Драйвер светодиодных ламп z7yl5m1: когда простота не обманчива / Статьи и обзоры / Элек.ру

когда простота не обманчива / Статьи и обзоры / Элек.ру

В бюджетных светильниках довольно часто используются светодиодные модули, не имеющие драйвера, и при этом работающие напрямую от переменного тока. В прошлом они представляли собой решение для светильников малой мощности, устанавливаемых в подсобных помещениях. Но недавно появились без-драйверные модули нового поколения, которые все чаще используются в осветительном оборудовании средней ценовой категории. А теперь речь уже идет об их применении в дорогостоящих дизайнерских светильниках.

Для согласования параметров светодиодов и сети электропитания в светильниках обычно используют специальные устройства, именуемые драйверами. Они выпрямляют переменный ток, понижают напряжение и, что самое главное, стабилизируют силу тока, протекающего через светодиоды. Дело в том, что для каждого типа светодиода существует свое оптимальное значение тока, при котором достигается наибольший КПД в сочетании с высокой долговечностью. Драйвер обеспечивает поддержание этого значения постоянным вне зависимости от колебаний напряжения в питающей сети, температуры окружающей среды и других факторов.

Приблизить значение напряжения питания источника света к напряжению в сети можно, соединяя светодиоды в последовательные цепочки. Чем длиннее цепочка, тем выше напряжение питания и, соответственно, тем проще конструкция драйвера. Но при этом снижается надежность конструкции, так как выход из строя одного светодиода ведет к отключению или изменению режима работы всей цепочки. Правда, с этим частично научились бороться, подключая параллельно светодиодам стабилитроны (в зарубежной литературе они называются «диоды Зенера») — полупроводниковые приборы, автоматически выставляющие «перемычки» вместо светодиодов, если они в результате выхода из строя дают разрыв в цепи. Тем не менее, даже в этом случае выход из строя хотя бы одного светодиода все равно неизбежно влечет за собой некоторое изменение режима всей цепочки. Оптимальным считается количество последовательно включенных светодиодов около 10, тогда и надежность высокая, и драйвер имеет не очень сложную конструкцию.

В то же время, когда требуется обеспечить наименьшую стоимость светильника, применяется простейшая схема, состоящая из мостового выпрямителя на четырех диодах, токоограничительного резистора и нескольких десятков светодиодов, включенных последовательно. Главным недостатком такой схемы, помимо уже отмечавшейся низкой надежности, является высокий уровень пульсаций (об остальных недостатках речь пойдет чуть позже). Причина в том, что светодиоды питаются не постоянным, а пульсирующим током. Частота пульсаций равна удвоенной частоте переменного тока в осветительной сети, т.е. 120 Гц в США и 100 Гц в России и других европейских странах. Согласно ГОСТ Р 54945-2012, при проектировании систем освещения предполагается, что человеческий глаз воспринимает пульсации светового потока с частотой вплоть до 300 Гц.

Простейший светодиодный светильник с питанием от сети переменного тока

В России коэффициент пульсаций светового потока выражается в процентах и определяется согласно своду правил СП52. 13330.2011 по формуле:

К _п= 100% (Е_макс — Е_мин)/(2Е_Ср),

где Е _макс — максимальная освещенность, Е_мин — минимальная освещенность, Е_ср — средняя освещенность за период колебания освещенности.

Светильники, построенные по данной схеме и аналогичные им, имеют коэффициент пульсаций до 99%. Для сравнения, люминесцентные лампы с электромагнитным ПРА — решение, признанное морально устаревшим, — имеет К _п около 35%. Согласно СП52.13330.2011, такие светильники могут использоваться только в подсобных помещениях, а также там, где от освещения требуется лишь обеспечение общей ориентации в пространстве. В то же время, рынок светильников и для таких помещений (лестничные клетки, коридоры, туалеты и т.п.) огромен и его не следует высокомерно игнорировать. Это, собственно, и есть категория продукции, именуемая «светильники ЖКХ».

Компактные даунлайты, построенные по бездрайверной схеме

Также бездрайверные светильники могут использоваться и в наружном освещении, где К _п не нормируется. К тому же, простота конструкции дает помимо низкой стоимости и ряд других преимуществ. Поэтому так называемые бездрайверные светильники и модули (другие названия — «светодиодные AC-модули», АС LED Modules) активно продвигаются сейчас на рынок.

Даунлайты, построенные по бездрайверной схеме, используются для освещения вспомогательных помещений, где не ведется напряженная зрительная работа.

Понятие «бездрайверный светильник» часто используется в маркетинговых целях, тем не менее, его можно ввести в четкие рамки. Автор статьи предлагает следующее определение: бездрайверным называется такой осветительный прибор на основе светодиодов (или светодиодный модуль), где источник света к линии электропитания подключается напрямую или через токоограничительный резистор, также возможно подключение через коммутирующее устройство. Такое определение логически вытекает из определения светодиодного драйвера, основной функцией которого является управление током, протекающего через светодиод. Конструкция светильника, где применен блок питания со стабилизацией выходного напряжения и токоограничительный резистор, не является бездрайверной, так как стабилизация напряжения на цепочке из светодиода и токоограничительного резистора с хорошей точностью стабилизирует силу тока через светодиод.

Другой вариант названия таких осветительных приборов и модулей, распространенный в зарубежной литературе — AC LED Modules или «светодиодные AC-модули». В данном случае АС означает Altenating Current, т.е. «переменный ток», в широком смысле, «питание от осветительной сети». Связано это с тем, что в бездрайверных модулях не происходит выпрямление тока, светодиоды питаются пульсирующим током сложной формы.

Следует отметить, что, как правило, понятия «бездрайверный светильник» или «бездрайверный модуль» не применяются к оборудованию, основной задачей при проектирования которых было обеспечение минимальной стоимости. Тут уж что получилось за такие деньги… В том случае, если отсутствие драйвера дает не только снижение цены, но и некоторые полезные качества светильника, тогда слова «бездрайверный светильник» активно употребляются как в документации на изделие, так и в рекламных материалах. А преимущества у бездрайверных решений действительно есть.

Без сглаживающих конденсаторов

В светодиодном драйвере переменный ток сначала преобразуется в пульсирующий, затем из пульсирующего уже преобразуется в постоянный, для чего требуется сглаживающий конденсатор. При массовом производстве драйверов практически единственным доступным вариантом сглаживающего конденсатора сейчас является электролитический конденсатор.

