجة الموجات المتذبذبة.
(5) مزود الطاقة بنمط التبديل لتقليل جهد الدائرة المتكاملة: يتميز نطاق استقرار الجهد باتساع نسبي، وكفاءة الطاقة به مرتفعة نسبياً، إذ يمكن أن تصل عادةً إلى ما بين 70% و80%، كما يُستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك، نظراً لعدم استمرارية تردد التذبذب في طريقة التحكم هذه، يصعب التحكم في تردد التبديل، كما يكون معامل تموج جهد الحمل كبيراً نسبياً، مما يؤدي إلى ضعف القدرة على التكيف مع الأحمال غير الطبيعية.
(6) مزود طاقة بتبديل وضع التحكم PWM: يتكوّن أساسًا من أربعة أجزاء: جزء تقويم وتصفية المدخل، وجزء تقويم وتصفية المخرج، وجزء التحكم في استقرار الجهد بتقنية PWM، وجزء تحويل الطاقة بالتبديل. ويقوم المبدأ التشغيلي الأساسي لمنظم الجهد بالتبديل بتقنية PWM على توفير تغذية راجعة ذات حلقة مغلقة من خلال الفرق بين الإشارة المتحكَّم فيها والإشارة المرجعية في دائرة التحكم، وذلك عند حدوث تغييرات في جهد المدخل، أو في المعلمات الداخلية، أو في الأحمال الخارجية. وبذلك يتم ضبط عرض النبضة لجهاز التبديل في الدائرة الرئيسية بهدف استقرار جهد المخرج أو تياره في مزود الطاقة بالتبديل (أي منظّم الجهد المقابل أو مزوّد الطاقة ذي التيار الثابت). وتبلغ كفاءة استهلاك الطاقة فيه نسبةً عاليةً جدًا، غالبًا ما تتراوح بين 80% و90%، مع استقرار الجهد والتيار الخارجيين. وبوجه عام، يتمتع هذا النوع من الدوائر بتدابير حماية شاملة، مما يجعله من مزودات الطاقة ذات الموثوقية العالية.
تصنيف مواقع تركيب الطاقة
يمكن تقسيم مصدر طاقة القيادة إلى مصدر طاقة خارجي ومصدر طاقة داخلي وفقًا لموضع التركيب.
(1) مصدر طاقة خارجي
كما يشير الاسم، فإن مصدر الطاقة الخارجي هو ذلك الذي يتم تركيبه خارج الجهاز. وبوجه عام، إذا كانت الجهد الكهربائي مرتفعًا نسبيًا ويشكل خطرًا على السلامة البشرية، يُشترط استخدام مصدر طاقة خارجي. ويتميّز هذا النوع عن مصدر الطاقة المدمج في أنه مزوَّد بغطاء أو هيكل خارجي، وهو ما يُعرف عادةً باسم «مصباح الشارع».
(2) مزود طاقة مدمج
ويعني ذلك تركيب مصدر الطاقة داخل المصباح، عادةً بجهد منخفض نسبيًا يتراوح بين 12 فولت و24 فولت، مما لا يشكّل أي مخاطر على السلامة البشرية. وهذا النوع الشائع هو مصباح الفقاعة.