ระบบแสงสว่าง

ไฟ LED ความเข้มสูง (HBLED)

ไฟ LED ความเข้มสูงคือ LED ชนิดใหม่ที่สว่างพอสำหรับการให้แสงสว่าง เช่น การให้แสงภายในและภายนอก ระบบแสงสว่างสำหรับสถาปัตยกรรม แบ็คไลท์ของจอภาพ หรือแม้กระทั่งแสงสว่างสำหรับป้ายและรถยนต์ ไฟ LED ความเข้มสูงนี้มีระดับความสว่างมากกว่าไฟ LED ทั่วไปตามชื่อของมัน เหตุผลหลักในการใช้ไฟ LED ความเข้มสูงคือประสิทธิภาพที่สูงกว่าหลอดไฟประเภทอื่น สามารถเปรียบเทียบลูเมนต่อวัตต์ของหลอด HBLED กับหลอดไฟทั่วๆ ไปได้

ไฟ LED ความเข้มสูงคือไฟ LED ที่มีความสว่างมากกว่า 50 ลูเมน (1 แรงเทียน = 12.75 ลูเมน) ไม่ควรสับสนระหว่างไฟ LED พลังงานสูง แม้จะมีความคล้ายคลึงกัน แต่พลังงานสูงหมายถึงอัตราการสิ้นเปลืองพลังงาน ไม่ใช่แสงสว่างที่สร้างขึ้น โดยทั่วไปแล้ว LED พลังงานสูงอาจใช้พลังงานมากถึง 1 วัตต์

HBLED มีประสิทธิภาพทางพลังงานสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ใช้พลังงานต่ำ และอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์และหลอดไส้ทั่วๆ ไปด้วย ไฟ LED ความเข้มสูงมีข้อได้เปรียบมากมายเช่น สว่างกว่า อายุการใช้งานยาวกว่า ราคาต่ำกว่า และเข้ากันได้กับมาตรฐานการผลิต RoHS เมื่อเทียบกับ LED มาตรฐานทั่วไป ระบบออปติคที่ออกแบบมาด้วยความแม่นยำ การกระจายแสงหลายทิศทาง กำลังแสงและอุณหภูมิของสีทำให้ HBLED เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานภาคอุตสาหกรรม การพาณิชย์ การผลิต สนามกีฬา และการใช้งานอื่นๆ ที่ใช้ HID และระบบไฟลิเนียร์ฟลูออเรสเซนต์แบบไฮเบย์ทั่วไป

ไฟ LED ความเข้มสูงต้องใช้กระแสตกคร่อมราว 350 mA ซึ่งมากกว่าที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของ I/O จะจ่ายให้ได้ ทางออกอย่างแรกคือการจ่ายไฟให้ LED โดยตรงจากแหล่งจ่ายไฟหลัก และเพิ่ม MOSFET ลงในวงจรกับไฟ LED แบบอนุกรมเพื่อควบคุมแสงสว่าง อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ตัวควบคุมสัญญาณดิจิตอลซึ่งมีคุณสมบัติหลายชนิดสำหรับควบคุมไฟ LED ความเข้มสูงได้อย่างแม่นยำ คุณสมบัตินี้รวมถึงตัวแปลงอะนาล็อกเป็นดิจิตอล 10 บิตความเร็วสูง ซึ่งมีอัตราสุ่มตัวอย่างถึง 4 ล้านครั้งต่อวินาที PWM ความเร็วสูงแบบยืดหยุ่น คอมพาเรเตอร์อะนาล็อกความเร็วสูงที่อัตราการตอบสนอง 20 นาโนวินาที และ Clock Scheme ที่มีความเร็วในการทำงานที่ 40 MIPS