Срок службы бездрайверных светильников и диапазон рабочих температур ограничены только соответствующими параметрами светодиодов, которые уже давно выше, чем у электролитических конденсаторов.

Их недостатками являются относительно малый срок службы, а также сильная зависимость параметров от температуры. Но самая неприятная особенность электролитического конденсатора — его старение без эксплуатации. Полежал светильник какое-то время на складе — конденсатор уже состарился. Прошло 10 лет с момента выпуска светильника — электролитические конденсаторы неработоспособны вне зависимости от того, сколько времени прибор реально давал свет. Срок службы бездрайверных светильников и диапазон рабочих температур ограничены только соответствующими параметрами светодиодов, которые уже давно выше, чем у электролитических конденсаторов.

Собственно, светодиод по своему физическому принципу, в отличие от тех же разрядных источников света, пусковых токов не имеет. Тем не менее, светодиодные светильники на основе драйверов имеют значительные пусковые токи, и это связано с зарядкой сглаживающих конденсаторов сразу после включения. Например, у светодиодного драйвера FDL-65-1550 производства компании Meanwell пусковой ток на протяжении 270 мкс от момента включения составляет 50 А при потребляемом токе в установившемся режиме 0,48 А. То есть пусковой ток примерно в 100 раз больше потребляемого тока в случае номинальной нагрузки. И это у «топовой» модели от одного из ведущих производителей драйверов! Применяемые во многих светильниках noname драйвера характеризуются еще большим соотношением между пусковым и потребляемым токами в установившемся режиме. Данное соотношение нередко оказывается даже больше, чем у светильников на основе разрядных источников света, например, на люминесцентных лампах. В результате — замена устаревших светильников на более современные и, казалось бы, более экономичные светодиодные, приводит к срабатыванию защитного автоматического выключателя из-за перегрузки по току. Приходится мириться с необходимостью использовать столь же толстые провода, как и для старых светильников (при уменьшении потребляемой мощности в несколько раз), а также обращаться к помощи квалифицированных специалистов для выбора определенного типа защитного автоматического выключателя и даже топологии подключения светильников. Когда внедрение светодиодного освещения было на уровне отдельных проектов, с этим можно было мириться. Но при их массовости нужны решения, доступные для установки специалистами не самой высокой квалификации. Бездрайверные же светодиодные светильники не имеют никаких пусковых токов по принципу своей работы.

Диммирование

Оптимальное решение для светодиодных светильников — использование диммируемого драйвера. Но это потребует установки дополнительного органа управления светильником и, возможно, прокладки дополнительного провода. В реальности приходится иметь дело с десятками миллионов диммеров типа TRIAC, установленных по всему миру. Светодиодный драйвер, совместимый с TRIAC, имеет более сложную конструкцию, чем обычный, и стоит дорого. Несомненным преимуществом бездрайверных светильников является то, что они, как правило, без проблем совместимы с TRIAC-диммерами.

Важное преимущество бездрайверных светильников — совместимость с диммерами, изначально разрабатывавшимися для ламп накаливания

В ряде случаев бездрайверные светильники совместимы с современными ШИМ-диммерами, работающими на частотах выше 300 Гц. При такой «связке» бездрайверные светильники полностью лишаются такого недостатка, как высокий коэффициент пульсаций.

Внимание! Не все бездрайверные светильники совместимы с определенными моделями диммеров. О совместимости конкретных моделей светильников и диммеров следует предварительно получить информацию у производителей/поставщиков обоих соединяемых устройств.

Вопросы надежности

В электронной аппаратуре обычно соединения между элементами отказывают чаще, чем сами элементы. Повысить надежность цепочки последовательно соединенных светодиодов до уровня, близкого к надежности единичного светодиода, можно, если всех их выполнить в едином кристалле. Именно так рассуждали в компании Seoul Semiconductor, выпустившей еще в 2006 году светодиод Arciche. Его можно было подключать к осветительной сети переменного тока даже без выпрямительного «мостика», достаточно последовательно включенного токоограничительного резистора. Это достигалось благодаря наличию на кристалле двух групп светодиодов, светившихся для положительной и отрицательной полуволн питающего напряжения соответственно. Позже для повышения энергоэффективности оставили только одну цепочку и подключение выпрямительного моста к светодиоду стало обязательным. Светодиоды, питающиеся от напряжения осветительной сети без драйвера, Seoul Semiconductor производит и поныне, но уже под названием Acrich MJT.

Наиболее широкое применение светодиоды Acrich MJT нашли при создании светодиодных ламп с цоколем GU10, а также маломощных ламп с цоколем Е14 для декоративной подсветки. Выпускаются на основе Acrich MJT и миниатюрные даунлайты, устанавливаемые на стеллажи в магазинах для подсветки товара. Поскольку покупатели и сотрудники рассматривают товар на полках эпизодически, такие светильники, при наличии общего освещения с низким уровнем пульсаций, не нарушают действующих норм. На основе Arcich MJT выпускаются и светильники для промышленных холодильников. Почти полное отсутствие дополнительной электроники и межсоединений между светодиодами в последовательной цепочке позволяют светильнику выдерживать очень низкие температуры. При этом сотрудники внутри морозильной камеры работают также эпизодически.

В модулях для уличного освещения Acrich3.5 применена дополнительная защита от бросков напряжения

Бездрайверные светильники чувствительны к броскам напряжения в сети. Если для кратковременных бросков напряжения порядка нескольких киловольт (например, связанных с молнией) можно установить защиту, то при небольшом, но длительном по времени превышении питающего напряжения светодиоды перегреваются. Проблема решается за счет внесения дополнительных запасов при проектировании светильника, а также применения специальных защитных устройств. Также настоятельно рекомендуется не разрывать выключателем «ноль» питания и обязательно заземлять металлический корпус светильника.

