LEDライトとその電源方法

LEDライトとその電源方法

低エネルギー使用、長寿命、およびその他の利点により、LED は優先照明技術としてますます使用されています。 白熱灯とは対照的に、AC主電源に直接接続できるAC-DC電源が必要です。この記事では、LED照明に適した電源を選択する際に考慮すべき変数を調べます。

Grand View Research Inc. の新しい分析によると、世界の LED 照明市場は 2027 年までに 1,270 億 4000 万米ドルに達すると予想されており*、2020 ～ 2027 年の予測期間で CAGR 13.4% で成長しています。

このようにLEDの普及率が高まっているのは、さまざまなメリットがあります。 それらの優れた電力効率と長いメンテナンス/交換間隔は、おそらく最も注目され、よく知られている特徴です。 これは、白熱バージョンよりも所有コストが大幅に低く、二酸化炭素への影響がはるかに少ないことを示しています。 これは、天井の高い大規模な建物で特に当てはまり、照明器具の交換だけでなく、照明器具自体の交換に必要な労力の費用も相当なものです。

IoTによる照明制御との相性も魅力です。 LED の明るさと色は、必要に応じてすばやく調整できます。 無指向性でリフレクターを向ける必要がある白熱放射とは異なり、それらの光出力は必要に応じて向けることができます。

ただし、照明システムのすべての設計者と設置者は、LED 技術のもう 1 つの重要な特性を考慮する必要があります。 発光ダイオード (LED) は、トランジスタやその他のダイオード タイプのような半導体デバイスですが、電気エネルギーを光に変換する能力もあります。 低 DC 電圧で動作するため、白熱電球とは異なり、AC 主電源に直接接続することはできません。

白熱モデルに似たバヨネットまたはエジソンスクリューフィッティングで利用可能なLED照明器具があります。 これらは、主電源から流れ、より長い寿命を持ち、より少ないエネルギーを使用する白熱代替品です. ただし、各照明器具には独自の内部 AC-DC 電子回路が必要なため、高価になる可能性があります。 また、それらを接続する AC 電源接続の外部にアクセスできないため、高度な制御を課そうとする IoT アプリケーションには適していません。

低電圧DC特性

スマート照明システムの設置者は、代わりに、入力定格が 12VDC または 24VDC の LED ライトまたはストリップを利用し、調光制御も備えた AC-DC 電源またはドライバーでそれらに電力を供給することができます。 これには、DALI (Digital Addressable Lighting Interface) 規格などの複雑な制御インターフェイスが含まれる場合があります。 ユーザーは、単一のライトまたはライトのコレクションにアドレス指定できるネットワークを介して、照明制御命令を送信できるようになりました。 明るさの設定とフェード パターンをカスタマイズできます。

さらに、単一のブロードキャスト コマンドが所定のレベルで多数の照明をオンにするシナリオを作成することもできます。 たとえば、劇場では、舞台の上には強い照明を、客席の上には薄暗い照明を設定する場合があります。

LED ライト電源の主な機能は、制御入力がどれほど洗練されていても、制御信号のレベルを駆動 LED (または LED) の対応する輝度レベルに変換することです。 LED を通過する電流量によって輝度が決まりますが、これは多くの場合、パルス幅変調 (PWM) によって管理されます。 PWM デューティ サイクルは、LED の最大電流 (mA) を変更するために変更されます。 LED のフット ランバート (fL) 光出力は、このデューティ サイクルに直線的に関連していることを示すことができます。

ただし、メーカーの Web サイトで互換性のある LED 電源を探す場合、別のオプションがあります。それは、定電圧モードと定電流モードです。 さまざまなモードの意味とその選択方法については、次のセクションで説明します。

定電圧・定電流を利用した照明用電源

以前に確立されたように、LED は半導体デバイスであり、直線的な順方向電圧/電流特性を示しません。 順方向電圧がわずかに増加するだけでも、電流フローは大幅に増加します。 これは、何らかの電流制限を使用しない限り、LED をオーバードライブするリスクがあることを示しています。 上昇する電流によって LED 接続が暖められるため、より多くの電流が流れる可能性があります。 これにより、熱暴走ループが発生し、LED の寿命が大幅に短くなり、最終的に故障する可能性があります。

電流制限抵抗と直列に接続された多数の LED を含む LED アセンブリの構築は、これに対する業界のアプローチの 1 つです。 オーム単位の抵抗値は、負荷に関係なく一定に保たれる定電圧出力を備えた電源で使用する場合に調整でき、電流が LED の安全制限を決して超えないようにします。

照明システムの設置者は、その適応性により、この方法が魅力的であると感じるかもしれません。 負荷が増加しても一定の電圧出力を維持するのに十分な容量が電源にある場合は、追加の LED アセンブリを並列に接続して、グループ全体で輝度を一定に保つことができます。

電力が熱として失われる結果となる、電気効率の点で限流抵抗器の非効率性は、この方法の主な欠点です。 これは、二酸化炭素排出量を最小限に抑える継続的な必要性を考えると、容認できないほど費用がかかり、環境に悪影響を及ぼします。

そんなときに活躍するのが定電流電源です。 名前が示すように、電源の内蔵制御回路が必要な電流制限を管理するため、効率の悪い電流制限抵抗を使用せずに LED を電源に直接接続できます。

固定電流レベルを共有する必要があり、したがって暗くなる場合、LED を定電流電源に並列に接続することはできません。 同じ元の輝度レベルで実行するには、電源の容量の制約に従って、それらをすべて直列に接続することがあります。
 

充電用 LED 電球 9 ワット

特徴

● 3 ～ 4- 時間のフル容量のリチウム電池。
● バッテリーが完全に充電されると、自動的に電源が切れ、バッテリーが過充電になるのを防ぎます。
● 停電時に自動的に AC to DC をオンにします。
● 電源が切れると、充電用 LED 電球 9 ワットが自動的に DC 非常灯に切り替わります。
●完全電子制御、低消費電力＆高効率。
● 電源が入っているときは通常の電球として機能し、電力がグリッドからオフになっているときはインバーター電球として機能します。

仕様