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

หลอดไฟ

ระบบแสงสว่างสังเคราะห์นั้นมีพื้นฐานบนระบบ หลอดไฟ บัลลาสต์ สตาร์ทเตอร์ ดวงโคมและการควบคุม บัลลาสต์จำเป็นสำหรับคายประจุหลอดไฟเพื่อเชื่อมต่อหลอดไฟเข้ากับแหล่งจ่ายไฟหลัก หลอดไฟ บัลลาสต์ และสตาร์ทเตอร์จะติดตั้งอยู่ภายในดวงโคมและต่อสายที่ขั้วหลอด ตัวสะท้อนจะช่วยกระจายและหักเหแสงจากหลอดไฟ ส่วนแผ่นบาดเกล็ดจะป้องกันสายตาของผู้ใช้จากแสงจ้า บัลลาสต์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญสำหรับควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้หลอดไฟในระบบส่องสว่างแบบคายประจุทุกประเภท บัลลาสต์ไฟฟ้าที่ตรงตามมาตรฐานประสิทธิภาพทางพลังงาน CELMA คลาส A1 และ A2 สามารถช่วยประหยัดพลังงานได้มาก;

ควรคำนึงถึงคุณสมบัติเหล่านี้ในการเลือกใช้หลอดไฟฟ้าสำหรับใช้งาน ซึ่งได้แก่ ประสิทธิภาพในการส่องสว่าง อายุการใช้งาน คุณภาพของแสง ผลกระทบจากสภาพแวดล้อม ดวงโคม ต้นทุนในการจัดซื้อและการใช้งาน

หลอดไฟที่ใช้งานมีหลายประเภทด้วยกัน เช่น หลอดไส้ หลอดทังสเตนฮาโลเจน หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ หลอดคายประจุความเข้มสูง หลอดฉาบปรอท หลอดเมทัลฮาไลด์ หลอดโซเดียมแรงดันสูง และหลอดไร้อิเล็กโทรด หลอดไฟประเภทต่างๆ นี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องทางด้านวัสดุ การออกแบบ คุณภาพแสง ประสิทธิภาพทางพลังงาน และประสิทธิภาพในการผลิตในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา

หลอดไส้ หรือที่รู้จักในอีกชื่อหนึ่งว่า หลอดไฟบริการทั่วไป (GLS) จะสร้างแสงโดยนำกระแสผ่านลวดทังสเตน อุณหภูมิในการทำงานของเส้นลวดทังสเตนอยู่ที่ประมาณ 2700 K ดังนั้นการแผ่รังสีส่วนใหญ่จึงอยู่ในช่วงอินฟราเรด

หลอดทังสเตนฮาโลเจนพัฒนามาจากหลอดไส้ ภายในหลอด ก๊าซฮาโลเจนจะจำกัดการระเหยของลวด และส่งไอทังสเตนที่ระเหยออกมากลับไปยังลวด จึงทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าวงจรฮาโลเจน

หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เกิดจากการคายประจุของก๊าซแรงดันต่ำ ซึ่งสร้างแสงสว่างโดยใช้ผงฟลูออเรสเซนต์ที่ได้รับรังสีอัลตร้าไวโอเล็ตจากการคายประจุของปรอท ประสิทธิภาพของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะมีความอ่อนไหวต่ออุณหภูมิอย่างมาก

CFL คือหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด ความยาวโดยรวมลดลงและท่อคายประจุแบบหลอดจะถูกพับเป็นสองถึงหกแถว หรือเป็นเกลียวขด ออกแบบมาเพื่อทดแทนหลอดไฟที่เป็นขดลวดทังสเตนโดยตรง หลอดไฟขนาดกะทัดรัดนี้จึงมีบัลลาสต์และเกลียวหรือฝาแบบ Bayonet ในตัว

หลอดไฟฉาบปรอทจะสร้างแสงจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านไอระเหยของปรอท การคายประจุอาร์คในไอระเหยของปรอทที่แรงดันประมาณ 2 บาร์จะปล่อยแสงในช่วงความถี่ที่มองเห็นได้ 5 ระดับ คือ 404.7 nm, 435.8 nm, 546.1 nm, 577 nm และ 579 nm

