尽管所选择的技术发展迅速,但人类除了水和阳光之外还需要什么。 前面讲了污水的处理,现在说说阳光的利用。
以中国人目前的居住环境,堪称真正的群居生活。 他们都希望往更繁荣的地方发展,这也导致了住房问题。 许多人都面临着住房困难的问题。 在这种情况下光纤照明,唯一的选择就是地下室。 很多人都知道,对于地下室来说,一年四季都没有阳光。 只能靠灯光起到照明作用,也让地下室成为潮湿阴暗的代表。 地下室和一楼都是这样,更何况是住在地下室好几层的人。
对于这些,很多原因都是因为地下室太封闭,紫外线无法进入。
我国发明的光纤导引器可以说是地下室居民的救星。 在引入期之前将其安装在阳光充足且方便的地方。 进口商可以每天自动赶上太阳。 高科技镜头收集光线后,太阳光可以通过光纤传输到照明器,这样一来,房间就可以充满阳光,这个可移动的紫外线光源甚至可以照亮任何一个角落。 可以防潮,杀灭室内病毒。 这也让住在地下室的朋友和住在地上的朋友没什么区别。
当然,它并不止于此。 光纤导管还是很节能的。 至于阳光的传导,很多人已经猜到了。 当有阳光时,它还可以节省很大一部分电费。
设计时也考虑了紫外线强度的问题光纤照明,可以自由调节紫外线带来的亮度。 它只是一个人造空调。 在光纤导的使用下,地下室甚至可以种花!
阻碍 LED 照明广泛采用的因素之一是它们与早期安装的切相调光器的匹配性能不佳。
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根据 NEMA(美国电气制造商协会)的数据,仅在北美,就安装了 1.5 亿个家用切相调光器(一种用于白炽光源的设备)。 白炽灯泡固有的热惯性掩盖了调光器不受欢迎的特性。 相反,LED灯具,尤其是其中的供电电路或驱动电路,不得不费力应对市面上这些切相调光器不断变化且不稳定的输出。 最终用户无法接受灯具与灯具之间以及调光器与调光器之间的巨大差异,尽管这可以通过实施自适应驱动电路设计问题来缓解。
最初,切相调光器被设计为一种简单、高效且廉价的白炽光源调光方法。 它通过仅允许交流电网在每个半周期的一定百分比内接通来限制输送到负载的功率来实现调光。 通过改变调光器的位置,可以改变导通周期,从而控制施加在负载上的功率,最终实现光输出的变化。
切相调光器
有两种不同类型的切相调光器(图 1)。 前沿切相调光器延迟过零后的触发角(angel),切断交流电每半个周期的起始部分,只允许后半部分导通。 后沿调光器以相反的方式工作,在每个半周期的初始部分打开 AC,并在后半部分关闭。 先进的调光器只使用一个有源器件——三端双向可控硅开关——这使得它们非常便宜,因此主导了整个北美市场。
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造成 LED 灯具性能差异的一个因素是切相调光器产生的最大和最小触发角之间的巨大不一致。 不同的供应商以及不同的产品型号,触发角的变化范围非常大。 因此,它的导通时间和施加到负载上的功率也会发生变化。 事实上led调光器,通过对市场上不同供应商的64款调光器的调查,我们发现触发角的最小值在17°到72°之间波动,而最大触发角则在104°到179°之间波动(图3)。 2), - 两者都有很大的跨度。
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两个广泛使用的制造商的切相调光器产生的触发角的具体最大值和最小值如下表所示。 对于所有可调光LED灯具的供电电路,调光器的导通时间直接关系到LED的工作电流,进而影响灯具的发光量。 假设 LED 驱动电路具有固定的调光曲线,正如当今市场上所有驱动电路所实现的那样led调光器,驱动电路的性能将因调光器而异。 此外,调光曲线中的任何非线性都会加剧调光器之间的性能差异。
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触发角度的变化
在设计切相调光电源电路时,制造商必须确定电源电路在什么触发角下产生最大和最小LED工作电流。 鉴于电路具有固定的调光曲线,这迫使他们根据性能要求为特定调光器做出一个或多个折衷方案。
考虑这样一种情况:电源电路的最小调光电平为输出电流的1%,对应的触发角为30°; 而最大调光水平为100%,对应的触发角为158°,对应的调光曲线如图3所示。如果电源电路与表中所示的两个调光器一起工作,将完美匹配调光器,在调光器的最小物理位置和最大物理调光器级别实现最小调光级别。 位置以达到最大调光水平。
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但是,如果此电路与那个调光器一起工作,则它不会达到最大 100% 调光水平。 它只能实现高达 49% 的调光水平,因为调光器无法产生 158° 的触发角。 此外,它无法实现 1% 的最低调光水平,因为调光器无法实现低至 30° 的触发角。 在这个例子中,它只会达到 1.7% 的调光水平。
另一种解决方案是设置最小和最大调光水平,以分别匹配调光器的 45° 和 138° 触发角,如图 4 所示。在这种情况下,驱动器将与调光器完美匹配,但如果与调光器一起使用,还是会有问题。 将这些条件用于此调光曲线,驱动器将实现其所需的 1% 的最小调光水平和 100% 的最大调光水平; %,顶部16%,在这些区域仍然可以移动调光器,但没有调光效果。
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一些行业指南,例如由照明研究中心 (LRC) 的(固态照明系统和技术联盟)项目制定的指导文件,建议在整个调光范围内的任何位置,空间行程范围不得超过 10%,并且LRC 谷歌的进一步研究表明,当用户发现有差距时,他们会感到很不舒服。 前面的示例不符合建议,无论是在调光范围的底部还是顶部。 使用不同的调光器,这个问题会更严重。 对于目前市场上的调光器的相角范围,不可能只用固定的调光曲线来支持,既要避免输出电平的变化,又要避免调光器的空行程。
自适应调光解决方案
为了消除不同调光器带来的行为差异,驱动器必须动态调整其调光曲线以适应当前使用的调光器的专有特性。 智能驱动器能够使用基于软件的学习算法来适应相位角的变化。 为了支持市场上的所有调光器,智能驱动器需要根据它观察到的基于默认调光曲线的数据进行调整。 该默认调光曲线的最大和最小相位角应在市场上所有可用调光器的最坏情况限制范围内。 将最大调光输出的默认值设置为 95°,将最小调光输出设置为 75° 即可满足此要求(图 5a)。 然后,当驱动器在切相调光器上工作时,学习算法可以监控调光器产生的相位角,如果相位角超过当前限制值,则限制值和调光曲线将相应调整。 相应调整。
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以上表中的调光器为例,当调光器调到最大位置时,会产生更宽的相位角,最大可达138°。 驱动程序的学习算法发现相位角大于其先前存储的最大限制,并更新限制和调光曲线以适应这种情况。 当调光器调到最小位置时,会产生一个较小的低至45°的相位角,驾驶员的学习算法检测到该相位角低于驾驶员先前存储的最小限值,因此存储的值和调光曲线被更新以适应这种情况。
图5b为调光器适配后的算法调光曲线及其上下限值。 该图清楚地表明,在调光器的最大位置,驱动器的调光输出达到 100%,没有任何死行程,而在最小位置,驱动器的调光输出达到 1%,没有任何死行程。 在这种情况下,驱动器与其配合使用的调光器完美匹配。
持续适应
驱动器可能需要在两种情况下理想地适应不同的相位角——安装时和更换调光器时。 为了简化安装过程并避免用户进行复杂或耗时的学习过程,可以将驱动器的自适应调光算法配置为永久激活。 通过持续监控输入相位角,驱动器能够确定其限制和调光曲线是否需要更新。 一旦它检测到需要更改最大或最小限值的差异,它就会将新检测到的值存储到非易失性存储器中并重新计算调光曲线。 这样,最终用户就可以按照他们所看到的那样操作调光器,驱动器将根据接收到的相位角输入无缝调整调光器。
如果上面的调光器被替换为调光器,则该学习过程继续。 当调光器移动到其最大和最小调光位置时,它会分别产生 158° 和 30° 的相位角。 驱动器的自适应调光算法检测到这两个新限制并调整其存储值和调光曲线以适应新情况。 图5c显示了与调光器配合使用的校正极限值和调光曲线。 曲线再次完美匹配新调光器的特性,没有任何间隙,并保持相同的最大和最小调光水平。
Light-Based 在其 Ultra 系列 LED 驱动器中使用专有软件来实施上述自适应调光算法。 这些驱动器可确保消除调光器之间的任何差异,从而提供用户所期望的一致调光性能。