Не так давно LED, которые представлены на рынке, использовались только в качестве обычных дисплеев или индикаторов, а потому им и не требовалось сложное питание. Однако ситуация в корне изменилась, когда на свет появились приборы, превосходящие предыдущее поколение по уровню мощности.
На сегодняшний день подобные приспособления уже довольно активно используются для освещения помещений. Поэтому существенные изменения претерпели и требования к их питанию. Для обеспечения производительности и долговечности при условии правильного питания, пришлось начать эксплуатировать подобные устройства, которые, к слову, и разрабатывались специально для этого.
Почему они так называются
Причина кроется в том, что драйвер для питания светодиодов является не просто обычным блоком питания. Дело в том, что строение данного устройства изначально создавалось с учетом особых свойств светодиодов.
Это было необходимо для того, чтобы стало возможным обеспечить им максимально оптимальный уровень работы, а также для обеспечения долговечности, защиты от повреждений и энергоэффективности.
Блок питания, в классическом его представлении, не способен обеспечить реализацию подобных функций, поскольку для этого требуется управляющая электроника. Соответственно отсюда и название, то есть за счет наличия управляющих устройств.
Одинаковы ли драйверы на рынке
Ответ на этот вопрос вполне очевиден: разумеется, все подобные устройства между собой различаются. Модели на самом деле имеют достаточно большое количество различий между собой, причем речь идет не о мелких отличиях, а о достаточно существенных, которые связаны с целевыми приложениями.
Например, на сегодняшний день существует несколько категорий применений, при этом необходимо учитывать особенности этих устройств.
Домашний вариант
На данный момент существуют определенные требования, которым должны соответствовать драйверы для домашнего использования:
- Устройство должно быть небольшого размера, поскольку в противном случае об удобной эксплуатации не может идти и речи.
- Обязательным условием является доступная стоимость, средне-низкая мощность. Просто, если агрегат будет стоить достаточно дорого, то позволить себе его смогут единицы.
- Установка не должна быть сложной, чтобы провести ее можно было и самостоятельно. Тоже самое можно сказать о регулировке яркости. В противном случае подобное приобретение попросту невыгодно с финансовой точки зрения.
- Прибор должен работать эффективно, надежно и долго.
Однако, это только основные требования. Но если при эксплуатации подразумевается интеграция с системой домашней автоматизации, то возникают дополнительные требования к устройству, а именно:
- Интерфейс должен быть достаточно продвинут. Ярким примером подходящего варианта можно считать DALI или KNX.
- Очень удобно, если им можно управлять в беспроводном режиме. Например, в серии LCM-BLE предусмотрены подобные функции. Это позволяет управлять прибором через специальное приложение, которое можно установить на любой гаджет.
Дорожный вариант
Специалисты утверждают, что такое применение светодиодов обладает достаточной критичностью, поскольку им предстоит работать в сложных условиях окружающей среды, причем бесперебойно.
Именно по этой причине к используемым драйверам выдвигаются повышенные требования, а именно:
- устройство должно оставаться работоспособным при самых разнообразных температурных режимах;
- при этом работать оно должно не только на пределе стабильности, но также максимально эффективно;
- требования выдвигаются и к мощности, которая должна отличаться постоянством;
- обязательно наличие возможности активной коррекции коэффициента мощности;
- IP должен быть защищен максимально надежно;
- класс изоляции — не менее второго;
- устройством должно быть возможно управлять в удаленном режиме;
- оно должно идеально сочетать в себе качество и стоимость.
Кроме всего прочего, подобные устройства зачастую оснащены функцией «Smart Timer Dimming», которая позволяет экономить электроэнергию. Наличие данной функции позволяет скорректировать значение затемнения в течении определенного времени в процентном значении. Изменения проводятся в соответствии с существующими стандартными профилями. Однако есть и альтернативный вариант.
Так, можно применить программный интерфейс SDP-001, с помощью которого вполне возможно задать определенную программу драйверу, задействовав имеющиеся профили. Сценический вариант. Ни для кого не секрет, что данный вид освещения сегодня нашел свое широкое применение и в индустрии искусства.
По сути на сегодняшний день он используется на любом представлении. Если используются решения RGB, то чаще всего применяются те драйверы, которые обладают возможностью регулировать напряжение. Однако в случае применения монохромных решений с высокой мощностью допустимо задействовать драйверы, которые входят в серию HBG, поскольку они могут похвастаться наличием просто идеальной формы для таких целей.
Напомним, они обладают цилиндрической формой. Для возделывания культур. Такое освещение нашло свое применение в теплицах в процессе интенсивного выращивания разнообразных растений. В сущности, на текущий момент новые конструкции уже полностью заменили старые источники света, сделав их значительно лучше.
Ранее в таких целях использовались натриевые лампы высокого давления. Те изменение в организации освещения в теплицах заключались в том, что появилась возможность комбинировать разноцветные светодиоды для получения необходимого тому или иному сорту культур оттенка. Также необходимый оттенок можно подобрать и к определенной стадии роста.
Всеми вышеперечисленными преимуществами драйверы для взращивания культур обладают, но, помимо этого, у них есть и уникальные преимущества, в частности:
- они обладают высокими показателями выходной мощности;
- у них широкий диапазон управления, причем он доступен даже при высоком напряжении.
Особенно ярким примером подходящего варианта можно считать устройства, входящие в серию HVGC, поскольку они обладают такими свойствами, которые очень необходимы в сельском хозяйстве. Так, особенной полезностью отличается возможность подключить сразу две фазы к трехфазной линии при учете применения большой мощности.
Такая возможность предоставляет достаточно высокую эффективность и снижает входящий ток. Особенной полезностью отличилась схема «Active PFC». Данная функция помогает искоренить полностью одну из наиболее распространенных проблем, которая связана с входными состояниями, наблюдавшаяся в менее продвинутых моделях, которые не оснащены подобной функцией.
Таким образом приборы, которые не оснащены данной системой, обладают намного более низким уровнем эффективности всей электроустановки. Специалисты также указывают на то, что подобные приборы могут привести к реальным финансовым потерям, поскольку энергокомпании применяют повышенные тарифы к клиентам, которые являются юридическим лицом. А такая функция позволяет существенно меньше расходовать электроэнергии
Стандарты освещения
На сегодняшний день LED, как правило, в качестве стандартного источника питания используют постоянный ток или же постоянное напряжение. Однако, как же узнать, какой из способов наиболее оптимально использовать? Для ответа необходимо предельно внимательно изучить технические характеристики компонентов, которые используются. Их предоставляют сами производители.
Источник постоянного тока
Питание светодиодов происходит от драйвера. Причем совершенно не имеет значения единичные они или последовательно соединены. Именно драйвер осуществляет контроль и регулирование силы тока, который проходит через полупроводниковые разъемы.
Ярким примером подобных устройств может послужить целая линейка соответствующих драйверов постоянного тока, обладающие достаточно низким уровнем пульсации. Речь о серии HVGC фирмы MEAN WELL. На сегодняшний день для потребителей доступны модели с выходным током от 350 мА до 7 А. Они в состоянии поддержать довольно широкий диапазон напряжения, который изменяется вместе с количеством светодиодов.
Эти светодиоды образуют собой цепь, которой и управляет драйвер.
Источник постоянного напряжения
Использование подобных приборов дает абсолютную гарантию того, что напряжение, которое поступает на светодиоды, поддерживающих выбранный режим работы, находится под полным контролем и регулировкой драйвера.
Таким образом, поступающий ток находится в прямой зависимости от количества элементов, которые подключены к устройству. Вместе с этим в драйвер встроена специальная защита, выполняющая функцию по предотвращению превышения максимального уровня мощности.
Такой уровень предусматривается при спецификации. Например, серия приборов APV фирмы MEAN WELL является одним из подобных устройств. В составе этой серии сегодня имеются варианты, которые обладают выходным напряжением 5В до 48В. Притом напряжение может быть, как регулируемым, так и постоянным, а также применяется ток от 0,3А до 40А.
Для чего служит блок питания с током на 40А на выходе?
На сегодняшний день для осветительных установок, которые используются в сложных условиях, существуют определенные стандарты безопасности. В эти стандарты входит условие о том, что по большей части должны использоваться источники низкого напряжения.
Кроме всего прочего, в обязательном порядке необходимо минимизировать вероятность возникновения электрической дуги или искр. Как итог можно наблюдать тот факт, что еще на этапе проектирования установки такого типа предпочитается параллельное подключение осветительных приборов, а также повышенная сила тока.
Хотя подобные решения наносят ущерб эффективности, сама работа установки при этом более безопасна, а значит осуществлять техническое обслуживание становится легче.
Почему это настолько важно?
Ни для кого не секрет, что полупроводники сталкиваются с особенностями температурного дрейфа. Светодиоды в этом плане не стали исключением. Таким образом, напряжение разъема Vf компонентов находится в прямой зависимости даже от малейших изменений температурного режима. Для правильного управления им упускать данное явление нельзя ни в коем случае. Однако, лучше отследить это на примере.
Допустим, возникла необходимость запитать сеть, в которую входит пятьдесят светодиодов с последовательным соединением. Таким образом, при постоянной поддержке силы тока в этой цепи на уровне 0,35 А и стабилизации температуры разъема в 85°C, удастся получить значение Vf 3,2 абсолютно для каждого светодиода, входящего в эту цепь. Но это без учета вероятных допусков компонента. На выходе драйвера удастся получить напряжение в 160В.
Но если последовательную цепь включают на максимально низких показателях температуры, то ситуация на выходе в корне изменится. Если предположить, что при 0°C напряжение диода будет 3,6В, то при умножении этого значения на шестьдесят позволяет увидеть его окончательное значение, которое составит 180В.
Именно это значение источник питания и обязан обеспечить при поддержке тока на постоянном уровне при использовании постоянного тока либо при пропорциональном его уменьшении при использовании постоянной мощности.
При этом очень большое значение имеет такая характеристика драйвера, как наличие широкого рабочего диапазона, который способен обеспечить стабильное функционирование светодиодов в широком разбеге температурного режима. Кроме всего прочего эта характеристика дает возможность светодиодам работать даже при низких температурах. Эта функция называется «Cold Start».
На данный момент очень многие драйверы MEAN WELL оснащены вышеуказанной функцией, которая позволяет без затруднений менять условия работы устройства, если используется холодное включение системы. Из всего вышесказанного уже ясно, что хороший драйвер проявляет реакцию на малейшее изменение температуры светодиода.
Реакция эта заключается не только в поддержке определенной силы тока, но вместе с этим осуществляется контроль за тем, чтобы общее напряжение не вышло за максимум, который предусмотрен для той или иной системы. Ярким примером подобного реагирования можно взять модель HLG-480H-C2100. Специфической особенностью этого варианта является то, что устройство вполне способно генерировать максимальный ток в 2,1А при максимальной мощности, которая составляет 481 Вт.
Также она может максимально эффективно осуществлять регулирование напряжения в разнице значений между 114В и 229В. Если в процессе нормальной работы устройства была проведена термостабилизация системы, то рабочее отношение показателей V-I никогда не покинет пределов этой зоны.
Важно учитывать, что если включение происходит при экстремально низких температурах, то драйверы данного производителя способны на определенный период времени поменять имеющиеся диапазоны. При этом рабочее напряжение возрастает на 20%, а параллельно этому увеличению уменьшается генерируемый ток.
Наличие такого временного компромисса позволяет источнику питания работать в белой зоне, а это значит, что и вся система работает в штатном режиме. Как только светодиоды термостабилизируются драйвер восстанавливает стандартные параметры.
Функция «FLICKER FREE». Что это?
Если используются драйверы LED со стандартным качеством, то учитывая уровень работы с напряжением, которое зачастую очень близко подбирается к максимальному значению регулировки, можно наблюдать, как на выходе первой его секции довольно высокий уровень низкочастотных пульсаций дает возможным сделать работу PWM-контроллера зависимой.
В результате становится даже визуально заметно мерцание света, который производится используемыми светодиодами. Специалисты подобное явление связывают с тем, что остаточная составляющая, вытекающая из первой секции, имеет очень высокое значение в 100 Гц.
Что же касается продукции данного производителя, то в ней приняты решения, позволяющие обеспечить низкий уровень этой пульсации, а также дает широкий запас между высшим напряжением и максимальным значением, которое можно регулировать на выходе. В итоге может быть дана полная гарантия того, что это явление будет искоренено в работе осветительной системы.
Способы питания драйвера
По большей части драйверы запитываются от широкого диапазона напряжения АС. Надо заметить, что в каждой модели этот показатель сугубо индивидуален, однако он находится в пределах 90-300 В. Если необходим больший уровень универсальности, то определенные модели могут быть подключены и к постоянному напряжению в диапазоне от 110 до 430 В. Но опять же все зависит от используемой модели.
Какие соединения есть на входе и выходе?
Как правило, используются входные соединения питания, то есть AC или DC и выход. Именно они предназначаются для светодиода. Однако, более продвинутые модели устройств могут похвастаться наличием не только простых соединений, но и также наличием управляющих входов для регулировки излучения света.
В определенных случаях также может быть вход, через который подключается датчик температуры окружающей среды. Есть также и стандарты соединений, в большинстве случаев это 0-10 В и DALI.
Стандарт «0-10 В». Что это?
На самом деле управление этим сигналом никакая не новинка и активно используется вот уже больше нескольких десятилетий. На сегодняшний день это один из наиболее простых и проверенных вариантов, а поэтому он достаточно широко распространен.
Таким образом, управляющий вход может поддерживать напряжение DC в диапазоне от 0 до 10 В. Соответственно, на выходе получается диапазон яркости от приглушенного света до полной яркости. Подобная система может похвастаться наличием внушительного количества преимуществ:
- можно линейно регулировать в диапазоне 0-100%;
- система абсолютно безопасна;
- для работоспособности системы не требуется сложной управляющей электроники.
DALI. Что это?
По сути, это следующая ступень эволюционного развития предыдущей системы. Этот протокол определяется в стандарте IEC62386 и независит от производителя. Именно он может обеспечить гарантию совместимости всех управляющих приборов, которые используются в осветительной установке.
Кроме всего прочего, цифровое управление отличается более высокими показателями по универсальности по сравнению с аналоговым вариантом, а также появляется возможность управлять в индивидуальном режиме достаточно большим количеством устройств.
Как драйверы можно подключить к системе домашней автоматизации KNX?
На самом деле устройств, которые подойдут в данной ситуации, достаточно много. Что же касается самой системы домашней автоматизации, то следует заметить, что она полностью соответствует не только европейским, но и мировым стандартам. Подойдут же для нее такие модели, как LCM-KN.
Возможно ли использование на входе управляющего сигнала PWM?
Разумеется, это более чем возможно. Как правило данный управляющий сигнал применяет источник питания, который работает на постоянном напряжении. Впоследствии это напряжение прерывается на так называемое заполнение. Длительность этого периода может быть разнообразной.
Таким образом становится вполне возможным получение значений на выходе, которые пропорциональны скважности входящего сигнала. Кроме всего прочего, у аналогового управления имеется достаточно большое количество достоинств, которые связаны с тем, что организация кабельной разводки отличается простотой.
Вместе с этим аналоговое управление обладает множеством различных ограничений, поэтому при использовании подобного управления специалисты все-таки рекомендуют устанавливать цифровые конверты.
Какие интерфейсы применяются для этого?
Для подобных целей могут быть использованы самые разнообразные интерфейсы. Например, конвертер DALI-PWM DAP-04 MEAN WELL дает реальную возможность перешагнуть через ограничения, которые выставляет использование данного вида управления. Он принимает входной сигнал в полном соответствии со стандартом DALI и на выходе генерирует сразу четыре PWM-сигнала.
Таким образом, становится возможным управление тем же количеством драйверов с такими входами. Подобное решение отличается выгодой, поскольку позволяет подключить те драйверы, на которых цифровое управление попросту не предусмотрено.
Можно ли их использовать снаружи?
Да, их вполне можно использовать снаружи, однако это утверждение правдиво далеко не в каждом случае. Конечно, можно проверить пригодно ли устройство для работы на открытом воздухе или в частично закрытом помещении. Для этого необходимо найти степень его защиты IP, которая, как правило, прописывается в технической спецификации.
Эти коды установлены международными стандартами и говорят об уровне водостойкости приборов. Хотя специалисты в принципе рекомендуют ограничить воздействие погодных условий на прибор. Кроме того, всегда можно получить консультацию от специалистов компании производителя, которые в любой момент готовы подобрать идеальный вариант под индивидуальные условия работы.
Впрочем, именно это и будет максимально правильным решением. Тем более, что в данной компании подобная услуга предоставляется на абсолютно бесплатной основе.
APC-16-350 Блок питания: импульсный; LED; 16,8Вт; 12÷48ВDC; 350мА; 90÷264ВAC
ELG-100-C500DA Блок питания: импульсный; Коммуникация: DALI; LED; 100Вт; 500мА
