عشرة أسباب وراء فشل برامج تشغيل LED
بشكل أساسي، تتمثل الوظيفة الرئيسية لمشغل LED في تحويل مصدر جهد التيار المتردد المدخل إلى مصدر تيار يمكن أن يختلف جهد خرجه مع انخفاض الجهد الأمامي لـ LED Vf.
باعتبارها مكونًا رئيسيًا في إضاءة LED، تؤثر جودة محرك LED بشكل مباشر على موثوقية واستقرار وحدة الإنارة الشاملة. تبدأ هذه المقالة ببرنامج تشغيل LED والتقنيات الأخرى ذات الصلة وتجربة تطبيقات العملاء، وتحلل العديد من حالات الفشل في تصميم المصابيح وتطبيقها:
1. لا يتم أخذ نطاق الاختلاف في حبة مصباح LED Vf في الاعتبار، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المصباح وحتى التشغيل غير المستقر.
يتكون طرف الحمل لوحدة الإنارة LED عمومًا من عدد من سلاسل LED المتوازية، ويكون جهد التشغيل الخاص بها هو Vo=Vf*Ns، حيث يمثل Ns عدد مصابيح LED المتصلة على التوالي. يتقلب Vf الخاص بمصباح LED مع تقلبات درجات الحرارة. بشكل عام، يصبح Vf منخفضًا عند درجات الحرارة المرتفعة ويصبح Vf مرتفعًا عند درجات حرارة منخفضة عند حدوث تيار ثابت. ولذلك، فإن جهد التشغيل لوحدة الإنارة LED عند درجة الحرارة العالية يتوافق مع VoL، ويتوافق جهد التشغيل لوحدة الإنارة LED عند درجة الحرارة المنخفضة مع VoH. عند اختيار مشغل LED، ضع في اعتبارك أن نطاق جهد خرج المحرك أكبر من VoL~VoH.
إذا كان الحد الأقصى لجهد الخرج لمشغل LED المحدد أقل من VoH، فقد لا تصل الطاقة القصوى لوحدة الإنارة إلى الطاقة الفعلية المطلوبة عند درجة حرارة منخفضة. إذا كان أدنى جهد لمشغل LED المحدد أعلى من VoL، فقد يتجاوز خرج المحرك نطاق العمل عند درجة حرارة عالية. غير مستقر، سيومض المصباح وما إلى ذلك.
ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار اعتبارات التكلفة والكفاءة الإجمالية، لا يمكن متابعة نطاق جهد الخرج الواسع للغاية لمحرك LED: نظرًا لأن جهد المحرك يكون فقط في فترة زمنية معينة، فإن كفاءة المحرك هي الأعلى. وبعد تجاوز النطاق، سيكون عامل الكفاءة والطاقة (PF) أسوأ. وفي الوقت نفسه، يكون نطاق جهد الخرج للسائق واسعًا جدًا، مما يؤدي إلى زيادة التكلفة ولا يمكن تحسين الكفاءة.
2. عدم مراعاة احتياطي الطاقة ومتطلبات تخفيض الطاقة
بشكل عام، الطاقة الاسمية لمشغل LED هي البيانات المقاسة عند الجهد المحيطي المقدر والجهد المقدر. نظرًا للتطبيقات المختلفة التي يمتلكها العملاء المختلفون، فإن معظم موردي برامج تشغيل LED سيوفرون منحنيات تخفيض الطاقة وفقًا لمواصفات المنتج الخاصة بهم (منحنى تخفيض الحمل المشترك مقابل درجة الحرارة المحيطة ومنحنى تخفيض الحمل مقابل جهد الدخل).
3. لا أفهم خصائص عمل LED
طلب بعض العملاء أن تكون طاقة الإدخال للمصباح قيمة ثابتة، ثابتة بنسبة خطأ 5%، ولا يمكن تعديل تيار الإخراج إلا إلى الطاقة المحددة لكل مصباح. نظرًا لاختلاف درجات حرارة بيئة العمل وأوقات الإضاءة، ستختلف قوة كل مصباح بشكل كبير.
يقدم العملاء مثل هذه الطلبات، على الرغم من اعتبارات عوامل التسويق والأعمال الخاصة بهم. ومع ذلك، فإن خصائص فولت أمبير لمصباح LED تحدد أن مشغل LED هو مصدر تيار ثابت، ويختلف جهد الخرج الخاص به مع جهد سلسلة حمل LED Vo. تختلف طاقة الإدخال مع Vo عندما تكون الكفاءة الإجمالية للسائق ثابتة إلى حد كبير.
