1, Ορισμός μη γραμμικού φορτίου
Το μη γραμμικό φορτίο αναφέρεται σε ένα φορτίο του οποίου το ρεύμα και η τάση δεν έχουν γραμμική σχέση. Σε μια ιδανική κατάσταση, η σχέση μεταξύ του ρεύματος και της τάσης ενός γραμμικού φορτίου είναι σταθερή, δηλαδή το ρεύμα είναι ανάλογο της τάσης. Ωστόσο, στα πρακτικά κυκλώματα, η σχέση μεταξύ ρεύματος και τάσης πολλών φορτίων δεν ακολουθεί αυτόν τον κανόνα, αλλά παρουσιάζει μια πολύπλοκη μη γραμμική σχέση. Αυτά τα φορτία ονομάζονται μη γραμμικά φορτία.
2, Η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά των φώτων LED
Το LED (Light Emitting Diode), επίσης γνωστό ως δίοδος εκπομπής φωτός, είναι ένας τύπος ημιαγωγικής συσκευής εκπομπής φωτός στερεάς κατάστασης. Χρησιμοποιεί στερεά τσιπ ημιαγωγών ως υλικά φωταύγειας. Όταν εφαρμόζεται μια μπροστινή τάση και στα δύο άκρα, οι φορείς φόρτισης στον ημιαγωγό ανασυνδυάζονται, προκαλώντας εκπομπή φωτονίων και παράγοντας φως. Τα φώτα LED έχουν τα χαρακτηριστικά εξοικονόμησης ενέργειας, προστασίας του περιβάλλοντος, μεγάλης διάρκειας ζωής και μικρού μεγέθους και χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς όπως η ένδειξη, η οθόνη, η διακόσμηση, ο οπίσθιος φωτισμός και ο γενικός φωτισμός.
Η αρχή λειτουργίας των φώτων LED καθορίζει τη μη γραμμική σχέση μεταξύ του ρεύματος και της τάσης τους. Στο κύκλωμα οδήγησης των φώτων LED, είναι συνήθως απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένα τροφοδοτικό διακόπτη ή μια πηγή σταθερού ρεύματος για την παροχή σταθερού ρεύματος. Αυτό συμβαίνει γιατί η φωτεινότητα των φώτων LED σχετίζεται άμεσα με το ρεύμα τους, ενώ η σχέση τους με την τάση είναι σχετικά ασθενής. Επομένως, όταν αλλάζει η τάση τροφοδοσίας, θα αλλάξει και το ρεύμα της λυχνίας LED, αλλά η σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος δεν είναι μια απλή γραμμική σχέση.
3, Ανάλυση των φώτων LED ως μη γραμμικά φορτία
Με βάση τον ορισμό των μη γραμμικών φορτίων και τις αρχές λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά των φώτων LED, μπορούμε να ταξινομήσουμε τα φώτα LED ως μη γραμμικά φορτία. Ακολουθεί μια συγκεκριμένη ανάλυση:
Η μη γραμμική σχέση μεταξύ ρεύματος και τάσης: Το ρεύμα και η τάση των φώτων LED δεν είναι απλώς γραμμικά. Όταν αλλάζει η τάση τροφοδοσίας, αλλάζει και το ρεύμα της λυχνίας LED, αλλά ο βαθμός αλλαγής δεν είναι ανάλογος της τάσης. Αυτή η μη γραμμική σχέση κάνει τη συμπεριφορά των φώτων LED στο κύκλωμα διαφορετική από άλλα γραμμικά φορτία.
Η επίδραση των μη γραμμικών στοιχείων: Ως ημιαγωγικό στοιχείο, η εσωτερική δομή και τα χαρακτηριστικά των φώτων LED τα καθιστούν μη γραμμικό στοιχείο. Στα κυκλώματα, τα μη γραμμικά στοιχεία μπορούν να επηρεάσουν την κυματομορφή του ρεύματος και της τάσης, οδηγώντας σε παραμόρφωση κυματομορφής ή δημιουργία αρμονικών. Επομένως, η συμπεριφορά των φώτων LED στα κυκλώματα μπορεί επίσης να έχει αντίκτυπο στη σταθερότητα και την ποιότητα ισχύος του ηλεκτρικού δικτύου.
Πρακτικά ζητήματα: Σε πρακτικές εφαρμογές, το κύκλωμα οδήγησης των φώτων LED συνήθως χρησιμοποιεί μια τροφοδοσία μεταγωγής ή μια πηγή σταθερού ρεύματος για να παρέχει σταθερό ρεύμα. Αυτά τα κυκλώματα οδήγησης έχουν συνήθως υψηλή απόδοση και σταθερότητα και μπορούν να ελέγξουν αποτελεσματικά το ρεύμα και τη φωτεινότητα των φώτων LED. Ωστόσο, καθώς τα ίδια τα φώτα LED είναι μη γραμμικά φορτία, τα κυκλώματα οδήγησης τους πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη τα χαρακτηριστικά των μη γραμμικών φορτίων για να εξασφαλίσουν τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του κυκλώματος.