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

ไดรเวอร์ LED

LED ถูกใช้เพื่อทำหน้าที่ให้แสงสว่างโดยมีวัสดุและโครงสร้างทำจากเซมิคอนดักเตอร์ประสิทธิภาพสูง ระบบส่องสว่างชนิด Solid-State (SSL) มอบทั้งความเป็นไปได้ข้อได้เปรียบต่างๆ ให้กับผู้ใช้มากมาย เมื่อใช้ตัวขับ กลวิธีในการควบคุม และไฟ LED ที่เหมาะสม จะช่วยให้คุณสามารถควบคุมคุณสมบัติในเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพได้อย่างสมบูรณ์ ตัวขับ LED เป็นอุปกรณ์แรงดันต่ำที่จะแปลงแรงดันไฟหลักจาก 120/220/277V เป็นแรงดันไฟต่ำสำหรับใช้งานกับ LED และอาจแปลงเป็นสัญญาณควบคุมเพื่อหรี่แสงไฟ LED ได้อีกด้วย ตัวขับ LED จะมีทั้งแบบกระแสสม่ำเสมอหรือแรงดันสม่ำเสมอ ตัวขับทั้งสองชนิดนี้ไม่สามารถใช้งานทดแทนกันได้ ซึ่งโหลดของ LED จำเป็นตัวกำหนดว่าตัวขับแบบใดจึงมีความเหมาะสม ทั้งโคมไฟ LED และไฟ LED แบบติดอยู่กับที่ต่างต้องการตัวขับ LED ทั้งสิ้น

วิธีการในการควบคุมความสว่างของ LED มีสองแบบด้วยกัน วิธีการแรกคือการหรี่แสงไฟแบบอะนาล็อก ซึ่งจะการปรับแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังหลอด LED เพื่อปรับความสว่าง วิธีการที่สองคือเทคนิคการหรี่แสงแบบดิจิตอล ซึ่งจะสลับการเปิดและปิดกระแสเป็นเวลาสั้นๆ ซึ่งสายตาของมนุษย์จะรับรู้การเปิดปิดนี้เป็นระดับความสว่าง

วิธีการที่ง่ายและประหยัดที่สุดในการขับ LED คือใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันสม่ำเสมอ และรีซิสเตอร์แบบอนุกรมจะจำกัดกระแสที่ไหลผ่านโดยหลอด LED ความต้านทานจะขึ้นอยู่กับระดับของแรงดันไฟขาเข้า (VIN) ที่แรงดันตกคร่อมของ LED และกระแสตกคร่อมของ LED

แหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์ (LPS) คือวิธีในการขับ LED ที่ประหยัด เรียบง่าย และน่าเชื่อถือ LPS มีพื้นฐานอยู่บนลิเนียร์เรกูเลเตอร์ของวงจรรวม (IC) หรือที่ทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อ หรือทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าที่ทำงานในพื้นที่เชิงเส้น แหล่งจ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์ (SMPS) จะไม่มีข้อด้อยเหมือนแหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์ จึงเป็นโซลูชันหลักในการขับ LED เนื่องจาก LED เป็นอุปกรณ์ DC จึงพิจารณาเฉพาะ DC/DC และ AC/DC SMPS เท่านั้น ประสิทธิภาพ การควบคุม ขนาดที่เล็กและน้ำหนักเบาคือข้อได้เปรียบหลักๆ เหนือแหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์ SMPS สามารถจ่ายกระแสแรงสูง (เช่น มากกว่า 30A) ในแรงดันต่ำได้หากจำเป็น

การเลือกโทโพโลยีที่เหมาะสมสำหรับขับ LED นั้นขึ้นอยู่กับมาตรฐาน ข้อมูลจำเพาะ และความต้องการในการใช้งาน เช่นสภาพแวดล้อมในการทำงาน แรงดันอินพุตของระบบ แรงดันตกคร่อมของ LED จำนวนของ LED และอาร์เรย์ของวงจร