وفي الوقت نفسه، ستزداد الكفاءة الإجمالية لمشغل LED بعد التوازن الحراري. في ظل نفس طاقة الخرج، ستنخفض طاقة الإدخال مقارنة بوقت بدء التشغيل.
لذلك، عندما يحتاج تطبيق برنامج تشغيل LED إلى صياغة المتطلبات، يجب عليه أولاً فهم خصائص عمل LED، وتجنب إدخال بعض المؤشرات التي لا تتوافق مع مبدأ خصائص العمل، وتجنب المؤشرات التي تتجاوز بكثير الطلب الفعلي، وتجنب الجودة المفرطة وإهدار التكلفة.
4. غير صالح أثناء الاختبار
كان هناك عملاء قاموا بشراء العديد من العلامات التجارية لبرامج تشغيل LED، لكن جميع العينات فشلت أثناء الاختبار. لاحقًا، وبعد التحليل في الموقع، استخدم العميل منظم الجهد الكهربي ذاتي الضبط لاختبار مصدر الطاقة لمشغل LED مباشرةً. بعد التشغيل، تمت ترقية المنظم تدريجيًا من 0Vac إلى جهد التشغيل المقدر لمشغل LED.
إن عملية الاختبار هذه تجعل من السهل على مشغل LED أن يبدأ ويحمل بجهد دخل صغير، مما قد يتسبب في أن يكون تيار الإدخال أكبر بكثير من القيمة المقدرة، والأجهزة ذات الصلة بالإدخال الداخلي مثل الصمامات، وجسور المقوم، و يفشل الثرمستور وما شابه بسبب التيار الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة، مما يتسبب في فشل محرك الأقراص.
ولذلك، فإن طريقة الاختبار الصحيحة هي ضبط منظم الجهد على نطاق جهد التشغيل المقدر لبرنامج تشغيل LED، ثم توصيل برنامج التشغيل باختبار التشغيل.
بالطبع، يمكن أن يؤدي تحسين التصميم تقنيًا أيضًا إلى تجنب الفشل الناجم عن سوء التشغيل في الاختبار: ضبط دائرة تحديد جهد بدء التشغيل ودائرة حماية الجهد المنخفض للمدخل عند مدخل السائق. عندما لا يصل الإدخال إلى جهد بدء التشغيل الذي حدده برنامج التشغيل، لا يعمل برنامج التشغيل؛ عندما ينخفض جهد الإدخال إلى نقطة حماية الجهد المنخفض للمدخل، يدخل السائق في حالة الحماية.
لذلك، حتى إذا كانت خطوات تشغيل المنظم الموصى بها ذاتيًا لا تزال مستخدمة أثناء اختبار العميل، فإن محرك الأقراص يتمتع بوظيفة الحماية الذاتية ولا يتعطل. ومع ذلك، يجب على العملاء أن يفهموا بعناية ما إذا كانت منتجات مشغل LED التي تم شراؤها تحتوي على وظيفة الحماية هذه قبل الاختبار (مع الأخذ في الاعتبار بيئة التطبيق الفعلية لبرنامج تشغيل LED، فإن معظم برامج تشغيل LED لا تحتوي على وظيفة الحماية هذه).
5. أحمال مختلفة، نتائج اختبار مختلفة
عندما يتم اختبار برنامج تشغيل LED باستخدام ضوء LED، تكون النتيجة طبيعية، ومع اختبار الحمل الإلكتروني، قد تكون النتيجة غير طبيعية. عادة ما تكون لهذه الظاهرة الأسباب التالية:
(1) يتجاوز جهد الخرج أو طاقة خرج السائق نطاق عمل مقياس الحمل الإلكتروني. (خاصة في وضع السيرة الذاتية، يجب ألا تتجاوز قوة الاختبار القصوى 70% من قوة الحمل القصوى. وإلا، فقد يكون الحمل محميًا من الطاقة الزائدة أثناء التحميل، مما يتسبب في عدم عمل محرك الأقراص أو تحميله.
(2) خصائص مقياس الحمل الإلكتروني المستخدم ليست مناسبة لقياس مصدر التيار الثابت، ويحدث قفزة في موضع جهد الحمل، مما يؤدي إلى عدم عمل المحرك أو تحميله.
