มันจะสมเหตุสมผลไหมที่จะมีวงจรไฟ 12V ในบ้าน?

หลอด LED ที่ทันสมัยจะต้องแปลงแหล่งจ่ายไฟมาตรฐานของครัวเรือน (เช่นในสหราชอาณาจักร) เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า (ปกติสำหรับหลอด LED สิ่งนี้ทำบนพื้นฐานต่อหลอด$240\text{V AC}$$12\text{V DC}$

สิ่งนี้ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานในการแปลงหรือไม่? หากหลอดไฟทั้งหมดของคุณเป็นหลอดไฟ LED ควรใช้วงจรเพื่อให้แสงสว่างทั่วทั้งบ้านและหลอดไฟ LED โดยไม่มีการแปลงหลอดไฟต่อหัวหรือไม่$12\text{V DC}$

พลังงาน DC แบบกระจายถูกใช้งานจริงในการก่อสร้างใหม่บางแห่ง มันขับเคลื่อนด้วยประสิทธิภาพของหม้อแปลงน้อยกว่าโลจิสติกส์อื่น อย่างน้อยในแคลิฟอร์เนียเรามีกฎหมาย (รู้จักกันในชื่อหัวข้อ 24) ซึ่งต้องการการควบคุมแสงที่ค่อนข้างซับซ้อนรวมถึงการใช้พลังงานที่ค่อนข้างต่ำต่อตารางฟุต ข้อกำหนดในการควบคุมประกอบด้วยการชดเชยแสงกลางวันด้วยแสงไฟสลัวการตรวจจับการใช้งานและการลดการใช้สีน้ำตาลโดยอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่าตัวควบคุมมีความซับซ้อนและมีราคาแพงและบางครั้งการติดตั้งไฟ LED เป็นที่ต้องการในการก่อสร้างใหม่ เป็นผลให้บางระบบมีการขายกับตัวควบคุมที่เอาท์พุท DC จางซึ่งอำนาจโดยตรงติดตั้งไฟ LED

การกระจาย DC ช่วยลดจำนวนสายไฟที่ต้องไปที่แต่ละฟิกซ์เจอร์ (DC + และ DC- แทนที่จะเป็น AC ร้อนเป็นกลางและสายควบคุมแยกต่างหาก) และช่วยประหยัดเงินในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เท่าที่ฉันรู้ว่ายังคงมีอย่างน้อยหนึ่งตัวควบคุมต่อห้อง ฉันไม่ได้ตระหนักถึงระบบใด ๆ ที่กระจาย DC ไปทั่วทั้งอาคาร ฉันคิดว่านี่เป็นเพราะเมื่อความยาวและกระแสเพิ่มขึ้นข้อดีของแรงดันไฟฟ้าสูงในการลดขนาดลวดจึงมีความสำคัญมากขึ้น

ใช่: บางสิ่งเช่นนี้มักเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกามาหลายทศวรรษแล้ว ไฟส่องสว่างใต้ตู้ Incandescent และไฟ "แนวนอน" แรงดันต่ำภายนอกมักจะถูกเรียกใช้จากหม้อแปลง 12V ตัวเดียวผ่านสายไฟ 12 เส้น ดังนั้นจึงมีรหัสสำหรับมันและใครก็ตามที่สร้างคอมพิวเตอร์เมื่อเร็ว ๆ นี้รู้ว่าตัวแปลง DC ที่มีประสิทธิภาพสูงมีพรีเมี่ยมตรงไปตรงมาดังนั้นหนึ่งในตัวแปลงที่สงสัยในหลอดไฟ LED ทุกอันมีประสิทธิภาพ ... ไม่ต้องพูดถึงว่า หลอดไฟจะเพิ่มอายุการใช้งานโดยลดการสัมผัสกับความร้อน

อุตสาหกรรม RV, การตั้งแคมป์, การพายเรือและพลังงานแสงอาทิตย์อาจมีอิทธิพลสำคัญในการพัฒนาหลอดไฟ LED ที่ขับเคลื่อนโดย 12V DC อุตสาหกรรมยานยนต์ก็อาจมีอิทธิพลเช่นกัน ปัญหาบางอย่างที่ทำให้ไฟ DC 12V ไม่สามารถใช้งานได้คือ:

• โครงสร้าง: บ้านส่วนใหญ่ใช้กำลังไฟฟ้า 110/120/220/230/240 VAC การแปลง 12V DC ด้วยแสงเหล่านี้ก็มีค่าใช้จ่ายสูงเช่นกัน มีค่าใช้จ่ายโครงสร้างความหมายที่จะเริ่มต้นใช้ 12VDC สำหรับแสงโดดเดี่ยว
• เครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ทั้งหมดในบ้านส่วนใหญ่ต้องการ 110/120/220/230/240 VAC ขึ้นอยู่กับภูมิภาค ดังนั้นบ้านจะต้องใช้ 110/120/220/230/240 VAC บวกกับเครือข่าย 12V DC นี่คือการเพิ่มต้นทุนให้กับผู้บริโภค
• นอกจากนี้อาจเป็นค่าใช้จ่ายที่ห้ามมิให้มีเครือข่าย 12V DC ในอาคารสำนักงานขนาดใหญ่โรงพยาบาลการต้อนรับสนามบินสนามกีฬา ฯลฯ
• การลดกำลังไฟ DC จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในอาคารขนาดใหญ่เหล่านี้อาจสูงขึ้นเช่นกัน

