这位伟大的美国商人和灯泡的发明者-托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）曾经说过：“我们将使电力价格便宜到只有富人才能燃烧蜡烛的程度”，今天的情况确实如此。从小房子到铺砌的道路再到大工业，我们可以注意到太阳落山后交流电灯照亮了我们的环境。较早的照明系统采用了不同种类的灯泡，例如白炽灯泡，紧凑型荧光灯泡（CFL）等，但是随着LED照明技术的发展，这些白炽灯泡和CFL灯泡很快被LED灯所取代。全球LED照明市场持续增长，2018年规模达455.7亿美元。
虽然众所周知，LED灯比白炽灯泡的效率几乎高出90％，并且使用寿命比其他AC灯泡长，但它仍然遭受一次挫折。也就是说，LED灯由直流电压驱动，但是我们所有的主电源都是交流电。这促使设计人员使用一个称为LED驱动器的附加组件，它只是一种AC至DC转换器。该驱动器会将来自市电的交流电转换为合适的直流电压，为LED灯供电。但是，随后引入了无驱动交流电LED灯泡，无需任何外部驱动器模块即可将其直接插入交流电源。在本文中，我们将了解有关无驱动器LED系统及其随时间演变的更多信息。
为什么使用无人驾驶LED系统？
传统的大功率AC至DC开关LED驱动器的主要问题是与之相关的功率损耗。这些传统的AC LED驱动器使用开关拓扑和电阻器来控制LED电流，这种开关会产生热量，从而降低系统效率。而且，这种额外的电路导致灯泡的总成本增加。这就是为什么在上一篇文章中我们讨论了一种低成本LED驱动器系统，甚至构建了一个测试其性能的原因。
AC LED驱动器的另一个严重问题是闪烁效应。正如我们大多数人所注意到的那样，旧的LED驱动器电路具有闪烁效应。在大多数情况下，这些传统的AC LED驱动器电路使用半正弦波，其频率是电源线频率的两倍。这意味着，在频率为50 Hz的电力线上，它会产生近100次人眼可以察觉的轻弹，这是有害的。这应该消除。因此，引入了使用很少的无源组件的现代技术，而不是使用开关拓扑结构的传统AC / DC转换器。
无人驾驶交流LED灯-工作
无人驾驶LED系统具有一种称为AC LED光引擎的东西。但是，什么是AC LED光引擎？通常，发动机用于将一种形式的能量转换成另一种形式。例如，机动发动机被用于将由燃料产生的热量转换成轴的运动。类似地，AC LED光引擎用于将电能转换为光流明。
AC LED光引擎是一种机械固定装置或电路板，其中装有LED芯片并带有所有电气连接。它是一种现成的光源形式，可以轻松地固定到交流插座中。它有助于LED灯泡直接替代其他传统灯泡。
这种交流LED的发展有几个阶段。首先，只需简单地串联连接标准LED，以使LED的组合正向电压与最大AC输入电压相匹配。在没有任何驱动器的情况下点亮这些LED听起来是个好主意，但未成功。此设计的主要缺点是，交流在每个周期内将其极性从正变为负，因此，在每个正周期上，LED都被正向偏置（开启），但是在每个负周期中，LED都被反向偏置，这使得他们关闭。
第一代无驱动器LED
那么解决方案是什么？这时，引入了第一代无人驾驶交流LED灯，其中LED的每个部分都被一对反平行线代替，如下图所示。
在上图中，LED以反并联的方式连接。在每个正周期中，该对中的一侧被正向偏置，另一侧则被反向偏置，但是在负周期中，状态改变并且其他LED点亮。这里的电流由单个大功率电阻器R1限制。
电路的正面是效率。效率很高。通过电路的同相电流和电压波形会产生高功率因数。但是，尽管有上述积极方面，但第一代无人驾驶LED光引擎还是失败了。这是因为闪烁指数差，并且LED数量超出了所需数量的两倍。它产生的闪光效果很容易被人眼察觉，并且在任何给定的时间内，一半的LED都保持关闭状态。
第二代无驱动器LED
由于这一缺点，开发了第二代无人驾驶交流LED引擎。这次的目标是减少LED数量。只有将交流电转换为直流电才有可能。因此，第二代无驱动器AC LED光引擎中包括一个桥式整流二极管。除整流二极管外，电路中的所有内容均不变。
像之前电阻器R1控制LED电流一样。现在，每个负周期和正周期都通过LED，使它们在两个周期中保持开启状态。
第三代无驱动器LED
引入了第三代AC LED引擎以提高效率并获得增强的闪烁指数。在电路中添加了开关控制器，该开关控制器可以将LED单独控制到电源线电压与LED电压相同的特定水平。限流功能也可在集成开关控制器中使用，并且可以使用外部组件进行重新配置。这样的电路可以提供几乎80％的效率和0.30至0.35的闪烁指数。
第四代无驱动器LED
在第四代无人驾驶AC LED引擎中，取消了控制器，并使用无源组件来补偿制造成本。而且，效率高，功率因数高，闪烁指数高。
该电路使用两个独立的电流脉冲工作，这两个电流脉冲分别是电容性限制电流脉冲和电阻性限制电流脉冲。将这些电流脉冲馈入LED灯串，以使LED灯串在线路电压的每半个周期中获得两个电流脉冲。下图是第四代低功耗无人驾驶AC LED光引擎电路。
以上电路的工作非常有趣。在输入AC的前半个周期中，电流流经电阻器R1并最终为电容器C1充电，并通过第二串LED返回到桥式整流二极管，为电容器C2充电并通过电阻器R2。在负峰值期间，电容器C4相应地对C1和C2放电，并将电流推向第二串。因此，在每个周期中，点亮LED灯串所需的电流不会完全流过电阻器。总电流的近40％至50％流经电阻，这些电阻通过减少散热将效率提高至90％。
下图显示了LED的输入波形和输入AC电压。
上图显示了三个曲线图，即输入电压，左LED串电流和右LED串电流随时间的变化。在230V的线电压下，LED灯串交替点亮。这是毫秒级范围内的非常快速的过渡。
无人驾驶LED灯技术的优势
1.这些无人驾驶LED灯更易于制造。降低了成本并且需要非常低的维护。
2.由于改进了闪烁指数，因此可以在高棚灯中使用。此外，办公室，房间，教育部门也使用无人驾驶交流LED灯。
3.卸下LED驱动器后，它将启用重塑功能。LED产品可以制成不同的形状和尺寸。
4.简便快捷的安装是无人驾驶交流LED灯的另一个重要功能。
无人驾驶LED灯制造商
如今，无人驾驶交流LED灯像热蛋糕一样出售。不同的制造商正在生产不同类型的无人驾驶AC LED技术。中国是无人驾驶交流LED灯的领先供应商之一。但是，几家公司也正在制造具有高流明的正向电压非常高的LED。高正向电压LED在无驱动器AC LED系统中提供较少的组件数。在此领域中，最受欢迎的无人驾驶AC LED制造商是Cree，LUMILEDS，SAMSUNG，NMB Technologies，Opulent等。