(3) نظرًا لأن مدخلات مقياس الحمل الإلكتروني سيكون لها سعة داخلية كبيرة، فإن الاختبار يعادل مكثفًا كبيرًا متصلاً بالتوازي مع مخرج السائق، مما قد يتسبب في أخذ عينات تيار غير مستقرة للسائق.
نظرًا لأن برنامج تشغيل LED مصمم لتلبية خصائص التشغيل لمصابيح LED، فإن أقرب اختبار للتطبيقات الفعلية والواقعية يجب أن يكون استخدام حبة LED كحمل وسلسلة على مقياس التيار الكهربائي ومقياس الفولتميتر للاختبار.
6. يمكن أن تتسبب الحالات التالية التي تحدث غالبًا في تلف برنامج تشغيل LED:
(1) يتم توصيل التيار المتردد بمخرج التيار المستمر للسائق، مما يتسبب في فشل محرك الأقراص؛
(2) يتم توصيل التيار المتردد بمدخل أو مخرج محرك DC/DC، مما يتسبب في فشل محرك الأقراص؛
(3) يتم توصيل طرف الإخراج الحالي الثابت والضوء المضبوط معًا، مما يؤدي إلى فشل المحرك؛
(4) يتم توصيل خط الطور بالسلك الأرضي، مما يؤدي إلى عدم إخراج المحرك وشحن الغلاف؛
7. اتصال خاطئ لخط المرحلة
عادةً ما تكون التطبيقات الهندسية الخارجية عبارة عن نظام ثلاثي الطور بأربعة أسلاك، مع المعيار الوطني كمثال، كل خط طور وخط 0 بين جهد التشغيل المقدر هو 220VAC، وخط الطور وخط الطور بين الجهد هو 380VAC. إذا قام عامل البناء بتوصيل مدخلات المحرك إلى خطي الطور، فسيتم تجاوز جهد دخل محرك LED بعد تشغيل الطاقة، مما يتسبب في فشل المنتج.
8. نطاق تقلبات شبكة الكهرباء يتجاوز النطاق المعقول
عندما تكون أسلاك فرع شبكة المحولات نفسها طويلة جدًا، توجد معدات طاقة كبيرة في الفرع، وعندما تبدأ المعدات الكبيرة وتتوقف، سوف يتقلب جهد شبكة الطاقة بشكل كبير، بل ويؤدي إلى عدم استقرار شبكة الطاقة. عندما يتجاوز الجهد اللحظي للشبكة 310 فولت تيار متردد، فمن الممكن إتلاف محرك الأقراص (حتى لو كان هناك جهاز حماية من الصواعق غير فعال، لأن جهاز الحماية من الصواعق يتعامل مع العشرات من ارتفاعات النبض على مستوى الولايات المتحدة، بينما شبكة الكهرباء قد يصل التقلب إلى عشرات MS، أو حتى مئات مللي ثانية).
ولذلك، فإن شبكة الطاقة فرع إنارة الشوارع لديها آلات طاقة كبيرة لإيلاء اهتمام خاص لها، فمن الأفضل مراقبة مدى تقلبات شبكة الطاقة، أو إمدادات طاقة محولات شبكة الطاقة المنفصلة.
9. التعثر المتكرر للخطوط
توصيل المصباح على نفس الطريق أكثر من اللازم مما يؤدي إلى زيادة الحمل على مرحلة معينة، وعدم تساوي توزيع الطاقة بين السحنات مما يتسبب في تعثر الخط بشكل متكرر.
10. محرك تبديد الحرارة
عند تركيب محرك الأقراص في بيئة غير جيدة التهوية، يجب أن يكون مبيت محرك الأقراص على اتصال قدر الإمكان بغطاء وحدة الإنارة، إذا سمحت الظروف بذلك، في الغلاف وغطاء المصباح على سطح التلامس المطلي بغراء التوصيل الحراري أو الملصق تعمل وسادة التوصيل الحراري على تحسين أداء تبديد الحرارة للمحرك، وبالتالي ضمان عمر وموثوقية المحرك.
باختصار، هناك الكثير من التفاصيل التي يجب الانتباه إليها في برامج تشغيل LED في التطبيق الفعلي، ويجب تحليل العديد من المشكلات مسبقًا وضبطها لتجنب الفشل والخسارة غير الضرورية!