Aviatreid.ru

Прокат металла "Авиатрейд"
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переменный и постоянный ток; в чем отличие

Переменный и постоянный ток – в чем отличие?

Электроток – упорядоченное движение позитивно заряженных частичек, в качестве которых, в зависимости от среды, могут выступать электроны, ионы, катионы и анионы, обладающие определенным статичным зарядом.

Постоянный ток всегда «протекает» в одностороннем направлении: в стальных проводах от «плюса» к «минусу». Что касается переменного тока, то судя из названия, понятно, что он подвергается изменениям. Каким образом происходят изменения?

В домашних розетках «находится» ток, подвергающийся синусоидальным колебаниям при значении частоты 50 Гц. Если обратить внимание на электрическую цепь обычной лампы накаливания, то здесь получаем:

  • электроны в поле постоянного тока всегда передвигаются от «-» к «+»;
  • в случае переменного, движение определяется частотой генератора – то есть, при частоте тока 50 Гц курс потока электронов изменится 100 раз за 1 секунду. То есть, по сути, в розетке плюс и минус поменяются местами 100 раз. Поэтому, независимо от того, какой стороной вставляется вилка в розетку, техника или бытовой прибор будет нормально работать.

Физический смысл переменного тока выражается по синусоидальному закону: от «0» до максимального положительного значения, далее до «0» и отрицательного максимума амплитуды. При переменном токе также изменяется его заряд и полярность в диапазоне 100-0-100%. Кроме этого ток переменный легче преобразить.

Источники тока

Первым человечество узнало об электросетях постоянного тока, но из-за конструктивной сложности генератора, с ними возникали постоянные проблемы и частые поломки. Конструкция же генератора переменного тока намного проще, что сказывается на удобстве в эксплуатации.

Для того чтобы добиться одинаковых параметров мощности, нужно повышенное напряжение и малый ток или наоборот. Чем больше сила тока, тем потребуется большее сечение провода – а это затратно. К примеру, по проводам малого сечения можно передавать до 1,5 млн Вольт электроэнергии при величине силы тока в 100А и минимальных потерях. Далее, подстанция «заберет» до 500 тысяч Вольт при силе тока 10А и «отдаст» в сеть 10 тысяч Вольт при 500А. Потом, районные электрические трансформаторные станции преобразуют напряжение на 220В или 380В для потребительских целей при величине силы тока 10 тысяч Ампер.

Похожий принцип действия, но в противоположную сторону имеет стационарный компьютер. ПК сначала преобразует переменный в постоянный ток, а далее посредством БП (блок питания) снижает параметр напряжения до требуемой для правильной работы всех узлов ПК величины.

Для справки. А знаете ли Вы, что в конце 19 столетия, процесс электроснабжения населенных пунктов мог пойти по другому пути. Изобретатель Томас Эдисон продвигал в массу значимость постоянного тока. И если бы не эксперименты выдающего ученого Никола Тесла, обосновавшего эффективность переменного тока, то все в мире могло пойти по абсолютно другому пути. Сербский ученый Тесла первым разработал многофазный генератор, выдающий переменный ток, что позволило доказать превосходство переменного тока над источниками постоянного электричества.

Устройства постоянного напряжения:

  • различные виды батареек;
  • аккумуляторы разных типов;
  • генераторы;
  • преобразователи и выпрямители;
  • приборы для аварийного освещения.

К переменным относятся:

  • генераторы;
  • повышающие и понижающие трансформаторы;
  • стационарные электро розетки.

Огромный выбор оборудования и комплектующих для монтажа электрических сетей переменного и постоянного типа представлен в интернет-магазине «Пауэрлюкс». Наши специалисты подберут электротехническую продукцию под ваши конкретные задачи уже сейчас. Звоните!

Читайте так же:
Схема подключения лампы дневного света со стартером через выключатель

Замена галогеновых g4 на светодиодные

Имеется люстра с галогеновыми лампами g4 12 вольт 20 ватт, учитывая, что потолок натяжной, хочу заменить на светодиодные, там получается надо еще блок заменить? Только как понять какой именно, там их целых 3

Зачем менять — просто покупаются светодиоды на 12 вольт а не 220 и вставляются, у меня так 18-ти ламповая люстра работает, 3W светодиод светит гораздо ярче родных 10W галогенок.

  • 3

#3 Оффлайн jadson

#4 Оффлайн jadson

#5 Оффлайн Георгич

  • Авто: Toyota Camry

Заинтересовало. Погуглил. Нашёл. Может, пригодится.

#6 Оффлайн jadson

Прикрепленные файлы:
  • image.jpg145,07 Кб 21 раз скачано

#7 Оффлайн Wit

  • Авто: бледный конь

#8 Оффлайн Xoka

у тех которые для диодов обозначены плюс и минус или выходят красный и черный провод, и обязательно где-нибудь будет надпись LED

#9 Оффлайн Astriх

  • Авто: Ларгус

После этого транса поставить диодный мост и пользовать светодиодные на постоянный ток.

Изменено: Astriх, 8.02.2015 — 17:12

#10 Оффлайн Dimitrius

В самих светодиодах обычно уже есть диодный мост, попробуй просто купить только светодиоды

http://ionos.ru/p394. chka-utled.html — я вот такие поставил 2W 130 люменов — и да — в описании стоит AC, т.е. работает со всеми типами блоков.

#11 Оффлайн solomon

Дважды герой флейма

  • Авто: Kia Cerato II

#12 Оффлайн Eqilibrium

Четырежды герой флейма

Это трансформатор постоянного или переменного тока?

Тебе нужны лампы с характеристиками G4 LED 12V AC, коих великое множество в продаже. Мощность суммируется.

можно еще рассмотреть вариант поставить светодиодные на 220 вольт

А смысл? Выдрать трансформатор? 12-вольтовые лампы по определению должны быть дешевле.

Вот у меня проблема, так проблема. Нужны компактные трасформаторы (под потолочные светильники) с выходом DC 50V

Перегорели, а найти замену с таким выходом нигде не могу. Может кто умеет собирать такие?

Изменено: Eqilibrium, 9.02.2015 — 18:16

— Что надо встретить мужчине, чтобы встретиться старость?

#13 Оффлайн Rottor

Трижды герой флейма

  • Авто: английский и японский.

В самих светодиодах обычно уже есть диодный мост, попробуй просто купить только светодиоды

в лампах со светодиодами — поверю.

базар как вода — чем лучше фильтруешь, тем здоровее почки.

#14 Оффлайн Astriх

  • Авто: Ларгус

Вот у меня проблема, так проблема. Нужны компактные трасформаторы (под потолочные светильники) с выходом DC 50V

Перегорели, а найти замену с таким выходом нигде не могу. Может кто умеет собирать такие?

А обычный транс нельзя разместить? Может в светильнике сделано параллельно-последовательное соединение, попробовать посчитать и свести к стандартным напряжениям. Или блок питания жоржичу отвезти может он вселит в них новую жизнь.

Светодиодные лампы и их устройство

Светодиодный световой прибор представляет собой систему, состоящую из светодиодов, источников питания и преобразователей напряжения, драйверов светодиодов, цепей контроля и управления, устройств для отвода тепла, а также линз и других оптических устройств для смешивания, рассеивания и выведения света.

Питание светодиодов

Для образования свечения в кристалле полупроводника используется прямой электрический ток. Как правило, питание светодиодов производится с помощью стабилизированного постоянного тока, при этом необходимо поддерживать его необходимое номинальное значение, от чего зависит стабильность светового потока. Обычно используются линейные аналоговые регуляторы для маломощных светодиодов и специальные сетевые блоки для светодиодов большой мощности. Подключаются светодиоды параллельно либопоследовательно-параллельно. Для диммирования светодиодов применяется два способа – снижение прямого тока либо использование регуляторов широтно-импульсной модуляции. На сегодняшний день, уже разработаны схемы питания, дающие возможность питать светодиоды от сети переменного тока 230V, и создана методика, благодаря которой можно диммировать светодиоды, подключенные к переменному току.

Читайте так же:
Яркость лампы зависит от силы тока

Радиатор

Основной вес светодиодной лампы приходится на радиатор охлаждения, он отводит тепло и не дает деградировать светодиодам. Радиатор исключительно важен для нормальной и долговечной работы лампы. Если он слишком мал, неправильно сделан или имеет плохой контакт со светодиодом, то такая лампа выходит из строя в течение 6-12 месяцев, со временем будет наблюдаться снижение светового потока лампы, так как всё больше энергии будет уходить на нагрев, а не на свечение. Для улучшения теплового режима используются такие параметры как теплопроводность, конвекция и излучение. Корпус светодиодного прибора должен обладать достаточной площадью поверхности, чтобы обеспечить наибольший контакт с воздушными потоками. Нежелательно, чтобы часть светильника, на котором крепится светодиод, была выполнена из металла. Кроме того, в светодиодных светильниках обычно создаются специальные элементы для охлаждения светодиода, например, керамические подложки или металлические теплоотводящие детали.

