1, Epälineaarisen kuorman määritelmä
Epälineaarisella kuormalla tarkoitetaan kuormaa, jonka virralla ja jännitteellä ei ole lineaarista suhdetta. Ihanteellisessa tilanteessa lineaarikuorman virran ja jännitteen suhde on vakio, eli virta on verrannollinen jännitteeseen. Käytännön piireissä monien kuormien virran ja jännitteen välinen suhde ei kuitenkaan noudata tätä sääntöä, vaan esittää monimutkaisen epälineaarisen suhteen. Näitä kuormia kutsutaan epälineaarisiksi kuormituksiksi.
2, LED-valojen toimintaperiaate ja ominaisuudet
LED (Light Emitting Diode), joka tunnetaan myös nimellä valoa emittoiva diodi, on eräänlainen puolijohteinen puolijohdevaloa lähettävä laite. Se käyttää kiinteitä puolijohdesiruja luminoivina materiaaleina. Kun molempiin päihin kohdistetaan eteenpäin suuntautuva jännite, puolijohteen varauksenkantajat yhdistyvät uudelleen aiheuttaen fotoniemissiota ja tuottaen valoa. LED-valoilla on energiansäästön, ympäristönsuojelun, pitkän käyttöiän ja pienen koon ominaisuudet, ja niitä käytetään laajalti eri aloilla, kuten ilmaisu, näyttö, koristelu, taustavalo ja yleinen valaistus.
LED-valojen toimintaperiaate määrittää niiden virran ja jännitteen välisen epälineaarisen suhteen. LED-valojen ohjauspiirissä on yleensä tarpeen käyttää kytkentävirtalähdettä tai vakiovirtalähdettä vakaan virran aikaansaamiseksi. Tämä johtuu siitä, että LED-valojen kirkkaus on suoraan verrannollinen niiden virtaan, kun taas niiden suhde jännitteeseen on suhteellisen heikko. Siksi, kun virtalähteen jännite muuttuu, myös LED-valon virta muuttuu, mutta jännitteen ja virran välinen suhde ei ole yksinkertainen lineaarinen suhde.
3, LED-valojen analyysi epälineaarisina kuormituksina
Epälineaaristen kuormien määritelmän ja LED-valojen toimintaperiaatteiden ja ominaisuuksien perusteella voimme luokitella LED-valot epälineaariseksi kuormitukseksi. Seuraava on erityinen analyysi:
Virran ja jännitteen epälineaarinen suhde: LED-valojen virta ja jännite eivät ole vain lineaarisia. Kun virtalähdejännite muuttuu, myös LED-valon virta muuttuu, mutta muutoksen aste ei ole verrannollinen jännitteeseen. Tämä epälineaarinen suhde tekee LED-valojen käyttäytymisestä piirissä erilaisen kuin muut lineaariset kuormat.
Epälineaaristen komponenttien vaikutus: Puolijohdekomponenttina LED-valojen sisäinen rakenne ja ominaisuudet tekevät niistä epälineaarisen komponentin. Piireissä epälineaariset komponentit voivat vaikuttaa virran ja jännitteen aaltomuotoon, mikä johtaa aaltomuodon vääristymiseen tai harmonisten muodostumiseen. Siksi LED-valojen käyttäytyminen piireissä voi myös vaikuttaa sähköverkon vakauteen ja virranlaatuun.
Käytännön huomioita: Käytännön sovelluksissa LED-valojen ohjauspiirissä käytetään yleensä kytkentävirtalähdettä tai vakiovirtalähdettä vakaan virran aikaansaamiseksi. Näillä ajopiireillä on yleensä korkea hyötysuhde ja vakaus, ja ne voivat tehokkaasti ohjata LED-valojen virtaa ja kirkkautta. Kuitenkin, koska LED-valot itsessään ovat epälineaarisia kuormia, niiden käyttöpiireissä on myös otettava huomioon epälineaaristen kuormien ominaisuudet piirin vakauden ja luotettavuuden varmistamiseksi.
