高-電圧 LED と低電圧 LED-

はじめに: LED テクノロジーにおける分圧

LED テクノロジーの進化により、2 つの異なる電源アーキテクチャ-高-LED（HV-LED）と低-電圧（LV-LED）システム-）が誕生し、それぞれが異なる用途に適した独自の特性を備えています。照明設計者や電気技術者は、どのシステムを実装するかという決定に直面することが多くなり、これらのテクノロジーの基本的な違いを理解することが重要になってきます。この 1,500- ワードの記事では、HV{11}}LED と LV-LED の詳細な技術比較を提供し、その動作原理、性能パラメータ、アプリケーション シナリオ、将来の開発トレンドを検証します。

セクション 1: 基本的な動作原理

1.1 高電圧LED-(HV-LED)

意味: 通常は 100 ～ 277V AC (または一部の分類では 48 ～ 57V DC) で動作します。
回路アーキテクチャ:

直列に接続された複数の LED チップ (通常 20 ～ 100 個) を組み込む

統合されたブリッジ整流器が内部で AC を DC に変換します

多くの場合、-電流制限抵抗器が組み込まれています-

例: 120V AC LED には 36 個のチップが直列に含まれている場合があります (それぞれ 3.3V)。

主な特徴:

直接ACライン動作（外部ドライバは不要）

より低い電流要件 (通常 20 ～ 50mA)

システム全体の電圧が高い

1.2 低電圧LED-(LV-LED)

意味: 通常、12 ～ 24V DC (場合によっては最大 36V) で動作します。
回路アーキテクチャ:

直列接続されたチップの数が少なくなる（通常は 3 ～ 6 個）-

外部DC電源またはドライバが必要です

電流調整は外部で処理

例: 3 つの直列チップ (それぞれ 3.6 V) と電流制限抵抗を備えた 12 V LED アレイ-

主な特徴:

電圧降圧変換が必要です-

より高い動作電流 (350mA-1A 共通)

個々のコンポーネントの電圧を下げる

セクション 2: パフォーマンスの比較

2.1 電気的特性

2.2 効率と熱性能

HV-LED:

80 ～ 85% の典型的なシステム効率 (整流損失を含む)

内部抵抗の電圧降下が大きくなり、発熱が増加します

コンパクトな統合設計による熱管理の課題

LV-LED:

高品質ドライバーによるシステム効率 85 ～ 92%

より効率的な電流調整により熱ストレスが軽減される

ドライバーを個別に配置することで放熱性を向上

2.3 信頼性と寿命

故障モード:

HV-LED: 単一チップの障害によりアレイ全体が無効になる可能性があります

LV-LED: 障害は通常、個々のサブ回路に限定されます-

MTBF (平均故障間隔):

HV-LED: 25,000～35,000 時間（統合コンポーネントによる制限）

LV-LED: 50,000～100,000 時間（高品質ドライバーを使用した場合）

セクション 3: アプリケーション固有の考慮事項-

3.1 HV-LED が優れている点

1. 後付け照明:

白熱電球/CFL電球を直接交換可能

ドライバーの互換性の問題はありません

例：E26/E27口金LED電球

2. リニア照明システム:

電圧降下を気にせずに長時間稼働可能

配線の簡素化 (ローカルドライバーは不要)

例：LEDチューブライト

3. コスト重視のアプリケーション-:

初期費用の削減 (外部ドライバー不要)

技術者以外のユーザーでも簡単にインストールできる-

3.2 LV-LED が光る場所

1. 精密照明:

優れた色の一貫性

安定した電流レギュレーション

例: 美術館の照明

2. 構成可能なシステム:

柔軟なアレイ設計

スケーラブルな配電

例: 建築用 RGBW システム

3. 安全性-重要な環境:

ショックリスクの低減

SELV（安全性特別低電圧）準拠-

例: プール照明、海洋用途

セクション 4: 設計と実装の要素

4.1 システム設計への影響

HV-LED 設計の課題:

AC整流による電磁妨害（EMI）

限られた調光オプション

コンパクトなフォーマットでは難しい熱管理

LV-LED 設計の利点:

クリーンな DC 電源により正確な制御が可能

柔軟なフォームファクター

スマートシステムとの互換性の向上

4.2 コスト分析

セクション 5: 安全性と規制に関する考慮事項

5.1 感電の危険性

HV-LED:

適切な断熱が必要

NEC クラス 1 配線要件

アークフラッシュの可能性が高い

LV-LED:

クラス 2/SELV 準拠のオプションが利用可能

致死性ショックのリスクの軽減

NEC 725 要件を満たすのが容易

5.2 認定要件

共通規格:

UL 8750（LED機器）

IEC 61347 (ランプ制御装置)

EN 60598 (照明器具)

HV- 固有:

UL 1993 (セルフバラストランプ)-

追加のEMI/EMCテスト

LV-固有:

UL 1310 (クラス 2 電源ユニット)

屋外での使用には IP 定格が必要な場合が多い

セクション6: 技術動向と今後の展開

6.1 HV-LED のイノベーション

改良された統合ドライバー (アクティブバレーフィル回路など)

より優れた直列故障保護

フリッカーを低減する高周波動作

6.2 LV-LEDの進歩

よりコンパクトで効率的なドライバー (GaN{0}} ベース)

PoE (パワーオーバーイーサネット) の統合

先進的なサーマルインターフェースマテリアル

6.3 新興のハイブリッド システム

集中変換を備えた分散型低電圧アーキテクチャ-

スマートな電流共有構成-

ユニバーサル入力電圧設計 (90 ～ 305V AC)

結論: 正しい電圧の選択

HV{0}} LED と LV- LED のどちらを選択するかは、最終的には特定のアプリケーション要件によって決まります。

次の場合は HV-LED を選択してください:

シンプルさとコストが主な関心事です

AC ラインの直接接続が推奨されます

スペースの制約により外部ドライバーを配置できない

次の場合に LV-LED を選択してください:

パフォーマンスと寿命が重要

システムの構成可能性が必要

安全性またはスマート制御の統合が必要です

両方のテクノロジーが進化し続けるにつれて、一部の領域では収束が見られ、-HV-LED はより優れた制御機能を採用し、LV-LED はより高い電力密度を達成します。これらの基本的な違いを理解することで、照明の専門家は、それぞれの用途に合わせてパフォーマンス、コスト、安​​全性のバランスを考慮した情報に基づいた意思決定を行うことができます。