แปลงไฟ AC เป็นไฟ DC 12V เฉพาะที่สำหรับหลอดไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง)

Building Block พื้นฐานของ LED คือ Diode สวิตช์ไดโอดทั่วไปเปิดที่แรงดันไฟฟ้า 0.7V ไปข้างหน้า คุณสมบัติกระแส / แรงดัน (IV) สำหรับไดโอดทั่วไปแสดงอยู่ด้านล่าง

แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าจะแตกต่างกันไปตามสีของ LED ตารางด้านล่างแสดงแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าทั่วไปสำหรับ LED สีที่ต่างกัน

แรงดันไปข้างหน้าสำหรับLED สีขาวทั่วไปอยู่ระหว่าง 3V ถึง 4V ด้านล่างนี้คือกราฟ IV สำหรับ LED สีทั่วไป

แหล่งจ่ายไฟ AC ทั่วไป (120V ในสหรัฐอเมริกา 240V UK) จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต่ำกว่า การส่งกำลังไฟ DC ในระยะไกลไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นการจ่ายไฟ AC จึงมีประสิทธิภาพมากกว่าในการส่งพลังงาน มีการสูญเสียพลังงานเสมอเมื่อคุณแปลง AC เป็น DC แต่เทคโนโลยีในปัจจุบันได้เอาชนะประสิทธิภาพเหล่านี้เกือบทั้งหมดแล้ว มีโมดูลวงจรเรียงกระแสที่มีประสิทธิภาพในตลาด

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของอุปกรณ์หนึ่งชิ้นดังกล่าว (RECOM Power RAC01-05SC)

_{คลิกที่ภาพเพื่อดูภาพขนาดใหญ่}

RECOM Power RAC01-05SC

สรุป

แม้ว่าการแปลง AC เป็น DC นั้นมีประสิทธิภาพ แต่โครงสร้างอื่น ๆ นั้นมีน้ำหนักมากกว่าประโยชน์ของสาย 12V DC แยกต่างหากในบ้าน การเติบโตของเทคโนโลยีและตลาดมีแนวโน้มว่าจะมีหลอดไฟ AC LED สากลซึ่งการแปลงจะเกิดขึ้นอย่างราบรื่นโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า AC อินพุต

อ้างอิง:

• ไดโอดเปล่งแสง
• Light Emitting Diode
• RECOM Power RAC01-05SC
• วิธีที่แพงที่สุดในการเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับ 120V
• ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นแรงดันไฟ LED สีขาว
• หลอดไฟ LED E27 12V

ฉันจะบอกว่ามันขึ้นอยู่กับขนาดของเครือข่าย 12V และจำนวนของหม้อแปลงและขนาดของมัน ปัญหาคือสองเท่า

ก่อนอื่นเราต้องคิดถึงผลขาดทุนจากการแปลงที่เกิดขึ้น หาก (และนั่นเป็นเรื่องใหญ่หาก) ประสิทธิภาพนั้นเหมือนกันในหลอดไฟมากกว่าที่จะเป็นกับหม้อแปลงกลางแล้วความสูญเสียที่เกิดขึ้นจากการมีหม้อแปลงกลางอยู่ในระดับเดียวกับหลอดไฟกระจาย อย่างไรก็ตามโดยปกติแล้วหม้อแปลงจะมีประสิทธิภาพสูงสุด (ตัวอย่างเช่นหากกำลังสูงสุดของหม้อแปลง 500W ประสิทธิภาพสูงสุดอาจอยู่ที่ 460W เมื่อระบบใช้พลังงานมากหรือน้อยหม้อแปลงจะมีประสิทธิภาพน้อยลง) สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้น

ประการที่สองมีปัญหาการเดินสายไฟ เมื่อคุณกำหนดเส้นทาง 220V หรือ 110V ส่วนสายเคเบิลจะคำนึงถึงกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่จะต้องขนส่ง ในฝรั่งเศสคุณสามารถกำหนดเส้นทางเดินสายไฟบนสายเคเบิล 1.5 มม. ² (AWG15 หรือ 16) การใช้ไฟ LED จะลดพลังงานที่ใช้ แต่เมื่อคุณลดแรงดันไฟฟ้าลงแรงดันไฟฟ้าอาจลดลงหากคุณใช้สายเคเบิลที่บางเกินไป ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้หลอดไฟ 12W พวกเขาจะวาดกระแส 1A ที่ 12V แทน 0.05A ที่ 220V สายเคเบิลบางเกินไปอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าตกสำคัญเกินไปที่จะป้องกันไม่ให้ LED ติดสว่าง