ตัวขับอัจฉริยะมักมีพื้นฐานบนไมโครคอนโทรลเลอร์สวิตช์แบบ ASIC ที่มีหน่วยความจำแฟลชแบบตั้งโปรแกรมได้ (EEPROM) ตัวควบคุมการโมดูเลตความกว้างของพัลส์แบบฝังชิป (PWM) ADC (ตัวแปลงอะนาล็อกเป็นดิจิตอล) และ DAC (ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อก) ตัวขับ LED ที่มีพื้นฐานบนไมโครคอนโทรลเลอร์นั้นมีประโยชน์อย่างมาก เช่น มีการทำงานที่ยืดหยุ่น มีประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ ความสามารถในการควบคุม และระบบอัจฉริยะ

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

ไฟ LED แบบแท่งและแบบเส้น

ไฟ LED แบบเส้นคือแผงวงจรแบบยืดหยุ่นที่มีไฟ LED จำนวนมากเพื่อให้คุณติดตั้งได้ในทุกที่ที่ต้องการแสงสว่างในสีสันและความสว่างที่หลากหลาย ความนิยมในการใช้งานไฟ LED แบบเส้นที่ยืดหยุ่นสำหรับการตกแต่งในปัจจุบันนี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทั่วโลก สถาปนิกและผู้ออกแบบไฟมักนำไฟ LED แบบเส้นไปใช้ในที่อยู่อาศัย สำนักงาน และโรงงานอุตสาหกรรมในอัตราที่สูงขึ้น เนื่องจากไฟชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น สีสันที่หลากหลาย และง่ายต่อการติดตั้ง ไฟ LED แบบเส้นมีตัวเลือกในตลาดมากมาย (เรียกอีกอย่างว่าเทปไฟ LED หรือริ้วไฟ LED) เช่นไฟ LED แบบเส้นที่ยืดหยุ่นประเภท DC ไฟ LED แบบเส้นที่ยืดหยุ่นประเภท AC และ ไฟ LED แบบเส้นกำลังสูง

ไฟ LED แบบเส้นที่ยืดหยุ่นให้ความสว่างที่มีกำลังสูง และสามารถใช้ในการให้แสงสว่างหลัก แสงฉากหลัง แสงบนโต๊ะทำงาน โรงรถ และยังเหมาะสำหรับใช้เป็นไฟเน้นความโดดเด่นอีกด้วย และยังมีไฟแบบเส้นที่เปลี่ยนสีได้ เรียกว่าไฟ RGB แบบเส้นอีกด้วย ไฟ LED ชนิดนี้สามารถให้สีแดง เขียว ฟ้า ผสมกันได้ ซึ่งต้องการตัวควบคุมสำหรับเปลี่ยนสีเป็นแบบกระพริบ หรือให้ติดสว่างเป็นสีเดียว

เมื่อซื้อไฟ LED แบบเส้น จำเป็นที่จะต้องพิจารณาถึงความยาวของเส้น และจำนวนหลอด LED ที่มีบนเส้นด้วย โดยปกติ คุณควรมองหาไฟ LED แบบเส้นที่มีจำนวนหลอดไฟต่อฟุตมากที่สุด และควรที่จะสังเกตลูเมน/ความยาว พร้อมกับจำนวน LED/ความยาวด้วย เนื่องจากจะส่งผลต่อคุณภาพของแสงสว่างและประเภทแสงสว่างของเส้นไฟอีกด้วย สิ่งแรกที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟคือ ต้องทราบเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ไฟ LED แบบเส้นต้องการ บางประเภทจะต้องการไฟ AC/DC 12V/24V ซึ่งคุณจะต้องทราบถึงประเภทที่เส้นไฟต้องการ และใช้งานแหล่งจ่ายไฟที่มีเอาต์พุตแบบเดียวกัน จากนั้นให้ดูที่กำลังไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟให้สามารถจ่ายพลังงานได้สูงกว่าความต้องการของไฟ LED แบบเส้นอย่างน้อย 10%

ไฟ LED แบบเส้นจะมาเป็นหลอด (ม้วน) ที่มีความยาว 5 เมตร หรือ 16.5 ฟุต เครื่องจักรจะทำหน้าที่ “หยิบแล้วติดตั้ง” หลอด LED และตัวต้านทานลงบนแผงวงจรยืดหยุ่นที่มีความยาวขนาด 3 ฟุต 2 นิ้ว และจะบัดกรีแต่ละส่วนเข้าด้วยกันให้ครบทั้งม้วน