Коэффициент мощности и энергоэффективность

В бездрайверном светильнике, собранном по схеме рис. 1 или подобной, значительная часть потребляемой мощности (около 25%) рассеивается на токоограничительном резисторе. Кроме этого, значительную часть периода колебаний в сети, когда мгновенное значение напряжения на каждом светодиоде меньше 1,5 В, цепочка светодиодов полностью закрыта и ток через светильник практически не течет. Помимо нерационального использования электроэнергии, такая особенность приводит к снижению коэффициента мощности PF до значений ниже минимально допустимого предела 0,6. При потребляемой мощности до 5 Вт с этим еще можно как-то мириться, но при большей потребляемой светильником или светодиодной лампой-ретрофитом мощности нарушаются действующие нормы и может произойти преждевременный износ оборудования электросетей.

Простейшая схема включения чипа Acrich IC 3.0

Решение проблемы заключается в том, чтобы «наращивать» цепочку последовательно соединенных светодиодов по мере роста мгновенного значения напряжения питания. Находимся на пике синусоиды — включены все светодиоды. Находимся вблизи нуля — светится минимальное количество светодиодов, которые можно скоммутировать. При этом светодиоды открыты, и ток в нагрузке продолжает течь. Именно такое решение предлагает компания Seoul Semiconductor в своих бездрайверных светодиодных модулях Acrich4, производящихся с 2014 года. «Сердцем» такого модуля является чип Acrich IC 3.0, коммутирующий четыре группы последовательно включенных светодиодов.

Пример светодиодного модуля типа Acrich4

В итоге появляется возможность увеличить PF до 0,97, что находится на уровне лучших светильников с драйверами. Можно сказать, что такой светильник не создает практически никаких проблем для электросети, к которой он подключен. КПД чипа Acrich IC 3.0 достигает 90%.

Для уличного освещения Seoul Semiconductor предлагает модули Acrich3.5 на основе предыдущей версии платформы Acrich3, работающей аналогичным образом (коммутация четырех цепочек светодиодов).

Помимо Seoul Semiconductor технологию АС-модулей с повышенным PF развивает и такая известная компания как Edison Opto. Fla рынке представлена серия модулей EdiLex от этой компании. К сожалению, Edison Opto не публикует в открытых источниках данные о конструкции своих бездрайверных светодиодных модулей, тем не менее, по косвенным данным можно предположить, что и здесь используется принцип коммутации групп светодиодов в зависимости от конкретного участка синусоиды. PF модулей EdiLex достигает 0,95. Главная «фишка» данных модулей, выгодно отличающая их от конкурентов — наличие встроенной функции трехступенчатого диммирования.

Борьба с пульсациями

Для борьбы с пульсациями в бездрайверных светильниках предлагались схемы с умножением частоты пульсаций. Речь идет о том, чтобы частота пульсаций относительно частоты сети не удваивалась, а учетверялась. Увеличение частоты пульсаций до 200 Гц не позволяет выполнить требования ГОСТ Р 54945-2012 и СП52.13330.2011 для помещений, в которых ведется напряженная зрительная работа, хотя субъективно зрительная нагрузка по сравнению с частотой пульсаций 100 Гц заметно снижается. Но несовместимость с существующими диммерами и сложность конструкции привели к тому, что серийный выпуск бездрайверных светильников с учетверением частоты пульсаций так и не был начат.

Один из вариантов бездрайверного светодиодного модуля производства Zega LED

Компания Zega LED с 2014 года развивает технологию REAC, представляющую собой принципиально новый способ борьбы с пульсациями. Ее суть заключается в том, что светодиод, поверх слоя обычного люминофора, покрывается еще слоем особого люминофора REAC, обладающего увеличенным временем послесвечения. По идее разработчиков, это позволяет сглаживать пульсации до приемлемого уровня.

По состоянию на январь 2017 года, на сайте Zega LED нет данных об уровне пульсаций выпускаемых компанией модулей с технологией REAC. Нет пока на авторитетных светотехнических сайтах и результатов независимых тестирований на уровень пульсаций. Тем не менее, модули нашли свое применение не только в техническом освещении, но и в дорогих престижных дизайнерских люстрах. Причина заключается в компактности модулей Zega LED при том, что для их работы не требуется наличия дополнительного оборудования. В результате фантазия дизайнера практически ничем не ограничена. Но, по состоянию на 2016 год, все такие люстры предлагались исключительно для рынка США, где частота сети составляет 60 Гц. При использовании технологии REAC в странах с частотой сети 50 Гц уровень пульсаций будет выше из-за более низкой частоты пульсаций. Возможно, для продажи люстр в таких странах придется доработать технологию REAC, дополнительно увеличив время послесвечения люминофора.

Аграрное будущее

Большую выгоду бездрайверные светильники могут принести для освещения теплиц, если там есть и естественное освещение, а персонал продолжительное время работает в дневное время. Естественно, светильники должны соответствовать и действующим нормам по коэффициенту мощности.

Полное отсутствие пусковых токов является важным преимуществом для сельской местности. Низкая стоимость бездрайверных светодиодных светильников, простота установки и обслуживания позволяют сделать проект внедрения светодиодного освещения экономически выгодным.

Положительный опыт использования светильников с лампами ДНаТ, у которых К _п доходит до 95%, позволяет утверждать, что наличие пульсаций у бездрайверных светодиодных светильников не окажет негативного влияния на рост сельскохозяйственных культур. Но в птицеводстве применять бездрайверные светильники нельзя, поскольку мерцания угнетают развитие — у птиц зрение более быстродействующее, чем у людей. Возможность применения бездрайверных светодиодных светильников в животноводстве требует дополнительных исследований.

Полное отсутствие пусковых токов является важным преимуществом для сельской местности, где электросети зачастую находятся не в лучшем состоянии. Низкая стоимость бездрайверных светодиодных светильников, простота установки и обслуживания, когда не надо вызывать в далекую деревню дорогостоящих специалистов, позволяют сделать проект внедрения светодиодного освещения экономически выгодным.

Алексей ВАСИЛЬЕВ

Источник: Материал размещен в журнале «Электротехнический рынок», №1 (73) Январь-Февраль 2017

Драйвер светодиодной лампы: что это такое и какие есть виды?

Важной частью любой светодиодной лампы является драйвер. От его структуры и качества зависит продолжительность работы лампы и её устойчивость к перепадам напряжения.