Драйвер

Основная масса светодиодных ламп представленных на рынке требует питание 220V для работы. Это означает, что в лампу встроен драйвер, который преобразует переменный ток сети в постоянный нужного значения для работы лампы, так как светодиоду для работы требуется не постоянное напряжение, а именно постоянный ток. Кроме того, драйверы оснащены стабилитронами, которые обеспечивают непрерывную работу ламп при скачках напряжения в диапазоне от 160 до 270 V. Блок питания в лампе очень уязвимый узел. Проблема с ним в том, что он очень мал и может сильно греться, причем нагрев идет как от самого блока питания, так и от светодиода. При некачественном исполнении блока питания, использовании дешевых компонентов, не очень хорошей схемы, плохого теплоотвода, низкоэффективного светодиода, блок питания выходит из строя в относительно короткий срок. Замене он не подлежит.

Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы

LED-драйверы MEAN WELL для промышленных и уличных светодиодных светильников: особенности, преимущества, выбор

Сборки на основе светодиодов переменного тока часто имеют светоотдачу и эффективность, не уступающие приборам, в которых используются светодиоды постоянного тока, и, при этом, не нуждаются в AC/DC преобразователе. Но могут ли они найти свое место за рамками тех приложений, в которых применяются сейчас?

Сама по себе концепция светодиодов переменного тока (AC-LED) изящна. Им не нужны AC/DC преобразователи и некоторые другие электронные компоненты, требуемые для питания светодиодов постоянного тока (DC-LED), а вся электронная начинка между источником переменного тока и светодиодом максимально упрощена. Действительно, при создании приложений с AC-LED, где светодиод способен работать непосредственно от линии переменного тока или от понижающего трансформатора, может потребоваться лишь корпус со светодиодами и балластный резистор для некоторых приложений. С другой стороны, при использовании AC-LED может потребоваться оптимизация управления питанием (коррекция коэффициента мощности и суммарного коэффициента гармонических искажений). До настоящего времени область применения AC-LED была ограничена нишей карнизной подсветки, садового и декоративного освещения. Но производители AC-LED сборок утверждают, что однажды весь рынок ретрофитных светодиодных ламп перейдет на AC-LED.

Читайте так же:
Силу тока в каком из ламп показывает амперметр

В данной статье рассматривается коммерческая доступность AC-LED, сборок на их основе и питающих устройств, и обсуждаются проблемы, решение которых приведет к более легкой интеграции AC-LED в электрические сети, чем это происходит с DC-LED. Также здесь затрагивается возможность выхода AC-LED на рынок ретрофитных ламп, включая лампы MR16, A-лампы и потолочные светильники.

Что означает AC-LED?

Важно отметить, что аббревиатура AC-LED на самом деле неправильна: под LED подразумевают диоды, то есть приборы, пропускающие ток в одном направлении (постоянный ток). Однако при использовании так называемой «AC-LED схемы» светодиоды (LED) могут быть подключены напрямую к сети питания (обычно 110 В/60 Гц или 230 В/50 Гц) и светить без обычно применяемого драйвера. В каждом полупериоде синусоидального переменного напряжения половина светодиодов излучает свет, а другая – нет. В следующем полупериоде светодиоды меняются ролями. В такой конфигурации, иногда называемой встречно-параллельной, или «истинным AC», большое количество последовательно соединенных светодиодов может работать непосредственно от электрической сети.

Однако при таком подходе последовательное включение множества светодиодов в одну цепочку становится фактором, ограничивающим их эффективность. Поэтому несколько лет назад производители AC-LED, включая Lynk Labs of Elgin, IL, Seoul Semiconductor (Сеул, Южная Корея) и Epistar (Синьчжу, Тайвань), начали выпускать светодиоды, точнее, их сборки, работающие от низкого или высокого переменного напряжения с использованием простых схем управления. К ним относятся как низковольтные светодиодные сборки, так и сборки с выпрямителями, подключаемые непосредственно к сети переменного тока. Типичное напряжение питания таких приборов может быть от 12 В до 240 В. Отдельные светодиоды соединяются в цепочку, пиковое напряжение на которой достигает, например, 55 В в каждой полуволне сетевого напряжения 110 В. «Это действительно использование переменного тока на основе высоковольтной архитектуры» – сказал Брайен Уилкокс (Brian Wilcox), вице-президент североамериканского отделения компании Seoul Semiconductor, производителя светодиодов постоянного и переменного тока и сборок на их основе.

Для сравнения, DC-LED нуждаются в драйвере для преобразования переменного сетевого напряжения в низкое постоянное напряжение, питающее светодиод. В состав драйвера входит AC/DC преобразователь, как правило, электролитический конденсатор большой емкости, а также другие компоненты, количество которых может достигать 20, как, например, в 7-ваттной лампе MR16. Для приложений большой мощности требуется еще больше компонентов. Однако Уилкокс заявил, что, несмотря на простоту электронной схемы, разработка устройств с AC-LED связано с необходимостью решения таких проблем, как снижение полного коэффициента гармоник, повышение коэффициента мощности и обеспечение зональной регулировки яркости. «Любая из трех задач нетривиальна, в особенности, когда пытаешься решить все три сразу», – заключил Уилкокс.

В самом деле, можно утверждать, что все эти проблемы, а также низкая, в сравнении DC-LED, эффективность до настоящего времени ограничивали распространение AC-LED. Однако в последних AC-LED и высоковольтных изделиях на их основе перечисленные выше недостатки в значительной степени были устранены. Также в новых приборах должна быть решена и проблема мерцания. «Многие люди жалуются на мерцание AC-LED. Но этот эффект является следствием пространственной удаленности светодиодов. Он возникает, когда светодиоды находятся на большом расстоянии друг от друга, и глаз замечает составляющую выпрямленной частоты 50-60 Гц», – говорит Майк Мискин (Mike Miskin), генеральный директор компании Lynk Labs, производителя AC-LED, сборок на их основе и драйверов. В некоторых последних изделиях этой компании используются высокочастотные схемы, понижающие напряжение с помощью электронного трансформатора или какого-либо другого устройства и формирующие сигнал высокой частоты (1000 Гц и более), устраняющий эффект мерцания.

Читайте так же:
Последовательное подключение лампочек через выключатель

Плодами усилий разработчиков стали последние модели AC-LED сборок, характеризующиеся лучшей совместимостью с существующей инфраструктурой, повышенной надежностью за счет меньшего количества применяемых компонентов и, возможно, меньшим временем выхода на рынок.

Виды AC-LED

Согласно Мискину, на сегодняшнем рынке представлены три основных типа AC-LED: питаемые низким переменным напряжением, непосредственно высоким переменным напряжением и выпрямленным высоким переменным напряжением. Низковольтные светодиоды работают от напряжения 12 В или 24 В и подключаются через магнитный или электронный трансформатор. Такие светодиоды, как правило, самостоятельно выпрямляют переменный ток. Они нашли применение в садово-парковых светильниках, для скрытого освещения и подсветки торговых прилавков. В высоковольтных сборках (от 15 до 55 В) используется топология с мостовым выпрямителем, где светодиоды питаются импульсным током в каждом полупериоде синусоиды. В устройствах с выпрямителем содержатся встроенные схемы управления, не позволяющие пиковым токам достигать опасных для светодиодов значений.

Технология AC-LED является масштабируемой, поскольку количество включаемых в цепочку светодиодов можно выбирать в соответствии с напряжением сети, и применима в осветительных приборах с питанием от 12 до 277 В. В самом деле, для достижения наибольшей эффективности AC-LED могут работать даже в резонансном режиме, что невозможно для DC-LED. Мискин пояснил, что Lynk разработала новый метод, позволяющий управлять AC-LED вблизи границы резонанса, так что даже, если одна лампа будет удалена из цепи или выйдет из строя, оставшиеся будут работать с той же эффективностью. Он сказал: «Мы полагаем, что в будущем частоты повысятся до соответствия RLC-компонентам, что даст возможность поднять КПД до 98%».

Замена ламп

Сегодня основным целевым рынком для низковольтных и высоковольтных конструкций на основе AC-LED является рынок ретрофитных ламп, включающий миниатюрные лампы, такие как G4, G8, GU10 и MR16, а также лампы B10 для люстр. Компании также разрабатывают продукты для A-ламп, ламп класса BR и линейные модули для замены люминесцентных ламп.

Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы
Рисунок 1.Питающийся переменным напряжением 220 В 16-ваттный потолочный светильник компании Seoul Semiconductor имеет световой поток 1250 лм, цветовую температуру 3000K и угол обзора 120°.

Рынок потолочных светильников также исключительно привлекателен для устройств с AC-LED, поскольку в таких светильниках, как правило, имеется свободное место для размещения дополнительной электроники. Кроме того, свободное пространство можно занять радиаторами охлаждения. Пример предназначенного для подобных светильников прибора показан на (Рисунке 1). 16-ваттный светодиодный модуль Acrich2 компании Seoul Semiconductor имеет световой поток 1250 лм при цветовой температуре 3000K и угле обзора 120°.

Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы

На Рисунке 2 сравнивается DC-LED с двумя функционально аналогичными сборками AC-LED. Лампа MR16 или GU10 (последняя подключается к сети напрямую) – прямые кандидаты на установку модуля с AC-LED.

В конечном счете, стоимость и надежность будут склонять чашу весов в пользу схем с AC-LED, а не в пользу наиболее распространенных сейчас DC-LED. «Мы уже значительно снизили стоимость корпуса, составляющую около 40% стоимости светодиода, за счет перехода к технологии монтажа кристалл-на-плате и использования SMD компонентов», – сказал Уилкокс. Однако он утверждает, что цель достижения цены $10 за эквивалент 60-ваттной лампы, зачастую рассматриваемая как точка принятия продукции потребителем, может быть достигнута только за счет удаления из светодиодных ламп и светильников дорогих электронных компонентов. – «Лучшим способом снижения цены является внедрение AC-LED без драйверов». Он добавил, что первыми продуктами, которые появятся на полках розничных магазинов, будут ретрофитные лампы, не требующие диммирования, некоторые из которых будут иметь довольно крупные размеры, как A19 и BR30.

Читайте так же:
Подключение две лампы через выключатель

«Я уверен, что в самое ближайшее время мы увидим лампы, заменяющие 60-ваттные лампы накаливания, по цене $15, а чуть позже цена упадет до $10. Это будет продукция компаний с хорошей репутацией, часть которой не будет содержать драйверов. Самыми подходящими областями применения нового товара станут ретрофитные лампы и потолочные светильники», – сказал Уилкокс.

Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы
Рисунок 3.Предназначенный для наружного освещения, модуль SnapBrite компании Lynk Labs питается переменными напряжением 120 В, и при мощности 2 Вт имеет световой поток 120 лм.

Другая важная сфера применения AC-LED – источники подсветки или местного освещения. На Рисунке 3 показан предназначенный для этих целей светодиодный модуль с резистором.
Как отмечалось ранее, чтобы такая продукция стала преобладать на рынке, ее световой поток, эффективность, коэффициент мощности и коэффициент гармоник должны быть, как минимум, не хуже, чем у DC-LED. Впрочем, световой выход и эффективность надо сравнивать на примере конкретного приложения, мы же рассмотрим проблему управления питанием AC-LED.

Управление питанием

Как уже говорилось, плохое управление питанием в части коррекции коэффициента мощности и коэффициента гармоник ограничило выход AC-LED на широкий рынок. Коэффициент мощности равен отношению активной мощности, потребляемой лампой или светильником, к полной мощности. В устройствах с AC-LED нагрузка является нелинейной, поэтому на коэффициент мощности необходимо обращать особое внимание.

Коэффициент гармоник является числовым представлением степени искажения формы кривой тока по сравнению с синусоидальной формой напряжения сети. Гармоники представляют собой нежелательные составляющие тока, кратные основной частоте сети (50 или 60 Гц), приводящие к потерям мощности. Хотя вопрос выходит за рамки этой статьи, стоит отметить, что для уменьшения коэффициента гармоник в устройствах с AC-LED используются различные типы схем согласования, включая резисторы и импульсные источники питания.

Уилкокс отметил, что в линейке продукции Acrich2 блок управления питанием имеет КПД 90% и коэффициент гармоник менее 25%.

Диммирование

Одним из основных преимуществ AC-LED является совместимость с фазоотсекающими (симисторными) диммерами. «Мы можем уменьшить яркость до 2%, что является реальным преимуществом», – утверждает Мискин. Кроме того, Lynk Labs представила технологию, которая «нагревает» цвет свечения при диммировании от 4000K до 2000K с помощью AC-LED и токоограничивающих компонентов.

Выводы

Сборки на основе AC-LED представляют собой конкурентоспособную платформу, особенно на рынке ретрофитных ламп. Падет ли на них выбор производителей ламп и светильников, будет зависеть от характеристик и стоимости таких решений по сравнению со сборками на базе уже проверенных в деле DC-LED. Гонка за создание десятидолларовой замены 60-ваттных ламп накаливания может быть выиграна как одной технологией, так и обеими.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector