Светодиодные лампы постепенно вытесняют иные осветительные приборы с рынка. Это экономичные, долговечные приборы, которые могут создавать световой поток разных оттенков. Они отличаются более сложным устройством, чем лампы накаливания. У них предусмотрен в конструкции блок питания. Он может быть разным. Как устроен блок питания для светодиодных ламп, какую разновидность выбрать, будет рассмотрено далее.

Источник питания для светодиодов

Чтобы выполнить ремонт блока питания светодиодной лампы, нужно понимать принцип работы такого элемента системы.

Вам будет интересно:Как работают камеры видеонаблюдения: принципы действия, устройство и характеристики

Источник питания подобного осветительного прибора должен соответствовать ряду требований. Основные из них следующие:

• энергоэффективность;
• надежность;
• электромагнитная совместимость;
• безопасность.

Только обеспечив светодиоды источником питания с перечисленными качествами, можно добиться правильной работы прибора, продлить срок его эксплуатации.

Стоит отметить, что продолжительность эксплуатации представленных осветительных приборов составляет не менее 50 тыс. часов. Соответственно и блок питания должен проработать не меньшее количество времени. При этом нужно помнить, что основной причиной, по которой светодиодные лампы вытесняют все другие разновидности осветительных приборов, являются энергосберегательные технологии. Поэтому блок питания также должен обладать высоким КПД. В противном случае из-за блока питания экономия энергии будет незначительной.

Стоит также отметить, что представленная деталь является единственным источником помех электромагнитного типа. Поэтому от блока питания зависит совместимость светодиодного светильника с электросетью.

Единственным элементом в представленном осветительном приборе, к которому подводится напряжение от бытовой сети, является блок питания светодиодных ламп. 220В в этом элементе системы трансформируется, снижаясь до 12 В на выходе. По этой причине электробезопасность устройства полностью зависит от этого прибора.

Кроме того, блок питания влияет на светотехнические характеристики лампы, на то, какой ток будет протекать через светодиод. Если он будет пульсировать, то и световой поток будет отличаться низким качеством, плохо влиять на зрение.

Устройство лампы и драйвера

Вам будет интересно:Обозначение mAh: что это значит

Блок питания для светодиодной лампы 12В является самой распространенной разновидностью. В зависимости от характеристик лампы он может выдавать на выходе 5, 12, 24, 48 В. При этом ток из переменного преобразовывается в постоянный. Это обязательное условие правильной работы системы.

Прежде чем рассмотреть устройство этого элемента лампы, нужно обратить внимание на его место в конструкции. Это позволит при необходимости выполнить ремонт. Лампы светодиодного типа имеют одинаковое устройство. Если демонтировать корпус, можно увидеть внутри драйвер. Это печатная плата, на которую напаяны радиоэлементы.

Цоколь представленных приборов чаще всего имеет размер G4. Блок питания для светодиодных ламп следует сразу после него. Электричество подается на контакты патрона, передаваясь на выводы цоколя. К нему подведено два провода, по которым напряжение подается на драйвер (блок питания). Здесь происходит трансформация тока до заданных параметров. Оно поступает на плату, к которой припаяны светодиоды.

Драйвер – это электронный блок, который представляет собой генератор тока. Он, в свою очередь, также имеет несколько основных компонентов. Напряжение от бытовой сети попадает сначала на фильтр. Он устраняет электромагнитные помехи. Далее ток попадает на выпрямитель. Здесь он становится постоянным. Следующая ступень блока питания предназначена для коррекции коэффициента мощности. Последней стадией, которую проходит в этом устройстве электрический ток, является импульсный стабилизатор тока. К его выходу подсоединены светодиоды.

Такое устройство имеет любая светодиодная лампа. Если нужно собрать блоки питания светодиодных ламп аварийного или основного назначения, придерживаются указанной схемы.

Особенности питания светодиодов

Блок питания светодиодных ламп на 220В имеет некоторые особенности работы. Это нужно обязательно учесть, собираясь сделать или отремонтировать этот прибор. Светодиод имеет нелинейную зависимость напряжения и тока. Этой особенностью обладают все осветительные приборы представленного типа.

Так, при увеличении номинального напряжения ток на светодиоде резко возрастает. Это может привести к поломке. Поэтому в недорогих лампах (часто китайского происхождения) последовательно со светодиодом устанавливается ограничивающий резистор. Если произойдет скачок напряжения, он не позволит току увеличиться. Но при этом на резисторе упадет мощность. КПД недорогого светильника по этой причине уменьшается.

Вам будет интересно:Плохо показывает телевизор: причины и способы решения проблемы

Блок питания обеспечивает нормальное напряжение для питания светодиодов. Именно этот прибор чаще всего включается в схему ламп представленного типа. Блок питания для светодиодной лампы 12В или с иным значением исходящего напряжения, называется драйвером. Это маркетинговое обозначение подобных приборов. Источник постоянного напряжения для светодиодов, которые работают от напряжения 12 В, принято называть блоком питания. Если же устройство еще и стабилизирует входной ток, то это драйвер. Можно сказать, что это разновидность блока питания, которая устанавливается в качественных лампах.

Разновидности блоков питания

Рассмотрев устройство блока питания светодиодной лампы, нужно обратить внимание на разновидности подобных приборов. Они могут быть трансформаторными или импульсными. Они отличаются устройством и принципом работы.

Так, в основе трансформаторного блока применяется трансформатор. Это прибор понижающего типа. Напряжение для любой лампы светодиодного типа нужно понижать с 220 В до 12 В или иного нужного значения. Только после этого ток подается на выпрямитель. Любая светодиодная лампа работает от постоянного тока.

Преимуществом трансформаторных разновидностей приборов является простота их конструкции. Они способны выдержать нагрузку в режиме холостого хода и имеют развязку от бытовой сети. Однако у представленной разновидности блока имеются и недостатки. Основными из них являются малый КПД (50-70%), а также чувствительность системы к перегрузкам.

Импульсный блок питания для светодиодных ламп также имеет в своей конструкции трансформатор. Но в этом случае он работает на более высоких частотах. Поэтому его вес и размер в несколько раз меньше. Обычный трансформаторный блок питания работает на частоте 50 Гц. Он значительно габаритнее. КПД импульсного прибора составляет 70-80%.

В импульсных разновидностях прибора также присутствует развязка от сети. Этот прибор также чувствителен к перегрузкам, но при этом может перестать функционировать даже при холостом ходе. Такой прибор при значительной перегрузке может воспламеняться.

Особенности драйвера

Выбирая блок питания для светодиодной лампы 220 В, нужно обратить внимание на особенности приборов, которые принято называть драйверами. Это импульсные разновидности источников питания. Они стабилизируют исходящее напряжение, которое подается на светодиоды. Такие приборы бывают одно- и двухкаскадными. Второй вариант предпочтительнее. Двухкаскадные драйверы устанавливают в подавляющем большинстве схем. Они обладают особым принципом действия.

Так, первый каскад является корректором коэффициента мощности. Второй элемент системы является стабилизатором напряжения на выходе. Блок корректора необходим, так как драйвер представляет собой импульсный тип устройства. Он должен соответствовать требованиям, оговоренным в ГОСТ, которые касаются подавления гармоник входящего напряжения.

Двухкаскадный драйвер соответствует нормам и требованиям, которые выдвигаются к качеству светового потока. Такой блок питания для светодиодных ламп 12 вольт способен обеспечить пульсацию, равную 1%. Это хороший показатель. Подобное освещение не будет негативно воздействовать на зрение и нервную систему человека. При этом коэффициент мощности двухкаскадного прибора составляет 0,92-0,96.

Стоит отметить, что представленная схема драйвера довольно дорогая. Поэтому производители дешевых ламп устанавливают однокаскадную схему драйвера. Такие системы больше подходят для создания освещения в кладовке, техническом помещении, подвале или подъезде. В квартире или доме нужно применять двухкаскадные схемы.

Еще несколько слов о драйверах

Стоит отметить, что в отличие от блока питания у драйвера нет такой характеристики как «исходящее напряжение». Для этого прибора характерны только такие показатели, как выходной ток и мощность. Это означает, что представленная разновидность источника питания не выдаст ток с большим значением, чем было рассчитано производителем.

Существуют драйверы, рассчитанные на определенное количество светодиодов (например, 5 шт.). В этом случае подключить можно и меньше осветительных элементов, но не больше.

Иные типы представленных элементов электросхемы лампы могут работать с любым количеством светодиодов. Однако их суммарная мощность не должна быть больше установленного производителем значения. Стоит отметить, что у универсальных драйверов КПД будет меньше. Это объясняется спецификой работы импульсной схемы.

Разновидности драйверов

Вам будет интересно:Способы монтажа и схема подключения солнечных батарей

В продаже представлено несколько типов представленных источников питания для светодиодных ламп. Основные из них следующие:

• конденсаторная схема;
• резистор;
• драйвер со входом низковольтного типа;
• микросхема HV9910;
• сетевой драйвер;
• микросхема LM317.

Выбор зависит от особенностей прибора, параметров его эксплуатации.

Советы специалистов

Выбирая блок питания для светодиодных ламп, нужно знать, чем отличаются существующие их виды. Специалисты в области светотехники дают несколько советов. Мастера утверждают, что при использовании в схеме драйвера светодиоды могут работать на полную мощность. Это объясняется отсутствием необходимости понижать напряжение. В этом случае светодиоды не выйдут из строя из-за повышения мощности.

Если же питание осуществляется при помощи блока питания, часть напряжения будет расходоваться из-за нагрева резисторов. Последние отвечают за ограничение напряжения при скачке показателей тока. Поэтому, запитав систему при помощи драйвера, можно значительно продлить срок службы светодиодов. Ток в этом случае никогда не превысит допустимое значение.

Стоит учесть, что драйвер представляет собой прибор, который предназначен для тока с определенными характеристиками, заданной мощности. Поэтому желая собрать или отремонтировать блок питания из светодиодной лампы своими руками, нужно подбирать его в соответствии с количеством и типом светодиодов. Их мощность должна соответствовать выбранному питающему устройству.

Обычный блок питания можно применять для любых электрических приборов, а драйвер специально предназначен для светодиодов. Это обязательно учитывают при покупке прибора. Существует ряд факторов, которые влияют на выбор типа питающего устройства.

Какой тип устройства выбрать?

Блок питания для светодиодных ламп, а также драйверы нужно выбирать в соответствии с особенностями эксплуатации прибора. Опытные мастера дают несколько советов, какую разновидность питающего устройства лучше приобрести в том или ином случае.

Драйвер предпочтительнее применять в схеме со светодиодами, если в схеме не предусмотрены резисторы. Такое случается, если нужно запитать отдельные диоды. Также представленную разновидность приборов применяют в том случае, если не надо периодически отключать часть светодиодов от драйвера.

Также в специализированных магазинах проще подобрать стабилизатор входного напряжения. Драйвер подбирается в соответствии с количеством светодиодов и их мощностью. В этом должен помочь квалифицированный консультант-продавец. Поэтому, приобретая необходимое оборудование в магазине, лучше остановить свой выбор на драйвере.

Если же в схеме предусмотрены светодиоды со встроенными резисторами, лучше приобрести блок питания. Это решение будет правильным и в случаях, когда требуется иногда отключать часть светодиодов.

Советы по выбору

Специалисты советуют подходить к выбору блока питания для светодиодных ламп комплексно. Обратившись в специализированный магазин, нужно сначала определиться с типом источника питания. Решив, нужен ли драйвер или блок питания, можно переходить к следующему этапу. Определяется суммарная мощность светодиодов. Блок питания должен не только соответствовать этому значению, но и иметь запас около 20%. Чтобы рассчитать мощность, нужно заглянуть в техпаспорт лампы.

Драйвер должен соответствовать номинальной мощности и току светодиодов. Источник питания, который выдает на выходе 12 вольт не подойдет для осветительного прибора на 48 вольт.

Дальше нужно обратить внимание на показатель защиты корпуса от внешних погодных условий. Нужно решить, для каких целей нужна лампа. Если она будет смонтирована на улице, во влажном или запыленном помещении, класс защиты должен быть высоким. Этот показатель обозначается буквами IP в маркировке. Для домашнего применения можно выбирать блок питания с самым низким классом защиты. Приборы типа IP65 предназначены для уличного монтажа или в помещении ванны, бани или душа. Такой блок питания не боится прямого попадания струи воды на корпус. Стоимость защищенных устройств на порядок выше.

Источник

Особенности проектирования блока питания для светодиодных ламп

Типичная схема блока питания светодиодной лампы показана на рис. 1.

Сетевое переменное напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех (ЭМП) на выпрямитель. Затем выпрямленное напряжение проходит через ступень коррекции коэффициента мощности (ККМ) и питает, собственно, импульсный стабилизатор тока, к выходу которого подключены светодиоды.

Фильтр ЭМП

Входной помехоподавляющий фильтр обладает свойством двунаправленного помехо-подавления, то есть предотвращает проникновение высокочастотных импульсных помех как из сети в блок питания, так и наоборот — из блока питания в сеть. Помехи в сети появляются, например, при подключении к ней мощных нагрузок. Помехи в блоке питания обусловлены, прежде всего, импульсным режимом работы транзистора, резонансом в силовых цепях блока в моменты коммутации и работой выпрямителя. Электромагнитные помехи, созда ваемые импульсным блоком питания, подразделяются на два типа: симметричная (помеха измеряется между двумя полюсами шин питания) и синфазная (напряжение между каждым проводом питания и землей).

Для подавления симметричной помехи применяется фильтр со сдвоенным дросселем и двумя конденсаторами, шунтирующими шины питания (рис. 2). Конденсатор С1 представляет собой очень большое сопротивление для питающего тока сетевой частоты (50 Гц), и поэтому этот ток через конденсатор С1 не ответвляется. Для импульсного высокочастотного тока помехи этот конденсатор, напротив, имеет очень малое сопротивление, и поэтому большая часть тока помехи замыкается через него. Однако, как показывает практика, этого не всегда достаточно. Поэтому далее включается двухобмоточный дроссель Т1 (нейтрализующий трансформатор), обмотки которого имеют одинаковое число витков и намотаны на одном сердечнике согласно. Из этого следует, что полезный ток сетевой частоты, протекающий по обмоткам I и II в противоположных направлениях, будет создавать в сердечнике Т1 два равных встречно-направленных магнитных потока, взаимно компенсирующих друг друга. Поэтому независимо от величины потребляемого от сети тока сердечник Т1 не будет намагничиваться, а значит, индуктивность обеих обмоток будет максимальна. Основное назначение конденсатора С4 — фильтрация помех, создаваемых диодным мостом. Дело в том, что процесс восстановления обратного сопротивления диодов при переключении не является мгновенным, и при смене полярности приложенного напряжения через диоды протекают импульсные обратные токи, обусловленные рассасыванием избыточных носителей. Эти импульсные токи и являются помехами, генерируемыми сетевым выпрямителем. Конденсатор С4, включенный в диагональ диодного моста, замыкает через себя токи этих импульсных помех, препятствуя их проникновению в питающую сеть и нагрузку блока питания. Также, если есть провод заземления, то конденсаторы C2 и C3 позволяют подавить синфазную помеху.

Выпрямитель

Выпрямитель выполняется по схеме диодного моста. Если вместо обыкновенных установить в мост так называемые «быстрые диоды», то уровень помех, создаваемых выпрямителем, значительно уменьшится. Также при разработке лампы следует учесть, что диоды выпрямителя испытывают значительную нагрузку импульсным током заряда конденсатора С5 при включении. Например, диодный мост DB107 (номинальный ток 1 А) выдерживает импульс тока с амплитудой, в 50 раз превышающей номинальный ток в одном цикле или полуволне сетевого напряжения. Зависимость количества возможных циклов от амплитуды импульса тока показана на рис. 3.

Поэтому в цепь заряда C5 необходимо включить термистор. Этот элемент имеет сопротивление порядка нескольких Ом во время заряда конденсатора и, следовательно, ограничивает импульсный ток через диодный мост. С другой стороны, через одну-две секунды проходящий через термистор ток разогревает его и приводит к снижению сопротивления. Таким образом, в штатном режиме сопротивление термистора стремится к нулю. График тока в цепи «диодный мост — конденсатор» с термистором (пунктир) и без термистора (сплошная линия) показан на рис. 4

Расчет сопротивления термистора производится следующим образом. Во-первых, по закону Ома выбирается минимальное сопротивление при температуре 25 °С.

где V_in — входное переменное напряжение, I_max — максимальный допустимый ток диодного моста в одном цикле.

Затем определяется максимальная энергия, которую должен поглотить термистор в момент включения:

где С — емкость входного конденсатора, U — выпрямленное напряжение (1,414 × V_in).

Еще одним важным параметром, который стоит принимать во внимание (особенно для светодиодных ламп, где рабочая температура весьма высока), является срок жизни электролитического конденсатора. Как правило, конденсаторы снабжаются информацией о максимальной рабочей температуре. Срок жизни или, другими словами, срок, за который емкость конденсатора снизится в два раза, при этой температуре колеблется от 2 до 7 тыс. ч. В сравнении со светодиодами, которые имеют срок жизни 50-100 тыс. ч, это очень мало. Однако производители конденсаторов утверждают, что со снижением температуры на каждые 10 градусов относительно максимальной срок жизни увеличивается в два раза. Поэтому входную емкость необходимо выбирать с учетом окружающей температуры конденсаторов.

ККМ

Несмотря на то, что выпрямитель является чуть ли не самым простым элементом схемы блока питания, физические процессы, происходящие в его нелинейных
элементах (диодах), создают эффект реактивной мощности, которую потребляет лампа. Коэффициентом мощности называется отношение активной (полезной) мощности к суммарной
(активная + реактивная). У резистивной нагрузки КМ = 1, т. е. реактивная составляющая равна 0. Активная мощность полностью потребляется нагрузкой и совершает полезную
работу. Реактивная же сперва запасается, а затем снова возвращается в сеть. В этой ситуации в сети текут большие токи, чем требовалось бы для данной нагрузки. Таким образом, главная задача ступени ККМ — сократить величину реактивной составляющей мощности до минимума. Разберемся теперь в предпосылках ее появления в источнике питания.

На рис. 5 показаны графики тока и напряжения, которые потребляет от сети обычный нагруженный выпрямитель с конденсатором значительной емкости.

В такой схеме ток потребляется короткими импульсами в моменты, когда мгновенное значение напряжения в питающей сети максимально. В промежутках нагрузка питается напряжением, запасенным в конденсаторе, и напряжение на нем постепенно падает. Так происходит до тех пор, пока мгновенное значение сетевого напряжения не превысит снова напряжение, оставшееся на конденсаторе. В этот момент открываются диоды выпрямительного моста, и происходит короткий бросок тока подзарядки. Такой режим работы порождает нежелательную реактивную мощность, которая, не выполняя полезной работы, разогревает питающие сети. Однако причины ее появления на первый взгляд неочевидны. Попробуем в них разобраться.

Рассмотрим передачу энергии от источника к нагрузке через некоторую поверхность S. Форма напряжения задается источником, форма тока — реакцией нагрузки. Ток и напряжение могут быть представлены рядами Фурье. Мгновенная мощность, которая является, очевидно, произведением рядов тока и напряжения, может принимать как положительные, так и отрицательные значения. То есть энергия может течь через поверхность в обоих направлениях.

В случае, когда ток и напряжение не имеют общих гармоник, мощности, передаваемые в обоих направлениях через поверхность S, равны. Другими словами, нагрузка потребляет столько же, сколько и отдает, мощность является чисто реактивной и полезная работа в нагрузке не совершается. Если же гармоники тока и напряжения полностью совпадают по частоте, то вся энергия источника передается в нагрузку и совершает полезную работу. При разложении в ряд Фурье импульсного тока видно, что кроме гармоники частотой 50 Гц, на которой, собственно, и передается полезная энергия, в спектре тока присутствуют гармоники 100, 150 Гц и так далее, практически до бесконечности. Для повышения КМ их следует подавить.

Для импульсных стабилизаторов без ККМ значение коэффициента мощности, как правило, колеблется около значения 0,6. Простейшим ККМ является так называемая схема Valley Filler, которая фактически просто расширяет импульсы тока, приближая, таким образом, их форму к синусоидальной, и, следовательно, сокращает количество гармоник тока и увеличивает КМ. Схема такого устройства изображена на рис. 6. Как правило, с этой схемой удается достичь значений КМ 0,7-0,75.

В первый момент времени конденсаторы заряжаются до пика сетевого напряжения — 310 В. Однако благодаря диоду D6 ток разряда через них не потечет, пока мгновенное значение сетевого напряжения не упадет до 155 В. Все это время нагрузка питается сетевым напряжением, за счет чего и удается расширить импульсы тока. После этого открываются диоды D5 и D7, позволяя включенным параллельно конденсаторам разряжаться через нагрузку. Далее цикл снова повторяется. Иногда вводится резистор R1 небольшого сопротивления, чтобы еще больше растянуть время заряда конденсаторов и увеличить значение КМ. Форма напряжения и тока в схеме с таким ККМ показана на рис. 7. Однако следует помнить, что в данной схеме пульсации напряжения достигают амплитуды 150 В!

Еще одной разновидностью ККМ является активный ККМ. Он представляет собой повышающий импульсный преобразователь, причем скважность импульсов на его выходе зависит от мгновенного значения питающего напряжения. На его вход подается пульсирующее напряжение непосредственно с диодного моста (без входного конденсатора). Пульсации в выходном напряжении отсутствуют — в отличие от предыдущей схемы. Применение такого ККМ требуется, если мощность лампы превышает 25 Вт. Форма тока на его входе обычно близка к синусоидальной, а КМ стремится к 1.

Источник тока

Яркость светодиода сильно зависит от тока, через него протекающего. Ток же, в свою очередь, определяется многими параметрами, важнейшими из которых являются питающее напряжение и температура p-n-перехода светодиода. Поэтому первая и основная функция блока питания светодиодной лампы — обеспечивать стабильный ток, вне зависимости от изменения внешних параметров. При конструировании лампы обычно выбирают метод импульсной стабилизации, так как он обеспечивает достаточную точность и высокую эффективность (около 90%).

Рассмотрим схему стабилизатора тока на примере микросхемы HV9910 (или HV9961), изображенную на рис. 8. В принципе, все нижеследующее относится к большому количеству подобных микросхем. HV9910 выбрана из-за наглядности, предельной простоты и доступности.

HV9910 — это драйвер светодиодов с широтно-импульсной модуляцией. В первый момент времени открывается силовой транзистор, и ток в цепи светодиодов линейно нарастает. Как только напряжение, вызванное протеканием этого тока через резистор-датчик тока в цепи истока транзистора, достигнет порогового значения, микросхема закроет транзистор, и ток в свето-диодах начнет линейно уменьшаться. Диаграмма работы драйвера показана на рис. 9.

Существует два метода управления: с постоянной частотой fи с постоянным T_off, то есть, с постоянным временем, в течение которого транзистор
закрыт. Рассмотрим их особенности. Режим с постоянной частотой ограничивает выходное напряжение до величины, составляющей 50% от питающего. Режим с постоянным T_ff
позволяет получать выходные напряжения до 80% от питающего, однако в данном случае пульсации выходного тока растут пропорционально выходному напряжению. Следовательно,
управляемость по току падает. Таким образом, существуют пределы максимального тока для обоих режимов, которые рассчитываются согласно следующим формулам:

где ΔI — ток пульсации, а I_LED — максимальный ток светодиодов, который, как видно, ограничивается током пульсаций. Однако следует иметь
в виду, что эффективность драйвера тем больше, чем больше его выходная мощность. Поэтому следует находить баланс между указанными значениями выходного тока и напряжения.

Методы расчета номиналов основных элементов этой схемы подробно описаны в документации на сайте производителя, поэтому не будем останавливаться на них подробно. Несмотря на то, что данная схема обладает многими достоинствами, среди которых стабильность, доступность и простота, однако необходимо указать на некоторые нюансы проектирования ламп на основе HV9910 или любого другого подобного драйвера.

Во-первых, следует обратить внимание на максимальную рассеиваемую корпусом микросхемы мощность. Корпус SO8 рассеивает 650 мВт, SO16 — 1000 мВт. Практически половина мощности тратится на управление затвором полевого транзистора. Причем определяется эта мощность питающим напряжением, частотой коммутации и зарядом затвора полевого транзистора согласно формуле:

где V_in — входное напряжение, Q_g — заряд затвора, F_s — частота коммутации, 1 мА — ток, потребляемый логикой микросхемы. Таким образом, для частот до 100 кГц верхней границей заряда затвора является значение 25 нКл, для частот больше 100 кГц — 15 нКл. В некоторых случаях можно снизить потребляемую микросхемой мощность, поставив в цепь ее питания стабилитрон с напряжением стабилизации 100 В. Мощность стабилитрона рассчитывается по формуле:

где V_cm — напряжение стабилизации. Этот стабилитрон необходим в случае, когда микросхема HV9910 включается после ступени активной коррекции
коэффициента мощности с выходным напряжением 400-420 В. При этом следует учесть, что на конденсаторе в цепи питания будет оставаться высокое напряжение, поскольку микросхема
прекращает работу, когда напряжение упадет ниже напряжения пробоя стабилитрона. Поэтому необходимо шунтировать конденсатор сопротивлением порядка 1 МОм.

Во-вторых, кроме ограничений входного напряжения, вызванных максимально возможной рассеиваемой мощностью, существует также минимально возможное выходное напряжение, при котором все еще осуществляется адекватная регулировка тока. Его зависимость от входного напряжения и выбранного значения T_off определяется формулой:

где D_min = 1 мкс/(1 мкс × T_off). Несоблюдение этого условия приведет к неконтролируемому повышению тока через светодиоды и выходу их из строя.

В-третьих, показанная на рис. 8 схема генерирует электромагнитные помехи в радиовещательном и телевизионном диапазонах. Чтобы значительно снизить уровень ВЧ-помех, необходимо установить шунтирующие конденсаторы небольшой емкости. Емкость выбирается в пределах 1-10 нФ. Схема включения стабилитрона в цепь питания микросхемы и расположения блокировочных конденсаторов показана на рис. 10.

Также, в случае использования ККМ, появляется возможность применить модуляцию рабочей частоты импульсного преобразователя, используя пульсации питающего напряжения, согласно схеме на рис. 11. Таким образом можно распределить мощность помех, создаваемых преобразователем по всему спектру радиочастот. Модулирующее напряжение снимается непосредственно с диодного моста.

Поскольку частотозадающий резистор подключен к делителю, на который подается пульсирующее напряжение амплитудой 310 В, в этой схеме период коммутации рассчитывается с использованием мгновенного значения питающего напряжения по формуле:

Инженерам, проектирующим блоки питания, следует напомнить, что эффективность данной схемы тем больше, чем меньше время восстановления диода, сопротивления открытого канала транзистора, а также сопротивления постоянному току у индуктивности.

Разумеется, в статье были описаны далеко не все нюансы проектирования блоков питания для светодиодных ламп. Однако надеемся, что приведенный обзорный материал поможет найти ответ хотя бы на некоторые общие вопросы.

Литература

1. http://www.supertex.com
2. http://www.diotec.com
3. http://www.epcos.com
4. http://www.coilws.com/Publications/ImprVF.pdf

Блоки питания для светодиодных комплектующих

Блоки питания для светодиодных источников света

Светодиодные источники света питаются не от переменного тока с напряжением 220В, который течет по проводам в наших домах, а от стабилизированного напряжения или тока. Источниками стабилизированного напряжения или стабилизированного тока служат специальные блоки питания.

Блоки питания с постоянным стабилизированным напряжением предназначены для подключения светодиодных лент, линеек и других светодиодных источников света, рассчитанных на определенное напряжение. Блоки питания данного типа могут иметь постоянное напряжение 12, 24, 36В.

Существует 3 основных типа корпусов блоков питания с постоянным напряжением: 

• Блоки питания в металлическом защитном кожухе 
• Блоки питания в пластиковом корпусе 
• Герметичные блоки питания

Выбор типа корпуса блока питания зависит от места его использования. Для использования в сухом непыльном помещении подойдет блок питания в металлическом защитном кожухе и пластиковом корпусе. Герметичный блок питания может использоваться во влажном помещении или на улице. Герметичные блоки питания выпускаются как в пластиковом, так и металлическом корпусе. Следует отметить, что если планируется управлять светодиодным освещением, например, при помощи RGB контроллера или диммера, то желательно использовать герметичный блок питания, т.к. негерметичные блоки могут издавать неприятный писк при работе с контроллером. Еще одним плюсом герметичных блоков питания является широкий диапазон рабочих температур, обычно от -20 до +40 °C. 

Блоки питания со стабилизированным током или по-другому драйверы предназначены для подключения светодиодных светильников, ламп, мощных светодиодов. Многие модели драйверов могут регулировать силу тока, соответственно, позволяют управлять яркостью свечения светодиодов. Блоки питания со стабилизированным током могут быть открытыми (без корпуса) или в пластиковом или металлическом корпусе. Герметичными и негерметичными.

Подбор блока питания.

Выберите тип корпуса блока питания в зависимости от места установки.

Подберите блок питания в соответствии с напряжением питания светодиодной ленты, на выходе блока питания должно быть такое же напряжение.

Затем подсчитайте суммарную мощность светодиодных лент, которые вы планируете подключить. Подключать к блоку питанию полную нагрузку нежелательно, настоятельно рекомендуется выбирать блок питания с запасом мощности. Мощность блока питания должна быть на 10-25% выше, чем суммарная нагрузка. Такой запас позволит повысить надежность системы и продлит срок службы.

Установка блока питания. 

Во время работы блоки питания неизбежно нагреваются. Чтобы обеспечить стабильность работы и продлить срок службы, блок питания нужно правильно разместить.

Блоки питания малой мощности выделяют не так много тепла, как мощные и не так требовательны к месту размещения. Мощные выделяют гораздо больше тепла и нуждаются в дополнительном охлаждении. Поэтому блоки питания в защитном кожухе оснащаются вентилятором охлаждения, а корпус герметичных металлических блоков выполняет не только защитную, но и теплорассеивающую функцию и зачастую выполнен в виде радиатора. Поэтому крайне не рекомендуется устанавливать их в небольшие закрытые пространства. Для мощных блоков питания необходимо обеспечить теплоотвод, поэтому они должны устанавливаться в хорошо проветриваемых местах.

При установке блоков питания следует руководствоваться несколькими основными рекомендациями:

• При использовании нескольких блоков питания не устанавливайте их вплотную друг к другу.
• Не располагайте блок питания на питаемом устройстве или вплотную к нему. 
• Не устанавливайте блок питания в полностью закрытых пространствах или пространствах с высокой температурой. 
• Не нагружайте блок питания более чем на 90% его номинальной мощности, во избежание перегрева.
• Используйте провода с оптимальным сечением, учитывая мощность нагрузки и длину проводов. 

Что такое PFC?

В названиях и описаниях некоторых блоков питания встречается аббревиатура “PFC”, и при выборе блока питания многие задаются вопросом, что это такое. PFC (Power Factor Corrector) – корректор коэффициента мощности. Коэффициент мощности – отношение потребляемой активной мощности к полной мощности. Блоки питания с PFC отличаются от обычных небольшим пусковым током и высоким коэффициентом активной мощности. Поэтому при использовании в системе множества мощных блоков питания рекомендуется использовать именно блоки с PFC, т.к. не будет создаваться дополнительная нагрузка на сеть.

Блоки питания 12в — Светодиодные. Источники питания

Новым словом в технологии освещения стало светодиодное освещение – самое экономичное и безопасное по сравнению с другими представителями эконом-класса. Появившись не так давно, оно получило широкое применение благодаря своей многофункциональности и возможности использовать светодиодную продукцию, как в качестве основного, так и художественно-декоративного освещения. Именно для этих целей созданы светодиодные ленты: узкие и гибкие с разноцветным свечением, они используются в производстве наружной рекламы, декоративном оформлении фасадов и интерьеров помещений, подсветке бассейнов и мебели. Свобода конструкции лед ленты открывает неограниченные возможности для ее применения. Единственным условием ее использования, является подключение через светодиодный блок питания.

Эта особенность обусловлена тем, что рабочее питание светодиодной ленты составляет 12V, поэтому подключение к центральной электросети напрямую недопустимо. Блок питания для светодиодной ленты трансформирует напряжение сети в нужные 12.

Блок для светодиодной ленты может быть следующего вида:

• Закрытый герметичный блок питания ip67 в металлическом или пластиковом корпусе, где IP – это показатель степени защиты корпуса;
• Открытый блок питания;
• Сетевые адаптеры, оснащенные вилкой для подключения через розетку.

От степени защиты источников питания зависит область его применения. Не имея герметичного корпуса, блоки питания ip20 используют только внутри помещений с показателем влажности, не превышающим нормы. Их выпускают в металлических или пластиковых корпусах.

Герметичные светодиодные блоки являются влагозащищенными и могут быть установлены, как на улице, так и в помещениях с неблагоприятной влажной средой.
Сетевой адаптер – это тот же блок питания, только с возможностью подключения в бытовых условиях через простую розетку. Для стандартной лед ленты 5м используется блок питания 12в.

Блок питания для ленты необходимо подбирать с учетом показателя потребляемой мощности, которая зависит от длины ленты, Чем большее количество лент подключено, тем более мощным должен быть блок led.

Питание светодиодов может быть подключено даже к бортовой сети автомобиля, что дает возможность декорировать ваше авто с помощью различных светоэффектов.
Качественный блок питания светодиодной ленты купить можно в интернет-магазине «Море света», который предоставляет большой выбор моделей различной мощности и показателей защиты. Так как, компания специализируется не только на продаже светодиодного оборудования, но и разрабатывает, и выполняет проекты декоративного освещения, в магазине представлены товары с хорошей репутацией эксплуатации. Профессиональные консультанты помогут произвести все необходимые расчеты по требуемой мощности светодиодных блоков питания.

Долговечный блок питания, цена которого вас устроит и приятно удивит – это компания «Море света».

Как выбрать блок питания для проекта светодиодной ленты

В качестве примера предположим, что вы нашли следующую светодиодную ленту: WenTop Waterproof Led Strip Lights SMD 3528 и хотите посмотреть, будет ли с ней работать этот блок питания.

Шаг 1: Определите напряжение светодиодной ленты

В случае с продуктом WenTop он указан в описании продукта:

Дополнительный совет: например, если у вас дома валяется блок питания, вы также можете проверить этикетку на задней стороне и посмотреть, указано ли там напряжение.

Шаг 2: Определите потребляемую мощность светодиодной ленты

Хотя это не указано здесь, мы можем рассчитать силу тока по формуле P = V x A, где P — мощность, V — напряжение, а A — сила тока.Чтобы найти A (сила тока), просто подключите 24 для мощности и 12 для напряжения и вычислите:

24 = 12 x A

A = 2,0 А.

Что касается электричества, то теперь мы знаем, что при напряжении 12 В эта светодиодная лента потребляет около 24 Вт на катушку (5 метров) или около 2,0 ампер.

А теперь проверим блок питания.

Это означает, что этот блок питания способен выдавать до 36 Вт, или около 3.0 ампер.

Поскольку емкость блока питания выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты, мы можем с уверенностью заключить, что эти два продукта могут быть соединены вместе.

Мощность блока питания и номинальная сила тока могут сбить с толку и даже напугать некоторых людей. Есть основания полагать, что блок питания, который закачивает 36 Вт в светодиодную ленту мощностью 24 Вт, может вызвать повреждение. Кроме того, что, если вы однажды решите разрезать эту светодиодную ленту пополам, превратив ее в светодиодную ленту мощностью 12 Вт?

Вот почему мы выделяем с возможностью и с возможностью выше.Тот факт, что блок питания имеет номинальную мощность 36 Вт, не означает, что он обязательно будет обеспечивать такую ​​мощность. Напротив, блок питания фактически будет подавать ровно столько, сколько необходимо, и соответствовать потребляемой мощности в зависимости от того, что к нему подключено. Однако, если потребляемая мощность превышает мощность блока питания, блок питания может работать ненормально и выйти из строя.

Таким образом, этот блок питания можно использовать для питания любой светодиодной ленты, потребляющей от 0 до 36 Вт.

Шаг 3: Определите способ подключения

Узнайте, поставляется ли катушка со светодиодной лентой с такой вилкой постоянного тока:

С другой стороны, если вы хотите разрезать светодиодную ленту на несколько сегментов, или если вся катушка имеет только два оголенных провода (обычно красный и черный), например:

Другие сообщения

Все, что вам нужно знать о лампах A21

Что означает термин A21? Термин A21 используется для описания общей формы и размеров легкого бу… Подробнее

4 основных момента, которые следует учитывать при покупке светодиодных точечных светильников

В последние годы вы, возможно, обнаружили, что галогенные лампы, которые вы покупали в течение многих лет, больше не доступны в вашем местном хозяйственном магазине. … Подробнее

Почему эти лампочки не могут быть доставлены в Калифорнию? Обзор Заголовка 20

Энергетической комиссии Калифорнии Штат Калифорния исторически был лидером в продвижении энергоэффективности на политическом уровне, часто требуя производства… Подробнее

Соображения качества цвета при переходе с галогенных на светодиодные

Галогенные лампы были очень популярной технологией освещения, предлагающей многочисленные преимущества по сравнению с лампами накаливания. В дополнение к более длительному сроку службы … Подробнее

Вернуться к блогу об освещении осциллограмм

Просмотрите нашу коллекцию статей, практических рекомендаций и руководств по различным приложениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.

Обзор продукции для освещения осциллограмм

Источник питания для светодиодов, трансформатор для светодиодов 12В и 24В

Основные факторы, которые следует учитывать при выборе источника питания светодиодов для ваших проектов светодиодного освещения

Во-первых, среда приложения.

• Это для внутреннего или наружного применения?
• Требуется ли для светодиодного источника питания водонепроницаемость или определенный уровень защиты IP?
• Будет ли в блоке питания светодиодов использоваться кондуктивное или конвекционное охлаждение?

Ответы на эти вопросы могут рассказать о среде применения источника питания светодиодов.Окружающая среда определяет различные типы источников питания светодиодов, которые подходят для требований окружающей среды. Например, если вы устанавливаете водонепроницаемые светодиодные ленты на открытом воздухе или во влажных или влажных помещениях, вам следует выбрать водонепроницаемый светодиодный источник питания с рейтингом IP 65 или 67 выше.

Рейтинг IP для источника питания светодиодов имеет двухзначный код, который указывает уровень защиты от проникновения (IP). Он используется для обозначения эффективности герметизации корпусов блоков питания.Чем эффективнее уплотнение, тем лучше кожухи защищают от проникновения твердых частиц (инструменты, пыль и т. Д.) И влаги. Например, IP 65. Первая цифра 6 означает, что он пыленепроницаемый. Вторая цифра 5 означает, что он может противостоять струям воды с давлением 30 кПа на расстоянии 3 метра. Первая цифра находится в диапазоне от 0 до 6. Вторая — от 0 до 9. Чем выше, тем лучше.

Еще один фактор окружающей среды — это температура. Блок питания светодиодов работает с максимальной эффективностью в определенном диапазоне температур.Источник питания выделяет тепло во время работы. Тепло, выделяемое вокруг источника питания, снижает его эффективность. В худшем случае это приведет к отказу источника питания светодиода при длительном перегреве. Лучше всего обеспечить хорошую вентиляцию источника питания с помощью радиатора или вентиляторов. Если его нет, по крайней мере, убедитесь, что светодиодный блок питания не помещается в слишком маленький корпус.

Во-вторых, входное и выходное напряжение источника питания светодиода.
Большинство источников питания для светодиодов имеют диапазон входного напряжения.Этот диапазон должен включать электрическое напряжение, доступное для вашей осветительной установки. Большинство жилых и коммерческих объектов имеют напряжение 120 В. В то время как в промышленных помещениях в основном подается напряжение 277 В. Прочтите значения диапазона входного напряжения источника питания и убедитесь, что 120 В или 277 В для вашей установки попадают в этот диапазон. Например, светодиодный источник питания с диапазоном входного напряжения 100–240 В нельзя использовать в промышленных помещениях с питанием 277 В, но он подходит для домов с питанием 120 В.

Еще один важный фактор — выходное напряжение блока питания. Выходное напряжение должно точно соответствовать входному напряжению ваших светодиодных фонарей. Большинство светодиодных лент работают от 12 В или 24 В постоянного тока. Поэтому мы выбираем источник питания 12 В для светодиодных лент на 12 В, источник питания на 24 В для светодиодных лент на 24 В.

В-третьих, необходимая мощность.
Мощность источника питания светодиодов должна быть как минимум в 1,2 раза больше общей мощности светодиодных фонарей, которые будут подключены к источнику питания.На 20 процентов больше мощности используется подушка, используемая для защиты источника питания от скачков напряжения или других непредвиденных факторов.

Например, вы хотите использовать один светодиодный источник питания для питания пяти катушек светодиодных лент. Каждая катушка светодиодной ленты имеет мощность 50 Вт. Какая мощность блока питания вам нужна? Светодиодные ленты с пятью барабанами имеют общую мощность 250Вт. При 20-процентной амортизации он составляет 250 Вт x 1,2 = 300 Вт. Поэтому вам необходимо купить блок питания для светодиодов мощностью не менее 300 Вт.Если блок питания имеет 400 Вт, вы все равно можете использовать его для своего проекта на 250 Вт без вреда, но это дороже, чем блок питания на 300 Вт.

Четвертый источник питания для светодиодов с регулировкой или без регулировки яркости
Часто пользователи хотят иметь возможность использовать диммер для регулировки уровня яркости светодиодных фонарей. Существуют различные типы светодиодных диммеров, которые определяют, нужен ли вам источник питания для светодиодов с регулируемой или нерегулируемой яркостью. Диммер с ШИМ расположен между источником питания и светодиодными лампами.Он может напрямую приглушить свет. Таким образом, для диммера с ШИМ требуется нерегулируемый светодиодный источник питания. Диммер TRIAC не может затемнять светодиодные фонари напрямую, он регулирует вход переменного тока источника питания, который подключается непосредственно к светодиодным источникам света, таким как светодиодная световая лента. Таким образом, использование этого типа диммера требует источника питания с регулируемой яркостью TRIAC.

В-пятых, постоянное напряжение или постоянный ток?
Источники питания для светодиодов имеют разные типы выходов: постоянное напряжение или постоянный ток.Источник питания постоянного напряжения обеспечивает фиксированное выходное напряжение с максимальным выходным током. Светодиодные ленты работают с постоянным входным напряжением. Поэтому для них требуется постоянное напряжение, обычно 12 В или 24 В постоянного тока. Источник постоянного напряжения преобразует 120-277 В переменного тока в постоянный ток низкого напряжения. Убедитесь, что цепь светодиодных ламп не потребляет больше тока, чем максимальный выходной ток. В противном случае эти блоки питания для светодиодов не смогут работать или поддерживать постоянное напряжение.

Для некоторых светодиодных фонарей требуется источник питания для светодиодов с постоянным выходным током. Источник постоянного тока для светодиодов обеспечивает постоянный выходной ток, который обычно указывается в амперах. Выходное напряжение находится в диапазоне и будет изменяться в зависимости от количества используемых светодиодов. Убедитесь, что диапазон напряжения соответствует требуемому напряжению цепи светодиодного освещения. Поскольку источник питания обеспечивает постоянный ток, светодиодные фонари будут поддерживать постоянный уровень яркости. Поэтому некоторые коммерческие светодиодные вывески и светодиодные дисплеи используют источник постоянного тока.

Шестой, внесен в список UL или другие сертификаты безопасности
Блок питания для светодиодов, включенный в список UL, имеет лучшую защиту, чем блоки питания, не включенные в список UL. UL расшифровывается как Underwriters ‘Laboratories. UL тестирует и оценивает компоненты и продукты и позволяет тем, кто прошел стандарты испытаний, использовать знак сертификации. Сертификаты UL помогают обеспечить безопасное использование этих продуктов в промышленных, коммерческих и жилых помещениях. Перечисленные UL источники питания необходимы для многих новых и реконструируемых проектов.Таким образом, признание UL поможет получить одобрение со стороны городов и пользователей. Существуют также стандарты класса 2 и класса II для источников питания, это также факторы, которые помогают повысить безопасность использования и установки.

Качественный источник питания для светодиодов может обеспечить длительную и стабильную работу с высокой эффективностью для всей системы светодиодного освещения. Он играет жизненно важную роль в продлении срока службы осветительной арматуры, экономии энергии и снижении затрат на техническое обслуживание.

Благодаря энергосбережению, гибкости конструкции и долгому сроку службы светодиоды быстро вытесняют лампы накаливания и люминесцентные лампы в помещениях и на открытом воздухе.Чтобы в полной мере использовать высокую эффективность и длительный срок службы твердотельных осветительных устройств, вам необходимо выбрать подходящие источники питания, обеспечивающие соответствующую мощность для ваших светодиодов. Знания об источниках питания для светодиодов подробно описаны ниже, чтобы помочь вам принять мудрое решение при выборе и покупке.

1. Что такое светодиодные блоки питания?

Источники питания для светодиодов — это силовые трансформаторы, которые преобразуют мощность в заданное напряжение или ток, которые подходят для применяемых светодиодных продуктов.Как правило, источники питания светодиодов включают в себя высоковольтный переменный ток, низковольтный постоянный ток, высоковольтный постоянный ток, низковольтный высокочастотный переменный ток и т. Д.

Что касается выходного тока, некоторые источники питания светодиодов являются источниками постоянного тока, которые изменяют напряжение при изменении прямого напряжения светодиода. Основные компоненты источника питания светодиодов включают в себя контроллер переключателя, катушку индуктивности, переключающий компонент, резистор обратной связи, компонент входного фильтра, компонент выходного фильтра и т.п.

В соответствии с требованиями различных случаев, есть также схема защиты от перенапряжения на входе, схема защиты от пониженного напряжения, защита от разомкнутой цепи светодиода, схема защиты от перегрузки по току и так далее.

Однако схемы светодиодных лент предназначены для размещения светодиодов в цепочку, которая контролирует ток, протекающий через светодиоды, с помощью резисторов или других компонентов управления током. Поэтому для большинства светодиодных лент требуется источник питания постоянного напряжения.

Источник питания светодиодов — это термин, который использовался для обозначения источника питания переменного и постоянного тока, который обеспечивает постоянное выходное напряжение, в то время как драйвер светодиодов был термином, относящимся к источнику питания светодиодов, который обеспечивает выход постоянного тока. Теперь термины «драйвер светодиода» и «источник питания светодиодов» все чаще используются как синонимы.

2. Что такое качественный светодиодный блок питания?

2-1. Высокая надежность.
Возможность стабильной работы в течение длительного времени — основное требование к осветительной продукции. В частности, мощность привода уличного светодиодного фонаря устанавливается на большой высоте, обслуживание неудобно, затраты на обслуживание также велики, а высокая надежность может значительно снизить затраты на обслуживание.

2-2. Высокая эффективность.
Светодиоды — это энергоэффективные продукты, требующие высокой эффективности источников питания.Чем выше КПД блока питания, тем ниже его энергопотребление.

Почему для светодиодных источников питания требуется высокая эффективность?
Высокая эффективность — это не только общее требование к энергосбережению светодиодных систем освещения, но также основа и гарантия длительного срока службы и высокой надежности светодиодных трансформаторов.

• Высокая эффективность, низкие потери, низкий рост температуры, высокая надежность

  Например, если используется светодиодный трансформатор мощностью 110 Вт, потери равны 5.2 Вт при эффективности 95% и 17,6 Вт при эффективности 85%. Последний в 3,4 раза больше, чем первый. Эксперименты показали, что при одинаковых условиях первая температура на 50-59 градусов по Фаренгейту ниже, чем вторая.

  По мере снижения температуры источника питания условия эксплуатации ИС и силовых полупроводников улучшаются, а среднее время наработки на отказ (среднее время наработки на отказ) значительно увеличивается.



• Уменьшите рабочую температуру светодиодов, задержите затухание света и увеличьте срок службы светодиодов.

  Для блока питания светодиодов, помещенного в светильник, повышение температуры источника питания напрямую приводит к повышению температуры светодиодного светильника. Повышение температуры светодиодного чипа приведет к изменению характеристик светоизлучающего устройства и снижению эффективности электрооптического преобразования. В тяжелых случаях светодиоды могут даже перестать работать. Экспериментальные испытания показали, что на каждые 41 градус по Фаренгейту повышение температуры самого светодиода световой поток уменьшается на 3%.

  Связь срока службы светодиода и температуры. Тепло — убийца номер один для светодиодов. Светодиоды, работающие при высоких температурах, имеют гораздо меньший срок службы.

2-3. Высокий коэффициент мощности.

Что такое ПФ? Почему высокий PF? Что такое PFC?
PF — это сокращение от коэффициента мощности, который представляет собой отношение активной мощности (мощность выполняет фактическую работу) к полной мощности (мощность течет в цепи). PF используется только для цепей переменного тока.Для цепей постоянного тока нет коэффициента мощности. PFC — это аббревиатура от «корректор коэффициента мощности».

Реактивная мощность — это мощность, потребляемая катушками индуктивности и конденсаторами в цепях. Для правильной работы энергосистеме требуется как активная мощность, так и реактивная мощность.

Коэффициент мощности — это требования к нагрузке сети. Высокий коэффициент мощности значительно снизит нагрузку на линию питания. Например, в ночном городе освещенность большая, и подобная нагрузка сосредоточена.Светодиодный источник питания с высоким коэффициентом мощности может снизить нагрузку на линию питания, уменьшить потери и обеспечить стабильную работу осветительной продукции.

Низкий коэффициент мощности означает низкую энергоэффективность. Чем ниже коэффициент мощности, тем выше доля мощности, потребляемой в распределительной сети. Если не исправить низкий коэффициент мощности, потребуется более высокая реактивная мощность, а коммунальные предприятия должны обеспечивать гораздо больше, чем активная мощность.

Более высокая реактивная мощность приводит к необходимости в более крупных генераторах, трансформаторах и линиях передачи для компенсации потерь.Светодиодные трансформаторы с функцией коррекции коэффициента мощности могут улучшить потребление энергии, снизить потери и уменьшить гармоники в сети.

2-4. Способ вождения.
В настоящее время доступны два метода управления светодиодным трансформатором. Один из них представляет собой источник постоянного напряжения для нескольких источников постоянного тока, и каждый источник постоянного тока подает питание на сегмент светодиодов отдельно. Таким образом, комбинация является гибкой, отказ одного сегмента светодиодов не влияет на работу других каналов светодиодов.

Другой — это метод прямого управления для источника постоянного тока, при котором светодиоды работают последовательно или параллельно. Преимущество этого метода заключается в более низкой стоимости, но компенсируется низкой гибкостью. Это необходимо для решения проблемы выхода из строя одного сегмента светодиодов, не влияя на работу других светодиодов.

Эти два метода сосуществуют. Метод многократного вывода постоянного тока лучше с точки зрения производительности и в большей степени соответствует реальным потребностям. Возможно, это станет основным направлением в будущем.

2-5. Защита от перегрузки.
Трансформатор светодиодов должен обеспечивать защиту от перенапряжения, потому что способность светодиодов выдерживать скачки относительно невысока, особенно способность противостоять обратному напряжению. Уличные светодиодные продукты, такие как светодиодные уличные фонари, из-за начала нагрузки на сетку и обнаружения ударов молнии в систему электросетей попадают различные скачки.

Некоторые скачки напряжения могут вызвать повреждение светодиода, поэтому блок питания и лампы необходимо часто заменять.Следовательно, хорошая защита от перенапряжения также является обязательной для отличного драйвера светодиода.

2-6. Функция защиты.
Источник питания светодиодов также должен иметь ряд функций защиты, таких как защита от перегрева, защита от короткого замыкания, защита от перегрузки по току и перенапряжения и т. Д., Чтобы обеспечить безопасную и стабильную работу светодиодных осветительных приборов в различных чрезвычайных ситуациях.

3. Как обеспечить качество и надежность питания светодиодов?

3-1 .Стандартизированный профессиональный процесс проектирования, инженерный прототип, мелкосерийное пробное производство.

3-2 . Разумный расчетный запас компонентов.

3-3 . Выбирайте высококачественные компоненты, такие как электролитические конденсаторы, ИС, силовые полупроводники, магнитные компоненты и т. Д.

3-4 . Строгий контроль качества и процедуры тестирования для выполнения анализа напряжения, EVT, SVT, DVT, MTBF и других экспериментальных проверок.

Для установки светодиодных лент см. Следующие очень полезные данные ：
Используйте светодиодные алюминиевые профили для светодиодных лент.
Покупка нужных светодиодных контроллеров для светодиодных лент.
Разъемы для светодиодных лент облегчают установку.

LED Tutorials — Правильный источник питания для вашего светодиодного проекта

Источник питания, также известный как трансформатор или драйвер, является одним из наиболее важных компонентов светодиодной системы.Использование неправильного типа источника питания может не только повредить светодиодный продукт, но и стать причиной очень опасной опасности возгорания. Также важно знать входное напряжение переменного тока и быть уверенным, что оно соответствует требованиям к продукции. Определить подходящий источник питания довольно просто, если вы выполните следующие несколько шагов.

1.) Определите правильное напряжение

Напряжение постоянного тока вашего светодиодного продукта является ключевым элементом при выборе правильного блока питания, который вам необходимо приобрести.Здесь, в Ecolocity LED, все наши светодиодные трансформаторы работают с постоянным напряжением, что означает, что они не диммируются и должны постоянно оставаться на постоянном напряжении продуктов. Это не означает, что наши осветительные приборы не диммируются, это просто означает, что мощность источника питания не может диммироваться, диммирование достигается только с помощью ШИМ диммеров, которые можно найти в широком ассортименте на странице категории «Управление светодиодным освещением». Мы продаем блоки питания 5VDC, 12VDC и 24VDC. У нас есть небольшое количество светодиодных модулей, для которых требуется 5 В постоянного тока, для всех наших светодиодных лент, а также для большинства наших светодиодных модулей требуется 12 В постоянного тока с некоторыми новыми дополнительными полосами 24 В постоянного тока, а для всех наших светодиодных продуктов Wall Washer требуется 24 В постоянного тока.

2.) Определите общую длину освещения

После того, как вы определили напряжение светодиодного продукта, которое вы хотели бы использовать, вы должны затем рассчитать общее расстояние вашего проекта. Будьте максимально точными, чтобы в дальнейшем избежать каких-либо осложнений при установке.

3.) Найдите мощность изделия

На каждой странице продукта вы можете найти таблицу технических характеристик, в которой указано напряжение постоянного тока продукта, а также мощность, необходимая продукту для правильной работы.Спецификации светодиодных модулей указаны для каждого модуля, светодиодное освещение указано в ваттах на фут, а все другие продукты указаны для каждого продукта. Если вы знаете силу тока и напряжение продукта, вы можете просто умножить эти два, чтобы получить мощность.

4.) Посчитайте

Следующим шагом в выборе подходящего трансформатора будет простое умножение и сложение. Как только вы узнаете длину или количество продукта, который вы будете использовать. Просто умножьте эту переменную на характеристики мощности продукта, а затем добавьте еще 10-15% к этому, чтобы не перегружать источник питания.Как только это число будет определено, вы можете выбрать любой источник питания, который больше этой переменной. Примечание: невозможно загнать блок питания.

5.) Установка

После того, как вы определили достаточную мощность, которая вам понадобится для питания ваших светодиодных фонарей, вы можете подумать, какой тип источника питания вы хотели бы использовать. Ниже приведен список различных типов источников питания, которые мы предлагаем в Ecolocity LED.

— Тип настенной розетки с использованием цилиндрических соединителей
У нас есть различные трансформаторы с розеткой на 12 В постоянного тока и 24 В постоянного тока, предназначенные только для использования внутри помещений.Диапазон наших блоков питания с розеткой составляет от 12 Вт до 60 Вт, что делает их идеальным решением для небольших проектов. Еще одним преимуществом этого типа источников питания является то, что они просты в использовании, просто подключите их к существующей электрической розетке 100–240 В переменного тока и подключите к одноцветным светодиодным лампам или компонентам светодиодных фонарей с помощью любого из наших продуктов с цилиндрическими разъемами.

— Жесткий провод
Если вы планируете жестко подключить источник питания светодиодов непосредственно к источнику питания 100–240 В переменного тока, то потребуется трансформатор с жестким проводом.У нас есть различные источники питания с жестким проводом, в том числе водонепроницаемые. Помните, какой блок питания вы покупаете, поскольку некоторые из них содержат специальные инструкции по монтажу, а также охлаждающие вентиляторы для правильной работы.

— Водонепроницаемые источники питания
Если вы работаете на открытом воздухе или монтируете источник питания в месте, подверженном воздействию пыли и влаги, то один из наших водостойких источников питания будет правильным выбором. Все водонепроницаемые источники питания имеют степень защиты IP66 или IP 67 для использования вне помещений.Примечание. Эти блоки питания не защищены от ультрафиолетового излучения и не погружаются в воду.

Что это и как работает?

Разработка и внедрение технологии светоизлучающих диодов (LED) во всем диапазоне осветительных приложений были захватывающими в последние несколько лет. Несмотря на присущую светодиодам высокую эффективность электрооптического преобразования, светодиодный светильник настолько хорош, насколько хорош его драйвер. Потенциал этой революционной технологии освещения может быть раскрыт только тогда, когда показатели производительности светодиодных драйверов будут последовательно согласованы с электрическими характеристиками светодиодного источника света.Светодиодная система освещения представляет собой синергетическое сочетание источника света, драйверов светодиодов, систем управления температурой и оптики. Поскольку драйверы являются единственным компонентом, который существенно влияет на фотометрические характеристики и качество света светодиодов в системе освещения, они играют решающую роль в более обширных и интенсивных применениях светодиодной технологии.

Что такое светодиодный драйвер?

Драйвер светодиодов — это электронное устройство, регулирующее мощность светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов.Светодиоды представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства, пропитанные или легированные слоями для создания p-n-перехода. Когда ток протекает через легированные слои, дырки из p-области и электроны из n-области инжектируются в p-n-переход. Они рекомбинируют, чтобы генерировать фотоны, которые мы воспринимаем как видимый свет. Преобразование тока в световой поток почти линейное, увеличение входного тока позволяет большему количеству электронов и дырок рекомбинировать в p-n-переходе, и, таким образом, генерируется больше фотонов.

В отличие от обычных источников света, которые работают непосредственно от источника переменного тока (AC), светодиоды работают от входа постоянного или модулированного прямоугольного сигнала, поскольку диоды имеют полярность. При вводе сигнала переменного тока светодиод будет гореть только примерно половину времени, когда сигнал переменного тока имеет правильную полярность, и сразу же погаснет при отрицательном смещении. Следовательно, постоянная подача постоянного электрического тока на фиксированный выход или переменный выход в допустимом диапазоне должна применяться к светодиодной матрице для стабильного немигающего освещения.

обеспечивают интерфейс между источником питания (линией) и светодиодом (нагрузкой), преобразуя входящую мощность сети переменного тока 50 Гц или 60 Гц при таких напряжениях, как 120 В, 220 В, 240 В, 277 В или 480 В, в регулируемый выходной постоянный ток. Существуют драйверы, предназначенные также для приема других типов источников питания, например, питания постоянного тока от микросетей постоянного тока или питания через Ethernet (PoE). Схема драйвера светодиода должна иметь невосприимчивость к скачкам напряжения и другим помехам в линии переменного тока в пределах заданного расчетного диапазона, а также отфильтровывать гармоники в выходном токе, чтобы они не влияли на качество вывода светодиодного источника света.Драйвер — это не просто преобразователь мощности. Некоторые типы светодиодных драйверов имеют дополнительную электронику для точного управления светоотдачей или для поддержки интеллектуального освещения.

Постоянный ток или постоянное напряжение?

Электрическая цепь, которая регулирует входящую мощность для обеспечения выхода постоянного напряжения, обычно называется источником питания, тогда как драйвер светодиода в строгом смысле слова относится к электрической цепи, которая обеспечивает выход постоянного тока. Сегодня «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» — очень неоднозначные термины, которые используются как синонимы.Несмотря на терминологическую двусмысленность, мы не можем позволить себе игнорировать существенные различия между схемами постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) для регулирования нагрузки светодиодов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обеспечивают постоянный ток (например, 50 мА, 100 мА, 175 мА, 350 мА, 525 мА, 700 мА или 1 А), независимо от нагрузки по напряжению, на светодиодный модуль в определенном диапазоне напряжений. Драйвер может питать один модуль со светодиодами, подключенными последовательно, или несколько светодиодных модулей, подключенных параллельно.Последовательное соединение является предпочтительным в архитектурах цепей CC, поскольку оно гарантирует, что все светодиоды имеют одинаковый ток, протекающий через их полупроводниковые переходы, а световой поток равномерен через светодиоды. Для параллельного подключения нескольких светодиодных модулей требуется резистор в каждом светодиодном модуле, что приводит к снижению эффективности и плохому согласованию тока. Большинство драйверов CC можно запрограммировать для работы в диапазоне выходного тока для точного сопряжения между драйвером и конкретным светодиодным модулем. Драйверы светодиодов постоянного тока используются, когда световой поток не должен зависеть от колебаний входного напряжения.Они присутствуют во многих типах осветительных приборов общего назначения, таких как потолочные светильники, троферы, настольные / торшеры, уличные фонари и верхние фонари, для которых приоритетными являются высокое качество тока и точный контроль мощности. Драйверы CC поддерживают регулировку яркости как с широтно-импульсной модуляцией (PWM), так и с уменьшением постоянного тока (CCR). Работа источника питания в режиме CC обычно требует защиты от перенапряжения на случай чрезмерного сопротивления нагрузки или при отключении нагрузки.

Драйверы светодиодов постоянного напряжения предназначены для работы светодиодных модулей при фиксированном напряжении, обычно 12 В или 24 В.Каждый светодиодный модуль имеет собственный линейный или импульсный регулятор тока для ограничения тока с целью поддержания постоянного выходного сигнала. Обычно предпочтительно подавать постоянное напряжение на несколько светодиодных модулей или светильников, соединенных параллельно. Максимальное количество светодиодов или светодиодных модулей и прямое напряжение на них не должно превышать мощность источника питания постоянного тока. Цепь CV должна допускать рассеяние мощности при коротком замыкании нагрузки. Ограничители тока обычно имеют тепловое отключение для защиты цепи, когда на ограничитель тока подается напряжение, превышающее максимально допустимое.Драйверы CV часто используются в низковольтных светодиодных осветительных устройствах, которые требуют простоты группового подключения при параллельном управлении, например, для управления светодиодными лентами, светодиодными модулями для световых коробов. Драйверы постоянного напряжения могут быть затемнены только при ШИМ.

Импульсный источник питания (SMPS)

Поскольку светодиоды очень чувствительны к колебаниям тока и напряжения, одна из наиболее важных функций драйвера светодиода заключается в уменьшении колебаний прямого напряжения на полупроводниковом переходе светодиодов.Импульсные источники питания работают путем модуляции электрического сигнала с использованием одного или нескольких переключающих элементов, таких как силовые полевые МОП-транзисторы, на высокой частоте, тем самым генерируя заданную величину мощности постоянного тока при изменении напряжения питания или нагрузки. Импульсные преобразователи, используемые в драйверах светодиодов, требуют, чтобы энергия сохранялась в виде тока с использованием катушек индуктивности и / или в виде напряжения с использованием конденсаторов, чтобы поддерживать выходной ток или напряжение на нагрузке во время цикла включения / выключения. Драйвер светодиодов AC-DC SMPS преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, способную правильно управлять светодиодами.

Для импульсного преобразования мощности в драйверах светодиодов доступны различные топологии схем для поддержки требований к нагрузке на светодиоды. Среди всех топологий SMPS наиболее часто используются понижающий, повышающий, понижающий-повышающий и обратноходовой типы.

Также известная как понижающий преобразователь, понижающая схема регулирует входное постоянное напряжение до желаемого постоянного напряжения с помощью ряда методов управления током, включая синхронное переключение, гистерезисное управление, управление пиковым током и управление средним током.Понижающая топология предназначена для драйверов светодиодов с питанием от сети, которые необходимы для управления длинной цепочкой светодиодов, при этом напряжение нагрузки поддерживается ниже напряжения питания. Понижающие цепи также часто встречаются в приложениях с низким напряжением, где входное напряжение питания относительно низкое (например, 12 В постоянного тока для автомобильного освещения) и работает только один светодиод. Понижающая топология позволяет создавать схемы с меньшим количеством компонентов, сохраняя при этом высокий КПД (90–95%). Однако напряжение нагрузки понижающей цепи должно быть менее 85% от напряжения питания.Более того, понижающие драйверы светодиодов не обеспечивают изоляцию между входными и выходными цепями.

Повышающий преобразователь предназначен для повышения входного напряжения до более высокого выходного напряжения примерно на 20% или более. Цепи повышения обычно требуют одного индуктора и работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме прерывистой проводимости (DCM), в зависимости от формы волны тока индуктора. В повышающих преобразователях малой мощности может использоваться накачка заряда, а не катушка индуктивности, в которой используются конденсаторы и переключатели для повышения выходного напряжения выше напряжения питания.Преобразователи на основе индуктивности обладают преимуществом в виде небольшого количества компонентов и высокой эксплуатационной эффективности (более 90%). Недостатком этой топологии является отсутствие изоляции между входными и выходными цепями. Повышающий преобразователь выдает импульсную форму волны, поэтому для уменьшения пульсаций тока требуется большой выходной конденсатор. ШИМ-регулирование яркости является сложной задачей из-за большого выходного конденсатора, а также управления с обратной связью, которое требует большой полосы пропускания для стабилизации преобразователя.

могут обеспечивать выходное напряжение выше или ниже входного, что делает их идеальными для приложений, в которых входное напряжение растет и падает с большими колебаниями (не более 20%).Колебания входного напряжения такого типа обычно возникают в осветительных устройствах с питанием от аккумуляторных батарей, например, в автомобильном освещении строительной и сельскохозяйственной техники (вилочные погрузчики, тракторы, комбайны, экскаваторы, снегоочистители и т. Д.), А также в грузовых автомобилях и автобусах. Два типа преобразователей, которые часто используются в повышающих понижающих преобразователях, известны как SEPIC (несимметричный преобразователь индуктивности первичной обмотки) и Cuk. Преобразователь SEPIC отличается использованием двух индукторов, предпочтительно двухобмоточного индуктора, который имеет небольшую площадь основания, низкую индуктивность рассеяния и способность увеличивать соединение обмоток для повышения эффективности схемы.В архитектуре SEPIC повышающая секция обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC), а понижающая секция выдает напряжение, равное, меньшее или большее, чем входное напряжение, в то время как выходная полярность обеих секций остается одинаковой. Топология Cuk сочетает в себе непрерывный выходной ток понижающего преобразователя и непрерывный входной ток повышающего напряжения, что дает Cuk наилучшие характеристики EMI и позволяет при необходимости уменьшать емкость. Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой неизолированную схему драйвера.Как и повышающие преобразователи, повышающие / понижающие преобразователи требуют защиты от перенапряжения для предотвращения повреждений из-за чрезмерно высокого напряжения в случае разомкнутой нагрузки.

Схема обратного переключения — это преобразователь с прерывистой проводимостью, который обеспечивает изоляцию сети переменного тока, накопление энергии и масштабирование напряжения. Он очень похож на повышающий преобразователь, но с разделением индуктивности, образующим трансформатор. Обратный трансформатор с как минимум двумя обмотками не только обеспечивает полную изоляцию между его входной и выходной цепями, но также позволяет подавать более одного выходного напряжения с разной полярностью.Первичная обмотка подключена к входному источнику питания, вторичная обмотка подключена к нагрузке. Магнитная энергия сохраняется в трансформаторе, когда переключатель включен, и в то же время диод имеет обратное смещение (то есть блокируется). Когда переключатель выключен, диод смещен в прямом направлении, и магнитная энергия выделяется током, текущим из вторичной обмотки. В некоторых схемах обратного хода используется третья обмотка, называемая бутстрапом или вспомогательной обмоткой, для питания управляющей ИС. Более точный контроль среднего напряжения на конденсаторе, который используется для поддержания тока в нагрузке светодиода, когда преобразователь находится на первой ступени, требует изолированной обратной связи, обычно через оптрон.Цепи обратного переключения могут быть разработаны для очень широкого диапазона питающих и выходных напряжений с изоляцией от опасно высоких напряжений. Однако эти схемы менее эффективны (75 — 85%, более высокий КПД возможен за счет использования дорогих деталей).

Линейный источник питания

Линейный источник питания использует элемент управления (например, резистивную нагрузку), который работает в своей линейной области для регулирования выхода. В схемах управления светодиодами этого типа напряжение, протекающее через резистор, чувствительный к току, сравнивается с опорным напряжением в контуре обратной связи для создания управляющего сигнала.Контроллер, который работает в линейной области системы обратной связи с обратной связью, регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток, протекающий через чувствительный резистор, не будет соответствовать напряжению обратной связи. Таким образом, ток, подаваемый на цепочку светодиодов, поддерживается до тех пор, пока прямое напряжение не превышает выходное напряжение с ограничением по падению. Линейные драйверы обеспечивают только понижающее преобразование, что означает, что напряжение нагрузки должно поддерживаться ниже, чем напряжение питания. Если напряжение нагрузки выше напряжения питания или напряжение питания сильно колеблется, необходим импульсный стабилизатор.

с питанием от сети переменного тока, которые предъявляют высокие требования к регулированию напряжения, обычно используются переключаемые линейные регуляторы для управления светодиодными лампами с длинной цепочкой светодиодов, соединенных последовательно. Переключаемые линейные регуляторы представляют собой комбинации нескольких линейных регуляторов, которые либо интегрированы, либо каскадированы в модульной форме. Эти линейные регуляторы, обычно разработанные в корпусах ИС для поверхностного монтажа, используются для интеллектуальной регулировки количества подключенных к нагрузке светодиодов в цепочке во время цикла линии питания, чтобы напряжение нагрузки соответствовало мгновенному напряжению сети переменного тока.

представляют собой чрезвычайно упрощенное решение, которое устраняет необходимость в громоздких и дорогостоящих катушках, конденсаторах и реактивных (например, индуктивных и / или емкостных) входных фильтрующих элементах EMI / EMC. Значительно небольшое количество деталей и использование твердотельных компонентов позволяет уменьшить размеры переключаемого линейного регулятора до компактной ИС-микросхемы. Это делает линейные драйверы конкурентоспособным кандидатом для светодиодных ламп, стоимость и физические размеры которых являются важными факторами при проектировании.Благодаря способности генерировать резистивную нагрузку диммера, аналогичную лампе накаливания, линейные драйверы светодиодов имеют общую совместимость с существующими диммерами с отсечкой фазы (TRIAC), которые были разработаны для диммирования резистивных нагрузок.

Отличающаяся конкурентоспособностью по цене, невосприимчивостью к электромагнитным помехам / электромагнитным помехам, малой занимаемой площадью и простотой конструкции, топология линейного управления вызывает все больший интерес в отрасли. Однако линейные драйверы борются с присущими им недостатками, которые не позволяют им войти в массовые приложения во многих категориях продуктов.

1. Линейный драйвер светодиода может иметь низкую эффективность, когда напряжение питания значительно превышает напряжение нагрузки.

2. Избыточная мощность выделяется в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению тепловой нагрузки на схему драйвера и, скорее всего, на светодиоды, если тепло не рассеивается эффективно.

3. Ограничение необходимости поддерживать напряжение нагрузки ниже, чем напряжение питания в определенном диапазоне, приводит к дополнительному недостатку, заключающемуся в разрешении только ограниченного диапазона напряжения питания.

4. Линейные драйверы, доступные на рынке, представляют собой преимущественно недорогие схемы, которые не уделяют особого внимания устранению мерцания.

5. Неизолированная топология не обеспечивает гальванической развязки от сети переменного тока.

Switched Vs. Линейный

Конструкция драйвера светодиода предполагает множество компромиссов. При выборе между SMPS и линейными драйверами необходимо учитывать стоимость, эффективность, управляемость, срок службы, диммирование, размер, коэффициент мощности, мерцание, вход / выход, изоляцию от сети переменного тока и различные другие факторы.

Импульсные источники питания очевидно более эффективны, чем линейные, из-за их модуляции «0/1» (переключение ВКЛ / ВЫКЛ). Они могут быть разработаны для обеспечения высокой энергоэффективности, а также освещения без мерцания при сохранении высокого коэффициента мощности и низкого общего гармонического искажения (THD). Хотя линейные драйверы светодиодов задумывались как перспективное решение для управления светодиодами, в обозримом будущем SMPS по-прежнему будет предпочтительным решением для управления светодиодами для приложений, где первостепенное значение имеют эффективность, управление освещением, качество света и электрическая безопасность.В частности, цифровая управляемость драйверов SMPS, оснащенных технологией интеллектуальных датчиков и возможностью беспроводного подключения, обещает сделать возможным множество приложений Интернета вещей (IoT). Цифровая модуляция позволяет кодировать данные в двоичном формате для высокоскоростной оптической беспроводной связи (LiFi), что значительно расширяет прикладной потенциал драйверов SMPS.

Тем не менее, привлекательные особенности драйверов SMPS достигаются за счет их зависимости от громоздких, дорогих и ненадежных реактивных компонентов, таких как трансформаторы, катушки индуктивности и конденсаторы.Высокоскоростное переключение вызывает много шума, что приводит к относительно высокому уровню электромагнитных помех, которые необходимо фильтровать и экранировать с помощью дополнительных цепей. Эти дополнительные схемы могут значительно увеличить физические размеры и удвоить общую стоимость драйвера светодиода.

Самым большим недостатком драйверов SMPS, который также является наиболее привлекательной особенностью линейных драйверов, является их надежность. Схема управления SMPS использует большое количество компонентов, включая фильтры, выпрямители, схемы корректора коэффициента мощности (PFC) и т. Д.Сложная конструкция может снизить надежность схемы. Широкое использование алюминиевых электролитических конденсаторов в PFC в качестве компонента накопления энергии вызывает наибольшую озабоченность по поводу надежности драйвера SMPS. Электролитические конденсаторы известны своей высокой емкостью и высоким номинальным напряжением. Тем не менее, электролит в конденсаторе со временем испарится. Скорость испарения линейно зависит от температуры. Высокая температура ускоряет испарение электролита, что вызывает уменьшение емкости и увеличение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).Повышенное ESR приводит к высоким колебаниям выходного напряжения и шуму. А конденсатор в итоге выходит из строя, когда высыхает электролит, что приводит к преждевременному выходу из строя всей системы освещения. Высокоскоростное переключение может вызвать электромагнитные помехи (EMI), которые отрицательно сказываются на окружающих элементах схемы. Это создает дополнительную проблему проектирования, которую необходимо преодолеть. Использование шумового фильтра приводит к увеличению объема и веса, а также стоимости производства.

С другой стороны, линейные драйверы обладают большим потенциалом благодаря ранее упомянутым преимуществам.Как правило, они живут дольше, чем драйверы SMPS, упрощают конструкцию лампы и снижают стоимость, а также значительно сокращают спецификации. Однако сложно разработать линейный драйвер с эффективностью преобразования и подавлением мерцания, сопоставимой со схемами SMPS. Эта технология в настоящее время используется неправомерно. Большинство производителей освещения воспринимают это только как дешевое решение для вождения. Хотя допустимо использовать линейные драйверы в светодиодных светильниках для приложений, где высококачественный свет и изоляция от сети переменного тока не являются главным приоритетом (например,грамм. наружное освещение), некоторые производители пытаются включить это недорогое решение для управления светодиодами в требующие визуального восприятия, чувствительные к безопасности приложения внутреннего освещения без улучшения качества вывода драйвера (контроль мерцания) и повышения электробезопасности и рассеивания тепла в системе освещения.

Бортовой драйвер (DOB)

DOB — это типичная реализация топологии линейного вождения. Светодиодный модуль DOB, также называемый светодиодным двигателем переменного тока, вмещает светодиоды и всю электронику драйвера на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB).Технология DOB использует возможность монтажа микросхем драйвера высокого напряжения (переключаемых линейных регуляторов) на MCPCB. В отличие от схемы драйвера SMPS, которая должна быть установлена ​​на маршрутизируемой печатной плате FR4, эти микросхемы драйвера для поверхностного монтажа могут быть припаяны к монтируемой на светодиоды плате MCPCB без разводки цепи. Это полностью устраняет необходимость в специальной сборке драйверов и, таким образом, обеспечивает компактный форм-фактор. Еще одно преимущество конструкции DOB заключается в том, что отличная теплопроводность MCPCB может способствовать быстрому рассеиванию тепла, выделяемого из-за неэффективного преобразования линейного драйвера.

Использование энергии

Обработка мощности, которая происходит внутри SMPS, обычно приводит к неравномерному потреблению мощности из-за токовой импульсной модуляции. Способ, которым импульсные регуляторы потребляют импульсы тока из энергосистемы общего пользования, может вызывать изгибы и искажения формы волны тока в линии электропередачи, а также срабатывание предохранителей и автоматических выключателей при уровнях мощности ниже допустимой для линии электропередачи. Наличие этих гармонических искажений и нелинейных нагрузок может привести к различным проблемам, таким как перегрев нейтральных проводников и распределительных трансформаторов, отказ или неисправность оборудования для выработки и распределения электроэнергии, а также помехи в цепях связи и т. Д.С точки зрения энергопотребления, эти вредные помехи от нисходящего электрического оборудования должны быть запрещены. Поэтому коммунальные предприятия предъявляют нормативные требования к коэффициенту мощности (PF) и общему коэффициенту гармонических искажений (THD) электрического оборудования, включая светодиодные светильники с питанием от сети.

Коэффициент мощности — это отношение потребляемой мощности к поставляемой мощности и выражается числом от 0 до 1. У чисто резистивных нагрузок коэффициент мощности равен 1, потому что ток потребляется точно по фазе с линейным напряжением.Тем не менее, реактивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности драйвера светодиода, потребляют дополнительный реактивный ток, который трудно измерить и, следовательно, невозможно для коммунальных предприятий получить прибыль. Что наиболее важно, эта реактивная мощность приведет к тому, что передаваемая мощность (полная мощность) будет больше, чем мощность, фактически необходимая светодиодному светильнику. Это может привести к тому, что инфраструктура коммунального предприятия будет работать с превышением мощности и может привести к потенциальному ущербу, если не будут приняты меры для защиты инфраструктуры от перегрузки дополнительной реактивной мощностью.Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем точнее совпадают формы сигналов тока и напряжения. По мере уменьшения коэффициента мощности теряется больше мощности в виде реактивной мощности. В коммерческом и промышленном секторах коммунальные предприятия часто взимают дополнительную плату с конечных пользователей, которые работают с электрооборудованием с низким коэффициентом мощности, чтобы компенсировать возросшие затраты на генерацию и передачу.

Коэффициент мощности светодиодной лампы или светильника стал требованием спецификаций на многих рынках. Директива ЕС требует, чтобы светодиодный продукт с потребляемой мощностью более 25 Вт имел коэффициент мощности выше 0.9. В США и Design Light Consortium (DLC), и Energy Star имеют правила PF, аналогичные европейским. Штат Калифорния имеет четкие правила для значения коэффициента мощности, которое должно быть выше 0,9 для всех уровней мощности светодиодного освещения жилых и коммерческих помещений. Чтобы соответствовать нормативным значениям коэффициента мощности, драйверы светодиодов с питанием от сети, разработанные для сетей переменного тока, должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для поддержания высокого коэффициента мощности в широком диапазоне входных напряжений. Схема коррекции коэффициента мощности (PFC) обычно используется для минимизации реактивной мощности и максимизации доступной мощности от источника и распределительных кабелей.Цепи PFC, которые включают в себя активные и пассивные PFC, формируют и синхронизируют по времени входной ток в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с линейным напряжением.

Общие гармонические искажения (THD) часто возникают одновременно с проблемой низкого коэффициента мощности. THD — это измерение искажения формы волны тока, вызванного нелинейными электрическими нагрузками, такими как нагрузки выпрямителя. Искаженные формы волны тока могут снизить коэффициент мощности и также создать гармонические искажения. Гармонические искажения также возникают, когда нагрузка потребляет ток, не похожий на истинную синусоиду.THD представлен в процентах. Чем ниже значение, тем лучше. Высокий коэффициент нелинейных искажений может вызвать проблемы в оборудовании распределения питания. Поэтому важно, чтобы драйверы светодиодов соответствовали нормативным значениям THD (обычно менее 20%) во всем диапазоне входного напряжения. THD подавляется схемой коррекции коэффициента мощности, которая должна эффективно формировать входной ток, чтобы генерировать минимальную энергию на более высоких частотах.

Регулировка яркости может влиять как на коэффициент мощности, так и на коэффициент нелинейных искажений. Следовательно, необходимо измерять коэффициенты мощности и нелинейные искажения на выходах с полной и низкой яркостью.

Регулировка яркости

Переход от традиционной технологии освещения к твердотельному освещению вызван необходимостью повышения эффективности, контроля и взаимодействия. В основе управления освещением лежит технология затемнения, которая является неотъемлемой функцией систем управления освещением. Одним из преимуществ светодиодов является их способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности, которые регулируются драйвером светодиода. Эффективность регулирования яркости светодиодного драйвера становится все более важной, поскольку освещение становится более связным и адаптируемым к потребностям и предпочтениям пользователя.Наиболее часто используемые элементы управления диммером-драйвером включают симистор (триод для переменного тока), 0-10 В и DALI (интерфейс цифрового адресного освещения). Широтно-импульсная модуляция (PWM) и уменьшение постоянного тока (CCR) являются наиболее распространенными методами, используемыми для уменьшения яркости светодиодных нагрузок от драйвера.

Диммеры с фазовым управлением работают путем отключения частей цикла переменного напряжения для управления светоотдачей. Цепи управления фазой включают в себя 2-проводное управление прямой фазой (передний фронт), 2-проводное управление обратной фазой (задний фронт) и 3-проводное управление прямой фазой (передний фронт).Регулировка яркости с управлением фазой часто используется в модернизируемых приложениях, где протягивание новой или дополнительной проводки ответвленной цепи или внутренней проводки управления может быть сложным и дорогим. Однако драйвер светодиода должен быть спроектирован так, чтобы распознавать сигналы напряжения от схемы регулирования яркости и реагировать на них. Неспособность интерпретировать выходной сигнал переменного фазового угла при регулировке яркости может вызвать мерцание и уменьшить диапазон регулировки яркости.

0-10 В — это 4-проводный (горячий и нейтральный, плюс 2 низковольтных управляющих провода) метод диммирования, который иногда называют диммированием 1-10 В, поскольку наиболее типичные диммируемые драйверы 0-10 В могут диммировать только от 100% ( 10 В) до 10% (1 В), а 0 В выключает лампу.В этом методе драйвер является источником тока для сигнала постоянного тока и, таким образом, надежен при диммировании, происходящем в драйвере. Схема управления отправляет управляющие сигналы низкого напряжения для настройки входа на драйвер, изменяя напряжение от 1 В до 10 В постоянного тока. Поскольку управляющий сигнал представляет собой небольшое аналоговое напряжение, длинные участки проводов могут вызвать падение напряжения и вызвать падение уровня сигнала. 0-10V — это универсальный протокол управления в осветительной отрасли, который широко используется в коммерческих осветительных приборах.Однако стандарты диммирования 0-10 В для архитектурных приложений в США не определяют значение минимальной светоотдачи и не учитывают форму кривой диммирования. Это может вызвать несовместимость элементов управления и устройств от разных производителей.

DALI, способный обеспечивать адресацию отдельных устройств и обратную связь по состоянию от нагрузок, обеспечивает большую гибкость в управлении освещением через 4-проводную систему (горячий и нейтральный плюс 2 низковольтных канала передачи данных без топологии).DALI обычно используется там, где стратегия управления требует, чтобы осветительный прибор реагировал более чем на один контроллер (например, переключатель ручного управления и датчик присутствия). DALI — это двунаправленный протокол, и система освещения DALI может управлять до 64 контрольными точками (драйверы, диммеры, реле) без использования центрального блока управления. Протокол DALI использует логарифмическое затемнение, которое обеспечивает 256 шагов яркости со стандартизированной кривой затемнения в диапазоне от 0,1% до 100%.

PWM управляет яркостью светодиода, изменяя рабочий цикл постоянного тока с частотой импульсов, достаточно высокой, чтобы быть незаметным для человеческого глаза.Отношение времени включения к времени выключения определяет воспринимаемую интенсивность света. Широтно-импульсная модуляция поддерживает постоянный прямой ток, что устраняет проблему смещения цвета и, таким образом, является преимуществом для приложений, требующих постоянного CCT в широком диапазоне диммирования. ШИМ-регулировка яркости обычно используется как для статической, так и для динамической регулировки интенсивности с источниками белого света, а также светодиодами RGB. В приложениях для смешивания цветов RGB, затемнение с ШИМ позволяет точно отрегулировать яркость отдельных источников для получения желаемого цвета.Однако переключение на высокой скорости может создавать электромагнитные помехи. Драйверы PWM не могут быть установлены удаленно от источника света, потому что увеличенное расстояние передачи от драйвера к источнику света может мешать высокочастотным, чувствительным ко времени рабочим циклам.

CCR или аналоговое регулирование яркости регулирует интенсивность света путем изменения тока привода постоянного тока, протекающего через светодиод. Поскольку ток изменяется линейно, CCR практически не мерцает. Диммирование с постоянным током также может работать в более широком диапазоне светового потока, чем обычное диммирование с отсечкой фазы.К недостаткам CCR относятся низкая производительность при низких токах (ниже 10%), изменение цвета светодиодов при уменьшении яркости светодиодов до 20% от номинальной мощности и асинхронный отклик при более высоких токах из-за эффекта спада. Схема диммирования CCR может управляться с помощью различных протоколов, таких как 0–10 В, DALI и ZigBee. CCR и PWM могут быть объединены для обеспечения гибридного затемнения, так что можно использовать преимущества обоих методов.

Подавление мерцания

Мерцание — это амплитудная модуляция светового потока, которая может быть вызвана колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточной пульсацией выходного тока, подаваемого на нагрузку светодиода, или несовместимым взаимодействием между схемами диммирования и источниками питания светодиодов.Мерцание может вызывать другие временные световые артефакты (TLA), в том числе стробоскопический эффект (неправильное восприятие движения) и фантомный массив (узор появляется при движении глаз). TLA бывают как видимыми, так и невидимыми. Мерцание, возникающее на частотах 80 Гц и ниже, непосредственно видно глазу, а невидимое мерцание — это временные изменения, возникающие на частотах 100 Гц и выше. Стробоскопический эффект и фантомная матрица обычно возникают в диапазоне частот от 80 Гц до 2 кГц, их видимость варьируется в зависимости от населения.Хотя невидимые TLA не воспринимаются человеческим глазом, они все же могут иметь ряд негативных последствий.

Мерцание и другие TLA — это нежелательные временные паттерны светового потока, которые могут вызывать напряжение глаз, нечеткое зрение, зрительный дискомфорт, снижение зрительной способности и, в некоторых случаях, даже мигрень и светочувствительные эпилептические припадки. Поэтому они являются одними из ключевых факторов при оценке качества света. Целевое использование искусственного освещения играет роль. Различные сценарии освещения могут допускать разный уровень временных световых артефактов.TLA могут быть менее важны для проезжей части, парковки и наружного архитектурного освещения или других приложений, где продолжительность воздействия искусственного света ограничена. Искусственный свет с высоким процентом мерцания не следует использовать как для внешнего, так и для рабочего освещения в домах, офисах, классных комнатах, гостиницах, лабораториях и промышленных помещениях. Освещение без мерцания имеет решающее значение не только для визуальных задач, требующих точного позиционирования глаз и среды, в которой уязвимые группы населения проводят много времени, но и для телевещания высокой четкости, цифровой фотографии и замедленной записи в студиях, стадионах и спортзалах.Видеокамеры могут улавливать TLA так же, как человеческий глаз улавливает эти эффекты.

Ключ к уменьшению мерцания заключается в драйвере светодиода, который предназначен для преобразования коммерческой мощности переменного тока в мощность постоянного тока и фильтрации любых нежелательных пульсаций тока. Достаточно большие пульсации, которые обычно возникают при частоте, в два раза превышающей напряжение сети переменного тока, в постоянном токе, подаваемом на светодиодную нагрузку, приводят к мерцанию и другим визуальным аномалиям с частотой 100/120 Гц. Таким образом, допустимый уровень пульсаций тока в светодиодах, например пульсация ± 15% (всего 30%), должен быть определен в драйверах светодиодов для различных приложений, где мерцание имеет значение.Пульсации можно сгладить, используя конденсатор фильтра. Одной из основных проблем при разработке драйверов является фильтрация пульсаций и гармоник без использования громоздких короткоживущих высоковольтных электролитических конденсаторов на первичной стороне. Светодиодные двигатели переменного тока по своей природе восприимчивы к явлению мерцания, потому что светодиоды фактически работают от того, что по сути является промежуточным напряжением постоянного тока, которое было бы в системе светодиодного освещения на основе SMPS. Быстрое изменение полярности вызывает мерцание интенсивности на частоте, вдвое превышающей синусоидальную частоту переменного тока.Несмотря на простоту конструкции схемы, требуются дополнительные схемы для эффективного уменьшения временных изменений источника питания.

Стандарты ограничения мерцания для различных приложений еще не установлены. IES установила две метрики для количественной оценки мерцания. Процент мерцания измеряет относительное изменение модуляции света (глубину модуляции). Индекс мерцания — это показатель, который характеризует изменение интенсивности по всей периодической форме волны (или скважности для прямоугольных сигналов).Процент мерцания лучше известен обычным потребителям. В целом, 10-процентное мерцание или меньше при 120 Гц или 8-процентное мерцание или меньше при 100 Гц приемлемо для большинства людей, за исключением групп риска, 4-процентное мерцание или меньше при 120 Гц или 3-процентное мерцание или меньше при 100 Гц считается безопасным для всех слоев населения и очень востребованным в приложениях с интенсивным зрением. К сожалению, большое количество светодиодных ламп и светильников, представленных в настоящее время на рынке, имеют высокий процент мерцания. В частности, светодиодные фонари переменного тока имеют мерцание, обычно превышающее 30 процентов при 120 Гц.

Защита цепи

В зависимости от топологии драйвера, конструкции схемы и условий применения драйверы светодиодов могут работать в условиях аномалий нагрузки и ненормальных условий эксплуатации, таких как перегрузка по току, перенапряжение, пониженное напряжение, короткое замыкание, обрыв цепи, неправильная полярность, потеря нейтрали, перегрев и т. Д. Следовательно, драйверы светодиодов должны включать механизмы защиты для решения этих проблем.

Выходное напряжение некоторых драйверов постоянного тока, особенно импульсных повышающих преобразователей, может слишком сильно превышать номинальное напряжение привода из-за отключения нагрузки или чрезмерного сопротивления нагрузки.Защита от разомкнутой цепи или защита от перенапряжения на выходе (OOVP) обеспечивает механизм отключения, который использует стабилитрон для обеспечения обратной связи и проведения выходного тока на землю, когда выходное напряжение превышает определенный предел. Более предпочтительным методом защиты от обрыва цепи является использование схемы активной обратной связи по напряжению для отключения источника питания при достижении точки срабатывания по перенапряжению.

Защита от перенапряжения на входе (IOVP) предназначена для снятия напряжения в цепи управления от перенапряжения в результате операций переключения / изменения нагрузки в электросети, ударов молнии поблизости, ударов молнии непосредственно в систему освещения или электростатического разряда.В линиях переменного тока небольшое, но продолжительное перенапряжение может вызвать высокие токи (импульсы энергии) в драйвере светодиодов и светодиодах, что может привести к выходу из строя драйвера светодиода и интерфейсов управления, а также к преждевременному старению светодиодов. Металлооксидный варистор (MOV) или ограничитель переходного напряжения (TVS) может быть помещен напротив входа для поглощения энергии путем ограничения напряжения. Конденсатор с пластиковой пленкой, который обычно подключается к линии переменного тока, чтобы уменьшить эмиссию электромагнитных помех, также помогает поглощать часть энергии в импульсных импульсах.

обычно имеют ограниченный уровень защиты от перенапряжения за счет встроенных схем защиты от перенапряжения. В некоторых приложениях, таких как уличное освещение, к драйверу должны быть добавлены дополнительные устройства защиты от перенапряжения, способные выдерживать многократные скачки или удары, чтобы защитить компоненты, расположенные ниже по потоку, от сильных скачков напряжения. УЗИП должен быть рассчитан на снижение или разрядку высокой энергии импульса минимум 10 кВ и 10 кА в соответствии с ANSI C136.2.

Короткое замыкание на нагрузке линейного источника питания может привести к перегреву, но не влияет на ток, подаваемый на каждый светодиод, поскольку цепи ограничения тока обеспечивают автоматическую защиту от короткого замыкания.Однако в импульсном понижающем стабилизаторе короткое замыкание приведет к выходу из строя светодиода или всего модуля в зависимости от конструкции схемы. Выход из строя одного светодиода обычно минимально влияет на общую светоотдачу. Изменение напряжения можно уравновесить с помощью саморегулирующейся схемы распределения тока, которая по-прежнему распределяет ток равномерно. С другой стороны, короткое замыкание на нагрузке светодиодной цепочки может существенно повлиять на общий световой поток. Механизм обнаружения отказов защиты от короткого замыкания может быть реализован путем контроля рабочего цикла.Короткое замыкание обычно приводит к очень короткому рабочему циклу.

Защита от перегрева для светодиодных систем включает температурную защиту модуля (MTP) и ограничение температуры драйвера (DTL). DTC использует резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для уменьшения выходного тока, когда максимальная температура в точке корпуса драйвера в приложении превышает заранее установленный предел. MTC контролирует температуру светодиодного модуля и взаимодействует с драйвером, который автоматически снижает ток, подаваемый на светодиоды, когда MTC определяет пороговую температуру.DTL также может использоваться в качестве альтернативы MTP, если точка TC драйвера и температура светодиодного модуля могут быть коррелированы.

EMI и EMC

Электромагнитные помехи (EMI), также называемые радиочастотными помехами (RFI), влияют на другие электрические цепи в результате либо электромагнитной проводимости, либо электромагнитного излучения, излучаемого электроникой, такой как драйверы светодиодов, радиоприемники CB и сотовые телефоны. Любой драйвер светодиодов, подключенный к сети переменного тока, должен соответствовать стандартам излучения, таким как определено в IEC 61000-6-3.В схеме управления светодиодами переключение MOSFET обычно является основным источником электромагнитных помех. Компоновка печатной платы с короткими и компактными путями для коммутирующих токов также важна для ограничения электромагнитных помех. В некоторых приложениях требуется входной фильтр для уменьшения высокочастотных гармоник, и конструкция этой схемы имеет решающее значение для поддержания низкого уровня электромагнитных помех. Заземляющий слой на печатной плате должен оставаться сплошным, чтобы избежать создания токовой петли, вызывающей излучение высоких уровней электромагнитных помех. Металлический экран может быть установлен над зоной переключения, чтобы обеспечить защиту от электромагнитного излучения.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — это способность устройства или системы работать в своей электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех, мешающих соседнему оборудованию, или не подвергаясь влиянию электромагнитных помех, излучаемых соседним оборудованием. Эффективность ЭМС драйвера светодиода часто автоматически обеспечивается хорошей схемой защиты от электромагнитных помех. Однако электростатический разряд (ESD) и устойчивость к скачкам напряжения, которые не учитываются в практике EMI, также влияют на характеристики EMC.

Соображения безопасности

Безопасность всегда должна оставаться приоритетом номер один при оценке водителя и системы освещения, с которой он работает.Очень желателен светодиодный драйвер с питанием от сети с диэлектрической изоляцией, например, 1500 В RMS (50 или 60 Гц) от входа до выхода. Изоляцию входной / выходной цепи можно выполнить только с помощью трансформатора с первичной и вторичной обмотками с хорошей гальванической развязкой. Выходное напряжение должно быть ниже предела безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) 60 В постоянного тока согласно IEC 61140. Однако растет число светодиодных осветительных приборов, которые реализуют неизолированную топологию с целью сокращения затрат.Риск поражения электрическим током является серьезной проблемой для светодиодной продукции, управляемой недорогими линейными регуляторами. Эти цепи не обеспечивают развязку между входными и выходными цепями, а электрическая изоляция систем освещения может быть недостаточно проверена.

Для продуктов с питанием от переменного тока необходимо учитывать вопросы длины пути утечки и зазоров. Длина пути утечки между первичной и вторичной цепями должна соответствовать требованиям к расстоянию, в противном случае возможно поражение электрическим током или возгорание.Необходимо учитывать зазор, который определяется как кратчайшее расстояние между двумя проводящими частями, чтобы предотвратить искрение между электродами, вызванное ионизацией воздуха. Поскольку размеры электронных схем продолжают уменьшаться, хорошая конструкция печатной платы имеет важное значение для схемы драйвера, чтобы не только уменьшить эмиссию электромагнитных помех, но также уменьшить проблемы утечки и зазоров.

Все электропроводящие и прикосновенные части драйвера светодиода класса защиты I с питанием от сети должны быть заземлены.Драйверы светодиодов, предназначенные для работы с системами светодиодного освещения для жилых и коммерческих помещений, обычно относятся к Классу II. Для драйверов светодиодов класса II нет заземления корпуса, но все проводники внутри драйверов класса II должны иметь двойную или усиленную изоляцию, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между цепью питания от сети и выходной стороной или металлическим корпусом драйвера.

Температурные характеристики

Драйвер светодиода сконфигурирован для преобразования сетевого напряжения переменного тока в выходное напряжение постоянного тока с максимальной эффективностью, и любая энергия, потерянная в процессе преобразования, будет преобразована в тепло.Это означает, что драйвер светодиода с КПД 90% требует входной мощности 100 Вт / 0,9 = 111 Вт для управления нагрузкой 100 Вт. Среди входной мощности 11 Вт — потери мощности, которые уходят в виде тепла. Это создает высокую тепловую нагрузку на схему драйвера светодиода. Когда драйвер размещен в корпусе светильника, тепловая нагрузка от светодиодов приведет к дополнительному увеличению температуры драйвера. Помимо использования компонентов, рассчитанных на высокие температуры, драйвер должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от термочувствительных компонентов.Избыточное тепловыделение вызовет проблемы с надежностью компонентов, включая электролитические конденсаторы, которые высыхают под воздействием тепла. Поэтому температура, при которой работает светодиодный драйвер, принципиально важна для определения срока его службы. Для облегчения отвода тепла в драйверах светодиодных светильников высокой мощности используются алюминиевые корпуса, которые могут поставляться с ребрами высокой плотности и теплопроводящей заливкой.

Защита от проникновения

для освещения проезжей части, улицы, наружного и ландшафтного освещения должны быть герметизированы для защиты от попадания пыли, влаги, воды и других предметов, которые могут проникнуть внутрь продукции.Высокая степень защиты от проникновения (IP) для светодиодных драйверов имеет решающее значение для использования в помещениях, таких как автомойки, чистые помещения, разливочные и консервные заводы, предприятия пищевой промышленности, фармацевтические предприятия или любое промышленное применение, требующее ежедневного мытья под высоким давлением. Автономные драйверы светодиодов для влажных помещений обычно залиты силиконом, чтобы улучшить целостность корпуса, а также облегчить электрическую изоляцию и управление температурой. Эти драйверы обычно имеют степень защиты IP65, IP66 или IP67.

Место воздействия

могут быть установлены удаленно или совместно с корпусами ламп или светильников. В совместно расположенных системах без DOB драйвер должен быть термически изолирован от светодиодов, которые выделяют огромное количество тепла. При проектировании корпуса светильника необходимо учитывать техническое обслуживание драйвера. В удаленных системах драйверы ШИМ могут терять производительность на большом расстоянии. Таким образом, CCR является предпочтительным методом диммирования для удаленных систем.

4 причины, по которым правильный светодиодный источник питания или драйвер могут сломать или сломать ваш светодиодный осветительный прибор — MX LightForce

универсальны и могут удовлетворить различные потребности в освещении. В зависимости от производителя и настроек температуры светодиодная полоса может либо акцентировать пространство мягким теплым свечением, либо создать футуристическую прохладную среду.

Часто термины «драйвер светодиода» и «источник питания светодиодов» могут привести к путанице. Хотя сейчас эти термины используются взаимозаменяемо, использование неправильного типа драйвера может привести к преждевременному выходу из строя ленты и угрозе безопасности.

На сегодняшний день доступны два типа источников питания для светодиодов: постоянного тока и постоянного напряжения. Источники питания для светодиодов постоянного тока для обеспечения заданного тока для гибкой светодиодной ленты с использованием резисторов внутри устройства. Хотя названия звучат примерно одинаково, характеристики световой ленты должны соответствовать типу выхода светодиода.

Например, для гибкой светодиодной ленты, использующей электронные драйверы светодиодов в MX LightForce, требуется драйвер светодиода постоянного напряжения.Они обеспечивают установленное выходное напряжение 12 или 24 В (В).

Следующим фактором, который следует учитывать, является общая мощность гибкой светодиодной ленты. Гибкая светодиодная лента заданной длины требует X Вт (Вт) для достижения желаемого индекса цветопередачи (CRI). Для дополнительных светодиодных лент потребуется блок питания большей мощности. Например, драйверы светодиодов в MX LightForce имеют выходную мощность от 25 Вт до 200 Вт.Отсутствие необходимой мощности может привести к недостаточной передаче цветов полосы или к выгоранию внутри полосы. Это также увеличивает риск возгорания.

Отчасти привлекательность гибких светодиодных лент заключается в возможности их затемнения. Однако различные механизмы затемнения (например, триод для переменного тока (TRIAC) и драйверы с регулируемой яркостью 1–10 В) могут влиять на общую выходную мощность. Таким образом, предварительное знание необходимой мощности имеет важное значение для выбора правильного драйвера.

Применение гибких светодиодных лент является решающим фактором при выборе источника питания для светодиодов. Как и гибкие светодиодные ленты, источники питания для светодиодов имеют степень защиты от проникновения (IP), которая показывает устойчивость драйвера к твердым телам, жидкостям и давлению. Двухзначный рейтинг IP показывает его устойчивость к твердым телам с помощью первой цифры, а вторая цифра указывает на его устойчивость к разбрызгиванию или разбрызгиванию воды и давлению при погружении.Уровень сопротивления увеличивается с ростом числа.

Например, драйвер MX LightForce TRIAC Dimmable со степенью защиты IP 66 указывает на пыленепроницаемый драйвер питания с защитой от водяных струй. Это означает, что он идеально подходит для использования вне помещений, где возможны разбрызгивание и разбрызгивание воды. Однако он не защищает от полного и продолжительного погружения на глубину 5 дюймов.

Как видно из приведенных выше причин, для вашего проекта необходимо обязательно выбрать подходящий источник питания для светодиодов.Отсутствие учета факторов, влияющих на спрос и мощность источника питания светодиодов, может привести к нежелательным результатам при использовании гибких светодиодных лент. Понимая характер источников питания светодиодов с постоянным током или постоянным напряжением, их мощность, степень защиты и степень защиты IP, вы можете подобрать подходящий источник питания для своего проекта. Чтобы получить дополнительную помощь в поиске подходящего блока питания для вашего следующего проекта, отправьте свой вопрос на сайте MX LightForce онлайн.

Как выбрать источник питания для светодиодов »Easy Calculator

Для работы светодиодных ламп и прожекторов на 12 В от сети необходим источник питания или трансформатор.Как найти подходящий трансформатор из всех предлагаемых вариантов? Из этого руководства вы узнаете, что важно при выборе источника питания для светодиодов. Мы также покажем вам, как рассчитать требуемую выходную мощность и выбрать подходящий светодиодный трансформатор.

Размеры блока питания для светодиодов

Помимо светодиодных светильников на 120 В, существуют также различные светодиодные прожекторы, прожекторы и другие источники света, которые работают от низкого напряжения . Обычные рабочие напряжения 12В и 24В .Для работы низковольтных ламп от сети 120 В. требуется источник питания светодиодов. Это преобразует сетевое напряжение до требуемого напряжения светодиода. Вместо термина источник питания используются также следующие термины:

• Трансформатор
• Низковольтный трансформатор
• Источник питания светодиодов

Светодиодные трансформаторы доступны в широком диапазоне классов мощности . Однако нет смысла просто покупать трансформатор увеличенного размера, не рассчитав заранее фактическую потребляемую мощность.Многие трансформаторы имеют минимальную нагрузку и вообще не будут обеспечивать никакого напряжения, если нагрузка ниже этого предела. Поэтому вам следует подобрать трансформатор точно для вашего применения.

Расчет блока питания светодиодов

Требуемую мощность блока питания светодиодов можно легко рассчитать. Для большинства источников света и светодиодных прожекторов указана потребляемая мощность в ваттах (Вт). Вы найдете эту информацию как на упаковке, так и непосредственно на лампе. Например, если вы хотите использовать только одну низковольтную лампу мощностью 10 Вт, трансформатор также должен обеспечивать мощность не менее 10 Вт + запас мощности .

Работа нескольких ламп на одном трансформаторе также очень распространена и очень экономична. Здесь необходимо добавить к потребляемой мощности всех светодиодов .

Пример: расчет мощности для нескольких прожекторов

Должны работать шесть светодиодных прожекторов 12 В по 6 Вт каждое:

6 Вт · 6 (количество) = 36 Вт

Добавьте 20% запаса мощности:

36 Вт + (0,2 · 36) = 43,2 Вт

→ Блок питания мощностью 45 Вт будет здесь хорошим выбором.

Рассчитать мощность через потребление тока

В некоторых особых случаях потребляемая мощность светодиодов неизвестна. Вместо этого потребляемый ток указан в ампер и (А). Тогда мощность может быть определена путем умножения напряжения и тока . Затем результат можно использовать для расчета трансформатора, как описано выше. Примеры расчета мощности по напряжению и току:

• 12В · 2,5А = 30Вт
• 24В · 0,8А = 19,2Вт

Рассчитать источник питания для светодиодных лент

Светодиодные ленты часто продаются пешком.Это приводит к следующей специальности. Поэтому потребляемая мощность в магазине или в технических данных обычно указывается в Вт на фут (Вт / фут). Например, если вы хотите использовать светодиодную ленту длиной 5 футов, трансформатор можно рассчитать следующим образом:

Пример: расчет источника питания для светодиодных лент

Светодиодная полоса 12 В длиной пять футов и мощностью 14,4 Вт / фут должна работать:

14,4 Вт · 5 (футов) = 72 Вт

Добавьте 20% запаса мощности:

72 Вт + (0.2 · 72) = 86,4 Вт

→ Трансформатор мощностью 90 Вт будет здесь хорошим выбором.

Расчет запаса мощности

Не рекомендуется постоянно эксплуатировать светодиодный трансформатор со 100% нагрузкой . С одной стороны, предохранитель блоков питания мог сработать от пускового тока ламп. Кроме того, блок питания может нагреваться выше среднего, что, вероятно, сократит его срок службы. Разумный резерв также предусматривает возможность расширения осветительной установки.

В большинстве случаев рекомендуется запас хода 20%. . Если в дальнейшем планируется добавить дополнительные прожекторы, следует соответственно увеличить резерв. Расчет мощности с запасом обычно дает кривые значения. Тогда желательно выбрать блок питания следующего более крупного размера.

Вычислитель источника питания светодиодов

Расчет мощности трансформатора светодиодов был подробно описан ранее. С онлайн-калькулятором это сделать еще проще. Здесь вы можете ввести потребляемую мощность всех светодиодных ламп, которые будут работать от источника питания, а также желаемый запас мощности.В качестве альтернативы, трансформатор также можно определить, введя рабочее напряжение светодиода и общий ток всех ламп.

Калькулятор источника питания для светодиодов

Инструменты на этом веб-сайте предоставляются «как есть» без каких-либо гарантий.

На что обратить внимание при использовании светодиодных блоков питания?

Расчетная мощность — важный критерий при выборе светодиодного трансформатора. Чтобы найти подходящий блок питания, также следует учитывать следующие моменты.

Светодиодный трансформатор или галогенный трансформатор?

Иногда возникает вопрос, может ли существующий галогенный трансформатор быть повторно использован при преобразовании в светодиод. Если рабочее напряжение светодиодных и галогенных ламп одинаково, на первый взгляд это кажется возможным. Однако это не рекомендуется, так как многие галогенные трансформаторы имеют по крайней мере одну из следующих проблем:

• Высокая минимальная нагрузка → светодиодные лампы остаются темными или мерцают
• Нет постоянного выходного напряжения → Пики напряжения повреждают светодиод
• Выходное напряжение переменного тока → см. Следующий раздел

Если возможно, используйте трансформатор для светодиодов

AC или DC — переменное напряжение или постоянное напряжение?

Существуют трансформаторы для светодиодов, которые генерируют напряжение переменного тока , а также есть варианты, которые обеспечивают на выходе напряжение постоянного тока .Большинство низковольтных светодиодных ламп имеют встроенный выпрямитель и могут работать как от трансформатора переменного, так и постоянного тока. Однако не всегда это видно снаружи. Поэтому трансформатор всегда следует выбирать в соответствии с вашим светодиодным источником света.

На источнике света или в техпаспорте всегда указывается, работает ли светодиод от постоянного или переменного напряжения.

Выберите трансформатор постоянного / переменного тока в зависимости от источника света светодиода

Диммируемые трансформаторы

Если требуется регулировать яркость светодиодов, светодиодный трансформатор можно подключить к диммеру.Но диммирование светодиодных ламп может быть проблематичным, если не все компоненты в цепочке рассчитаны на это. Если вы хотите уменьшить яркость низковольтных ламп на трансформаторе, оба светодиода, диммер и трансформатор должны быть предназначены для этой цели. Только тогда есть хороший шанс, что проблем не возникнет.

Регулировка яркости должна быть указана в описании продуктов для всех компонентов. Если нерегулируемый трансформатор подключен к диммеру, свет может оставаться темным, мигать или гудеть.

Выбрать диммируемый трансформатор при подключении к диммеру

Заключение

Рассчитать выходную мощность светодиодного трансформатора несложно. С помощью примеров и онлайн-калькулятора теперь вы можете определить параметры источника питания светодиодов для вашего приложения. Кроме того, вы знаете, какие дополнительные критерии важны при выборе светодиодного трансформатора.

Блок питания для светодиодной ленты своими руками

Современная электроника часто оснащается внешним источником питания 5В, 12В, 19В.Когда устройство выходит из строя, они часто лежат в шкафу или шкафчике.

• 5V — это зарядные устройства для аккумуляторов для мобильных телефонов и USB;
• 12В — используется в компьютерах, некоторых пластинах, телевизорах, сетевых маршрутизаторах.
• 19V — ноутбуки, мониторы, моноблоки.

Рассмотрим, как адаптировать любой блок питания под светодиодную ленту 12В. Доступны только простые и недорогие варианты. Зарядные устройства на 5В не подходят. Но у меня в этих зарядных устройствах лампа, крепится к корпусу на 3 или 6 диодах.Night Light не яркий, в самый раз.

Блок питания 12В