Драйвер – это плата с электронными компонентами, обеспечивающая питание светодиодов, преобразуя переменный ток в постоянный. В зависимости от компонентов определяется тип драйвера. Обязательными составляющими любого драйвера являются: 

• диодный мост, который преобразовывает переменное напряжение в постоянное;
• входной конденсатор, который сглаживает колебания тока;
• входной резистор, который ограничивает ток в момент включения лампы и не даёт выключателю искрить;
• выходной конденсатор, который устраняет колебания тока и помех, появившихся в процессе преобразования тока;
• выходной резистор, обеспечивающий разряд выходного конденсатора при выключении лампы и регулировки нагрузки в случае выхода из строя части светодиодов.

В зависимости от того, какие ещё компоненты присутствуют на плате драйвера, их разделяют на три типа: Linear, Linear IC и IC.  

Типы драйверов светодиодных ламп

Linear  

Linear, или просто линейный драйвер, является самым простым и дешевым драйвером. На его плате присутствуют только самые необходимые элементы. Основная его функция – преобразование переменного тока в постоянный, он не защищает светодиоды от перепадов напряжения в сети. Чаще всего этот тип драйвера используется в лампах, в которых недостаточно места для размещения более сложных типов драйверов и в маломощных лампах. Например, Linear драйвер часто используют в филаментных лампах. 

Linear дайвер – это плата с электронными компонентами, которая преобразовывает переменный ток в постоянный. 

Constant Linear драйвер.

Linear IC 

Linear IC драйвер (Integrated Circuit — интегральная микросхема) отличается наличием простой IC микросхемы. Такой драйвер защищает лампу от перепадов напряжения в узком диапазоне, но не от перепадов силы тока и всё ещё является бюджетным решением для LED лампы. Linear IC драйвера используются во всех типах светодиодных ламп и светильников. 

Linear IC драйвер – это плата с электронными компонентами, преобразовывающая переменный ток в постоянный и содержащая микросхему стабилизирующую напряжение.

DoB Linear IC драйвер.

IC 

Самый сложный – это IC драйвер. В нём больше всего компонентов что делает его более массивным, но и более надёжным в работе. Наличие IC микросхемы позволяет драйверу контролировать не только поступающее на светодиоды напряжение, но и силу тока. Высокочастотный EMC-фильтр устраняет помехи, создающиеся при преобразовании тока, а трансформатор (или катушка) снижает входящее напряжение до уровня, необходимого для стабильной работы светодиодов. Такой драйвер обеспечивает продолжительную работу светодиодной лампы и используется во всех видах лампочек и светильников.

IC драйвер – это плата с электронными компонентами, которая преобразует переменный ток в постоянный и содержит микросхему, стабилизирующую входящее напряжение и силу тока. 

Constant IC драйвер с компонентами, размещёнными на одной стороне платы.

Электронные компоненты IC драйвера могут быть расположены как на одной стороне платы, так и на обеих. Размещение на обеих сторонах обеспечивает лучшее охлаждение компонентов и увеличивает срок их службы. 

Constant IC драйвер с компонентами, размещёнными на разных сторонах платы.

Способ монтажа драйвера

Сам драйвер может быть соединен со светодиодной платой двумя способами: DoB и Constant. 

DoB

DoB (Driver on Board) означает “драйвер на плате”. При таком способе монтажа большая часть или все элементы драйвера наносятся на плату со светодиодами, а не на отдельную. DoB драйвера более бюджетные и позволяют сэкономить место в корпусе лампы, однако размещение драйвера на плате со светодиодами приводит к перегреванию элементов. Поэтому лампы с драйверами DoB по сравнению с лампами с драйвером Constant имеют меньший срок эксплуатации. 

Способ DoB встречается практически во всех LED лампочках и светильниках из-за его дешёвого производства. Однако для многих LED светильников с компактным корпусом (таких как прожекторы) способ DoB является единственным возможным решением.

Драйвер DoB – это драйвер, электронные компоненты которого установлены на плату со светодиодами. 

DoB Linear IC драйвер.

Constant

Constant, или встречается название Isolated (изолированный), драйвер – это также драйвер, электронные компоненты которого нанесены на отдельную плату, а не на плату со светодиодами.  Такой способ установки более дорогостоящий и требует дополнительного места, но обеспечивает лучшее охлаждение светильника и продлевает срок его службы. 

Способ Constant встречается в филаментных лампах, водонепроницаемых ЖКХ светильниках, мебельных светильниках.  

Драйвер Constant – это драйвер, который расположен отдельно от платы со светодиодами. 

Constant IC драйвер.

Важно запомнить, что IC, Linear IC и Linear — это типы драйвера, а DoB и Constant — это способы его размещения. 

Самым надёжным, но и дорогим вариантом является Constant IC драйвер. С ним лампа будет работать не один год и проявлять устойчивость не только к перепадам напряжения в сети в широком диапазоне, но и к перепадам силы тока. 

Драйверы, источники питания светодиодов

Общие сведения о драйверах светодиодов от LEDSupply

Драйверы светодиодов

могут сбивать с толку светодиодную технологию. Существует так много разных типов и вариаций, что временами это может показаться немного подавляющим. Вот почему я хотел написать небольшой пост с объяснением разновидностей, чем они отличаются, и на что вы должны обратить внимание при выборе драйвера (ов) светодиодов для вашего освещения.

Что такое драйвер светодиода, спросите вы? Драйвер светодиода — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки светодиодов.Это важная часть светодиодной цепи, и работа без нее приведет к отказу системы.

Использование одного из них очень важно для предотвращения повреждения светодиодов, поскольку прямое напряжение (V _f ) мощного светодиода изменяется в зависимости от температуры. Прямое напряжение — это количество вольт, которое светоизлучающий диод требует для проведения электричества и зажигания. По мере увеличения температуры прямое напряжение светодиода уменьшается, в результате чего светодиод потребляет больше тока. Светодиод будет продолжать нагреваться и потреблять больше тока, пока светодиод не перегорит сам себя, это также известно как термический побег.Драйвер светодиода — это автономный источник питания, выходы которого соответствуют электрическим характеристикам светодиода (-ов). Это помогает избежать теплового разгона, поскольку драйвер светодиода с постоянным током компенсирует изменения прямого напряжения, обеспечивая при этом постоянный ток к светодиоду.

На что следует обратить внимание перед выбором драйвера светодиода

• Какие типы светодиодов используются и сколько?
  • Узнать прямое напряжение, рекомендуемый ток возбуждения и т. Д.
• Нужен ли мне драйвер светодиода постоянного тока или драйвер светодиода постоянного напряжения?
  • Здесь мы сравниваем постоянный ток с постоянным напряжением.
• Какая мощность будет использоваться? (Постоянный ток, переменный ток, батареи и т. Д.)
• Каковы ограничения по площади?
  • Работаете в тесноте? Не слишком много напряжения для работы?
• Каковы основные цели приложения?
  • Размер, стоимость, эффективность, производительность и т. Д.
• Нужны какие-то специальные функции?
  • Диммирование, импульсное, микропроцессорное управление и т. Д.

Прежде всего, вы должны знать…

Существует два основных типа драйверов: те, которые используют входное питание постоянного тока низкого напряжения (обычно 5–36 В постоянного тока), и те, которые используют входное питание переменного тока высокого напряжения (обычно 90–277 В переменного тока). Драйверы светодиодов, которые используют высокое напряжение переменного тока, называются автономными драйверами или драйверами светодиодов переменного тока. В большинстве приложений рекомендуется использовать драйвер светодиода с низким напряжением постоянного тока.Даже если ваш вход представляет собой переменный ток высокого напряжения, использование дополнительного импульсного источника питания позволит использовать входной драйвер постоянного тока. Рекомендуются низковольтные драйверы постоянного тока, поскольку они чрезвычайно эффективны и надежны. Для небольших приложений доступно больше опций регулирования яркости и вывода по сравнению с высоковольтными драйверами переменного тока, поэтому у вас есть больше возможностей для работы в вашем приложении. Однако, если у вас есть большой проект общего освещения для жилого или коммерческого освещения, вы должны увидеть, какие драйверы переменного тока могут быть лучше для этого типа работы.

Вторая вещь, которую вы должны знать

Во-вторых, вам необходимо знать ток возбуждения, который вы хотите подать на светодиод. Более высокие токи возбуждения приведут к большему количеству света от светодиода, а также потребуют большей мощности для освещения. Важно знать характеристики своего светодиода, чтобы знать рекомендуемые токи возбуждения и требования к радиатору, чтобы не сжечь светодиод слишком большим током или избыточным нагревом. Наконец, хорошо знать, что вы ищете от своего осветительного приложения.Например, если вы хотите регулировать яркость, вам нужно выбрать драйвер с возможностью регулировки яркости.

Немного о затемнении

Регулировка яркости светодиодов зависит от используемой мощности; поэтому я рассмотрю варианты диммирования как постоянного, так и переменного тока, чтобы мы могли лучше понять, как регулировать яркость всех приложений, будь то постоянный или переменный ток.

Диммирование постоянного тока

Низковольтные драйверы с питанием от постоянного тока могут легко регулироваться несколькими способами. Самым простым решением для этого является использование потенциометра.Это дает полный диапазон затемнения от 0 до 100%.

Потенциометр 20 кОм

Обычно это рекомендуется, когда у вас есть только один драйвер в вашей схеме, но если несколько драйверов диммируются от одного потенциометра, значение потенциометра можно найти из — KΩ / N — где K — значение вашего потенциометра, а N количество используемых вами драйверов. У нас есть подключенные BuckPucks, которые поставляются с потенциометром с поворотной ручкой 5K для регулирования яркости, но у нас также есть потенциометр 20K, который можно легко использовать с нашими драйверами BuckBlock и FlexBlock. Просто подключите провод заземления затемнения к центральному штырю, а провод затемнения к одной или другой стороне (выбор стороны просто определяет, каким образом вы поворачиваете ручку, чтобы уменьшить яркость).

Второй вариант регулировки яркости — использование настенного светорегулятора 0–10 В, например, нашего низковольтного регулятора яркости A019. Это лучший способ диммирования, если у вас несколько устройств, поскольку диммер 0-10 В может работать с несколькими драйверами одновременно. Просто подключите диммерные провода прямо ко входу драйвера, и все готово.

Диммирование переменного тока

Для высоковольтных драйверов переменного тока существует несколько вариантов регулировки яркости в зависимости от вашего драйвера. Многие драйверы переменного тока работают с регулировкой яркости 0-10 В, как мы уже говорили выше. У нас также есть светодиодные драйверы Mean Well и Phihong, которые предлагают диммирование TRIAC, поэтому они работают со многими передними и задними диммерами. Это полезно, поскольку позволяет светодиодам работать с очень популярными системами затемнения в жилых помещениях, такими как Lutron и Leviton.

Сколько светодиодов можно запустить с драйвером?

Максимальное количество светодиодов, которые вы можете запустить от одного драйвера, определяется делением максимального выходного напряжения драйвера на прямое напряжение ваших светодиодов.При использовании драйверов LuxDrive максимальное выходное напряжение определяется путем вычитания 2 вольт из входного напряжения. Это необходимо, потому что драйверы нуждаются в накладных расходах 2 вольта для питания внутренней схемы. Например, при использовании драйвера Wired 1000mA BuckPuck со входом 24 В у вас будет максимальное выходное напряжение 22 В.

Что мне нужно для питания?

Это приводит нас к определению того, какое входное напряжение нам нужно для наших светодиодов. В конце концов, входное напряжение равно нашему максимальному выходному напряжению для нашего драйвера после того, как мы учтем служебное напряжение схемы драйвера. Убедитесь, что вы знаете минимальное и максимальное входное напряжение для драйверов светодиодов. В качестве примера мы возьмем Wired 1000mA BuckPuck, который может принимать входное напряжение от 7 до 32 В постоянного тока. Чтобы определить, каким должно быть ваше входное напряжение для приложения, вы можете использовать эту простую формулу.

V _o + (V _f x LED _n ) = V _дюйм

Где:

В _o = Накладные расходы по напряжению для драйверов — 2, если вы используете драйвер DC LuxDrive или 4, если вы используете драйвер AC LuxDrive

В _f = прямое напряжение светодиодов, которые вы хотите запитать

LED _n = количество светодиодов, которые вы хотите запитать

В _в = Входное напряжение на драйвер

Технические характеристики продукта со страницы продукта Cree XPG2

Например, если вам нужно запитать 6 светодиодов Cree XPG2 от источника постоянного тока и вы используете проводную шайбу BuckPuck, указанную выше, тогда V _в должно быть не менее 20 В постоянного тока на основе следующего расчета.

2 + (3,0 х 6) = 20

Определяет минимальное необходимое входное напряжение. Нет никакого вреда в использовании более высокого напряжения вплоть до максимального номинального входного напряжения драйвера, поэтому, поскольку у нас нет источника питания на 20 В постоянного тока, вы, вероятно, будете использовать источники питания 24 В постоянного тока для работы этих светодиодов.

Теперь это помогает нам убедиться, что напряжение работает, но для того, чтобы найти правильный источник питания, нам также необходимо определить мощность всей цепи светодиода.Расчет мощности светодиода:

В _{f 900 10 x Управляющий ток (в амперах)}

Используя 6 светодиодов XPG2 сверху, мы можем определить наши ватты.

3,0 В x 1 А = 3 Вт на светодиод

Общая мощность цепи = 6 x 3 = 18 Вт

При расчете мощности блока питания, подходящей для вашего проекта, важно предусмотреть 20% «амортизатора» при расчете мощности. Добавление этой 20% -ной подушки предотвратит перегрузку источника питания.Перегрузка блока питания может привести к мерцанию светодиодов или преждевременному отказу блока питания. Просто рассчитайте подушку, умножив общую мощность на 1,2. Таким образом, для нашего примера выше нам потребуется не менее 21,6 Вт (18 x 1,2 = 21,6). Ближайший общий размер блока питания будет 25 Вт, поэтому в ваших интересах получить блок питания на 25 Вт и выходное напряжение 24 В.

Что делать, если у меня недостаточно напряжения?

Использование LED Boost Driver (FlexBlock)

Драйверы светодиодов FlexBlock — это повышающие драйверы, что означает, что они могут выдавать более высокое напряжение, чем то, которое им подается.Это позволяет подключать больше светодиодов последовательно с помощью одного драйвера светодиода. Это очень полезно в приложениях, где ваше входное напряжение ограничено, и вам нужно получить

FlexBlock

На

больше мощности для светодиодов. Как и в случае с драйвером BuckPuck, максимальное количество светодиодов, которое вы можете подключить с помощью одного последовательно подключенного драйвера, определяется делением максимального выходного напряжения драйвера на прямое напряжение ваших светодиодов. FlexBlock может быть подключен в двух различных конфигурациях и может варьироваться в зависимости от входного напряжения.В режиме Buck-Boost (стандартный) FlexBlock может обрабатывать светодиодные нагрузки, которые находятся выше, ниже или равны напряжению источника питания. Вы найдете максимальное выходное напряжение драйвера в этом режиме по следующей формуле:

48 В постоянного тока — В _в

Итак, при использовании источника питания 12 В постоянного тока и светодиодов XPG2 сверху, сколько мы могли бы работать с 700 мА FlexBlock? Максимальное выходное напряжение составляет 36 В постоянного тока (48–12), а прямое напряжение XPG2, работающего при 700 мА, составляет 2,9, поэтому, разделив 36 В постоянного тока на это, мы видим, что этот драйвер может питать 12 светодиодов.В режиме Boost-Only FlexBlock может выдавать до 48 В постоянного тока от всего лишь 10 В постоянного тока. Таким образом, если вы были в режиме Boost-Only, вы могли включить до 16 светодиодов (48 / 2,9). Здесь мы рассмотрим использование повышающего драйвера FlexBlock для более глубокого питания ваших светодиодов.

Проверка мощности для входных драйверов переменного тока большой мощности

Теперь с драйверами входа переменного тока они выделяют определенное количество ватт для работы, поэтому вам нужно определить мощность ваших светодиодов. Вы можете сделать это по следующей формуле:

[Vf x ток (в амперах)] x LEDn = мощность

Итак, если мы пытаемся запитать те же 6 светодиодов Cree XPG2 на 700 мА, ваша мощность будет…

[2.9 x 0,7] x 6 = 12,18

Это означает, что вам нужно найти драйвер переменного тока, который может работать до 13 Вт, например, наш светодиодный драйвер Phihong 15 Вт.

ПРИМЕЧАНИЕ: При разработке приложения важно учитывать минимальное выходное напряжение автономных драйверов. Например, приведенный выше драйвер имеет минимальное выходное напряжение 15 вольт. Поскольку минимальное выходное напряжение больше, чем у нашего одиночного светодиода XPG2 (2,9 В), для работы с этим конкретным драйвером вам потребуется соединить не менее 6 из них последовательно.

Инструменты для понимания и поиска правильного драйвера светодиода

Итак, теперь у вас должно быть довольно хорошее представление о том, что такое драйвер светодиода и на что нужно обращать внимание при выборе драйвера с источником питания, достаточным для вашего приложения. Я знаю, что вопросы по-прежнему будут, и для этого вы можете связаться с нами по телефону (802) 728-6031 или [email protected].

У нас также есть этот инструмент выбора драйверов, который помогает рассчитать, какой драйвер будет лучше всего, введя спецификации вашей схемы.

Если ваше приложение требует нестандартного размера и вывода, обратитесь в LEDdynamics. Их подразделение LUXdrive быстро разработает и изготовит нестандартные светодиодные драйверы прямо здесь, в Соединенных Штатах.

Спасибо за внимание, и я надеюсь, что этот пост поможет всем, кто интересуется, что такое светодиодные драйверы.

Драйверы светодиодов

: постоянный ток против постоянного напряжения

«Какой тип драйвера для светодиодов мне нужен?» Поиск драйверов для светодиодов может быть сложнее, чем вы думаете, из-за множества имеющихся вариантов. Существует множество факторов, на которые следует обратить внимание при выборе того, который лучше всего подходит для вас, мы подробно рассмотрим это в нашем руководстве по светодиодным драйверам здесь. Одним из важных вариантов является выбор драйвера светодиодов постоянного тока по сравнению с драйвером светодиодов постоянного напряжения. Теперь известно, что драйверы светодиодов считаются устройствами постоянного тока, так почему же производители предлагают драйверы постоянного напряжения и для светодиодов? Как мы можем отличить эти два?

Светодиодные драйверы постоянного тока

vs.Драйверы светодиодов постоянного напряжения

Драйверы постоянного тока и постоянного напряжения являются жизнеспособными вариантами источника питания для светодиодных источников света, но отличается способ подачи питания. Драйверы светодиодов являются движущей силой, которая обеспечивает и регулирует необходимую мощность, чтобы светодиоды работали безопасно и стабильно. Понимание разницы между двумя типами может:

1. Помощь в правильном включении светодиодов
2. Избегайте серьезных повреждений ваших инвестиций в светодиоды

Что такое светодиодный драйвер постоянного тока?

Драйверы светодиодов постоянного тока предназначены для заданного диапазона выходных напряжений и фиксированного выходного тока (мА). Светодиоды, рассчитанные на работу с драйвером постоянного тока, требуют определенного источника тока, обычно указываемого в миллиамперах (мА) или амперах (А). Эти драйверы изменяют напряжение в электронной схеме, что позволяет току оставаться постоянным во всей светодиодной системе. Драйвер постоянного тока Mean Well AP — хороший пример, показанный ниже:

Чем выше номинальный ток, тем ярче светодиод, но если его не регулировать, светодиод будет потреблять больше тока, чем рассчитано. Термический разгон относится к превышению максимального тока возбуждения светодиодов, что приводит к резкому сокращению срока службы светодиодов и преждевременному выгоранию из-за повышения температуры.Драйвер постоянного тока — лучший способ управлять светодиодами высокой мощности, поскольку он поддерживает постоянную яркость всех светодиодов в серии.

Что такое светодиодный драйвер постоянного напряжения?

Драйверы постоянного напряжения предназначены для одного выходного напряжения постоянного тока (DC). Наиболее распространенные драйверы постоянного напряжения (или блоки питания) — 12 В или 24 В постоянного тока. Светодиодный индикатор, рассчитанный на постоянное напряжение, обычно указывает количество входного напряжения, необходимое для правильной работы.

Источник постоянного напряжения получает стандартное линейное напряжение (120–277 В переменного тока).Это тип питания, который обычно выводится из настенных розеток по всему дому. Драйверы постоянного напряжения переключают это напряжение переменного тока (VAC) на низкое напряжение постоянного тока (VDC). Драйвер всегда будет поддерживать постоянное напряжение независимо от того, какая на него токовая нагрузка. Пример блока питания постоянного напряжения ниже в Mean Well LPV-60-12.

LPV-60-12 будет поддерживать постоянное напряжение 12 В постоянного тока, если ток остается ниже 5-амперного максимума, указанного в таблице.Чаще всего драйверы постоянного напряжения используются в светильниках под шкафом и других гибких светодиодных лентах, но это не ограничивается этими категориями.

Итак, как мне узнать, какой тип драйвера светодиодов мне нужен?

Корпус для драйверов постоянного тока :

Если вы посмотрите на светодиоды высокой мощности, одной уникальной характеристикой является экспоненциальная зависимость между приложенным прямым напряжением к светодиоду и током, протекающим через него. Вы можете ясно увидеть это из электрических характеристик Cree XP-G2 ниже на Рисунке 1.Когда светодиод включен, даже малейшее изменение напряжения на 5% (от 2,74 В до 2,87 В) может привести к 100% увеличению тока, подаваемого на XP-G2, как вы можете видеть по красным меткам, ток увеличился с 350 мА до 700 мА. .

Рисунок 1

Теперь более высокий ток действительно делает светодиоды ярче, но в конечном итоге приводит к перегрузке светодиода. См. Рисунок 2, на котором представлены характеристики Cree по максимальному прямому току и кривые снижения номинальных значений в различных температурных условиях. В приведенном выше примере мы все равно могли бы управлять светодиодом XP-G2 с током 700 мА, однако, если бы у вас не было устройства ограничения тока, светодиод потреблял бы больше тока, поскольку его электрические характеристики изменялись из-за повышения температуры.Это в конечном итоге приведет к тому, что текущий способ превысит предел… особенно в более жарких условиях. Избыточный прямой ток приведет к дополнительному нагреву внутри системы, сокращению срока службы светодиодов и, в конечном итоге, к разрушению светодиода. Мы называем это тепловым разгоном, который более подробно объясняется здесь. По этой причине предпочтительным методом питания мощных светодиодов является драйвер светодиодов постоянного тока. При использовании источника постоянного тока, даже если напряжение изменяется с температурой, драйвер поддерживает постоянный ток, не перегружая светодиод и предотвращая тепловой пробой.

Рисунок 2

Когда мне использовать драйвер светодиода постоянного напряжения ?

В приведенном выше примере используются светодиоды высокой мощности и в меньшем масштабе, поскольку мы говорили об использовании только одного светодиода. С освещением в реальном мире неудобно или экономично собирать все вручную из одного диода, светодиоды обычно используются вместе в последовательных и / или параллельных цепях для достижения желаемого результата. К счастью для дизайнеров освещения, производители представили на рынке множество светодиодных продуктов, в которых несколько светодиодов уже собраны вместе, например, светодиодный тросовый светильник, светодиодные ленты, светодиодные полосы и т. Д.

Наиболее распространенные светодиодные ленты состоят из группы светодиодов, последовательно соединенных с токоограничивающим резистором. Производители следят за тем, чтобы резисторы были правильного номинала и в правильном положении, чтобы светодиоды на полосах были менее подвержены колебаниям источника напряжения, как мы говорили с XP-G2. Поскольку их ток уже регулируется, все, что им нужно, — это постоянное напряжение для питания светодиодов.

Когда светодиоды или массив светодиодов сконструированы таким образом, они обычно указывают напряжение, при котором должно работать.Так что, если вы видите, что ваша полоса потребляет 12 В постоянного тока, не беспокойтесь о драйвере постоянного тока, все, что вам понадобится, это источник постоянного напряжения 12 В постоянного тока, поскольку ток уже регулируется встроенной схемой, встроенной производителем.

Преимущество использования светодиодного драйвера постоянного тока

Поэтому, когда вы создаете свой собственный светильник или работаете с нашими мощными светодиодами, в ваших интересах использовать драйверы постоянного тока, потому что:

1. Они избегают нарушения максимального тока, указанного для светодиодов, тем самым предотвращая перегорание / тепловой пробой.
2. Они упрощают дизайнерам управление приложениями и помогают создавать источники света с более постоянной яркостью.

Преимущество использования драйвера светодиода постоянного напряжения

Драйвер светодиода с постоянным напряжением используется только при использовании светодиода или матрицы, рассчитанной на определенное напряжение. Это полезно как:

1. Постоянное напряжение — это гораздо более привычная технология для инженеров-проектировщиков и монтажников.
2. Стоимость этих систем может быть ниже, особенно в более крупных приложениях.

Не стесняйтесь ознакомиться с нашим руководством по светодиодным лентам, в котором есть множество устройств, которые могут работать от постоянного напряжения. Кроме того, если вам нужна помощь в выборе драйвера светодиода с постоянным током, ознакомьтесь с нашим полезным постом о том, как выбрать подходящий.

Out With Old: Замена светодиодных драйверов

В большинстве светодиодных осветительных приборов используется электронный драйвер, который работает аналогично люминесцентному балласту. Драйвер преобразует поступающий переменный ток (AC) в постоянный (DC) и направляет этот ток на светодиоды.

Если драйвер светодиода выходит из строя преждевременно, возможно, его необходимо заменить в полевых условиях. Драйвер обычно устанавливается в светильник, хотя в некоторых случаях он может быть установлен удаленно по эстетическим или механическим причинам. Многие коммерческие светильники допускают замену полевого драйвера; некоторые из них оснащены быстроразъемными соединениями для облегчения обслуживания.

В отличие от люминесцентных балластов, драйверы светодиодов не стандартизированы, поэтому они не являются взаимозаменяемыми. Они могут различаться по выходным характеристикам, уровню электробезопасности, входному напряжению, программируемости, номинальной температуре, электромагнитным помехам (EMI), интерфейсу регулировки яркости и форм-фактору.

Выходные характеристики: Драйверы могут регулировать выход для обеспечения постоянного напряжения или тока для светодиодов, помечая их как драйверы постоянного напряжения или постоянного тока. Драйверы постоянного напряжения предназначены для работы светодиодных модулей, требующих фиксированного напряжения, обычно 12 В (В) или 24 В постоянного тока. Как правило, они ограничиваются приложениями, в которых нагрузка на светодиоды неизвестна, например, для освещения знаков и дорожек.

Драйверы постоянного тока (например, 350 миллиампер, 700 миллиампер, 1 ампер) предназначены для работы светодиодных модулей, требующих постоянного тока.Эти драйверы используются в большинстве светодиодных продуктов, производимых для коммерческого общего освещения. Согласуйте выходной ток и напряжение с нагрузкой для хорошей производительности.

Входные характеристики: Большинство драйверов универсальны на 120–277 В, 50–60 Гц, хотя некоторые имеют фиксированное или одинарное напряжение. Сменный драйвер должен правильно работать от напряжения питания.

Класс электробезопасности: Драйвер может быть класса 1 или класса 2.

Программируемость: Чтобы удовлетворить потребности конкретного приложения, драйверы могут быть запрограммированы («настроены») на установку максимального выхода (обычно тока) для данной светодиодной нагрузки.Это обеспечивает точное сопряжение между драйвером и светодиодным модулем (конструкция которого может быть разной) и в результате получить световой поток и мощность. Производитель может выполнить программирование на заводе, или установщик может сделать это в полевых условиях, используя специальные инструменты, если это позволяет продукт.

Интерфейс регулировки яркости: Многие драйверы позволяют регулировать яркость подключенных светодиодов и принимать управляющий сигнал через интерфейс. Обычно это интерфейс 0–10 В постоянного тока, низковольтный, адресно-цифровой интерфейс освещения (DALI) или фазовый контроль.Драйверы DALI и 0–10 В постоянного тока оснащены набором низковольтных управляющих проводов, аналогичных люминесцентному балласту. Драйверы фазового контроля этого не делают; они принимают управляющий сигнал от настенной коробки сетевого напряжения или другого диммера через силовую проводку.

EMI: Драйверы могут относиться к классу A, предназначенному для нежилого применения, или классу B, предназначенному для использования в жилых помещениях.

Замена драйвера

При замене драйвера в светильнике новый драйвер должен работать так же, как оригинал.Чтобы гарантировать это, новый драйвер должен соответствовать тем же характеристикам, а также иметь форм-фактор, позволяющий ему поместиться в том же пространстве в светильнике.

Несоответствие может привести к проблемам с производительностью и безопасностью или к отказу в работе. В некоторых случаях проблема может проявиться не сразу. Например, установка драйвера класса A в жилом помещении может вызвать помехи на телевидении или радио.

В документе NEMA LSD 74 2016 Национальной ассоциации производителей электрооборудования «Соображения по поводу замены полевого светодиодного драйвера» обсуждаются проблемы и предлагаются рекомендации по замене драйверов.

Сначала сделайте снимок этикетки драйвера и управляемого светодиодного модуля. Вся информация на этикетке водителя должна быть четкой. Информацию о замене системы и драйверов см. На этикетке светильника и в инструкциях по установке.

Относительно просто использовать драйвер того же производителя в качестве замены. Отправьте номер модели и уровень настройки (запрограммированный ток) производителю светильника или драйвера. Большинство производителей указывают запрограммированный текущий уровень на этикетке или второй этикетке.

При использовании другого производителя NEMA рекомендует проконсультироваться с производителем светильника или светодиодного модуля для определения номинального тока светодиодного модуля. Производитель может предоставить список подходящих драйверов на замену вместе с их характеристиками. Если тип светодиода неизвестен, может быть полезно сфотографировать светодиодный модуль, поскольку разные формы (например, круглая или квадратная) могут иметь разные токи возбуждения.

Обратите внимание, что запрограммированные значения настройки обычно не передаются от одного производителя к другому.Трудно воспроизвести настройку. Если сила тока слишком велика или низкая, светильник может казаться слишком ярким или тусклым по сравнению с другими светильниками, расположенными в том же помещении. Слишком высокий ток может также сократить срок службы источника, аннулировать первоначальную конфигурацию, одобренную агентством по безопасности, и свести на нет экономию энергии, на которой основывались скидки коммунальных предприятий. Для настройки на месте требуются инструменты и процессы, которые могут быть уникальными для производителя драйвера; не рекомендуется предоставлять эти инструменты конечным пользователям.