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

ไฟ LED (Light Emitting Diode)

ไดโอดเปล่งแสง (LED) คืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงที่มองเห็นได้เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แสงอาจไม่สว่างเท่าใดนัก แต่ LED ส่วนใหญ่จะแสดงสีเดียว และมีความยาวคลื่นเดียวเท่านั้น

วัสดุที่ใช้ในองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์นั้นจะเป็นตัวกำหนดสีของแสงไฟ LED สองประเภทหลักที่ใช้สำหรับระบบแสงสว่างจะใช้โลหะผสมอลูมิเนียม แกลเลียม อินเดียม ฟอสไฟด์ (AlGaInP หรือ AlInGaP) เพื่อให้ LED มีสีแดง ส้ม และเหลือง และใช้โลหะผสมอินเดียม แกลเลียมไนไตรด์ (InGaN) เพื่อให้ LED มีสีเขียว ฟ้า และขาว การเปลี่ยนแปลงสารประกอบโลหะผสมเหล่านี้เพียงเล็กน้อยจะทำให้สีของแสงที่เปล่งออกมาเปลี่ยนไป เอาต์พุตของ LED นั้นมีตั้งแต่ช่วงสีแดง (ความยาวคลื่น 700 นาโนเมตรโดยประมาณ) จนถึงสีฟ้าและม่วง (ความยาวคลื่นประมาณ 400 นาโนเมตร) LED บางชนิดจะเปล่งพลังงานอินฟราเรด (IR) (ความยาวคลื่น 830 นาโนเมตรหรือยาวกว่า) อุปกรณ์ดังกล่าวมีชื่อเรียกว่าไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด (Infrared-Emiting Diode - IRED)

เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงทั่วๆ ไปที่ใช้สำหรับให้แสงสว่าง LED จะมีกำลังแสงค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงถูกทำแพ็คเกจเป็นอาร์เรย์หรือรูปแบบอื่นๆ ที่มีประโยชน์สำหรับการใช้งานดังกล่าว ในปัจจุบัน แพ็คเกจ LED สีขาว 1 ชุดมีความสว่างเกือบ 100 ลูเมน ซึ่งแน่นอนว่า กำลังแสงที่ได้นั้นจะแตกต่างไปตามความยาวคลื่น LED มีความสำคัญเนื่องจากประสิทธิภาพและการบริโภคพลังงานที่ต่ำ จึงเริ่มมีการนำมาใช้ทดแทนแหล่งกำเนิดแสงทั่วๆ ไป LED ได้ถูกนำไปใช้งานในหลอดไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เพื่อให้แสงสว่างทั่วไป LED มีขนาดที่เล็ก จึงทำให้การออกแบบมีความหลากหลายยิ่งขึ้น โซลูชันหลอดไฟ LED นั้นอาจมีลักษณะเหมือนกับหลอดไฟทั่วไป ซึ่งมีรูปลักษณ์ที่เข้ากับหลอดไฟทั่วๆ ไปได้ดีกว่า

LED ยังเพิ่มโอกาสด้านนวัตกรรมด้านฟอร์มแฟคเตอร์ของระบบแสงสว่าง และยังเหมาะสำหรับการใช้งานหลากหลายประเภทกว่าเทคโนโลยีระบบแสงสว่างแบบดั้งเดิมอีกด้วย LED จะใช้แผงระบายความร้อนเพื่อดูดซับความร้อนจาก LED และกระจายความร้อนนั้นออกสู่สภาพแวดล้อมรอบข้าง ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้ LED มีความร้อนสูงเกินหรือไหม้ การจัดความร้อนนั้นเป็นปัจจัยหนึ่งเดียวที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งาน LED ให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดตลอดช่วงอายุการใช้งาน อุณหภูมิในการทำงานของ LED ที่สูงขึ้นจะทำให้แสงเสื่อมสภาพเร็วกว่าเดิม และทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

ไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง)