4h4-auto.ru

4х4 Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор источника питания для светодиодов

Выбор источника питания для светодиодов

Для того, чтобы включить светодиод, можно использовать привычный источник постоянного напряжения — аккумулятор, батарейку, зарядное устройство и пр.

Для питания светодиодных светильников, также как и для других электроприборов, требуется обычная электрическая сеть, которая присутствует в любой квартире в виде розетки.
Всем известно словосочетание " 220 вольт". Нам больше информации не нужно. Если написано 220В — значит в розетку можно включать.
Для светодиодов тоже есть блоки питания на 220В. Сегодня есть самые разные конструкции светодиодов, которым нужно разное питание. Например светодиодные ленты и модули требуют напряжение постоянного тока 12В или 24В, значит источником может служить любой блок питания, который переменное 220В преобразует в постоянное напряжение 12В. ( как в автомобиле). Такие устройства мы часто встречаем в быту. Они питают разные гаджеты, их еще называют сетевыми адаптерами. адаптеры.jpg
Можно использовать БП от компьютера, предварительно упаковав его в изолированный корпус.

Но мощные растительные светодиоды правильнее и удобнее питать специальными источниками но не напряжения , а источниками тока -драйверами. Название это придуманно маркетологами, это полезно, оно позволяет отличить их от простого блока питания. Внешне их можно отличить от блоков питания только по маркировке (!)
Запомните: драйвер — источник стабильного постоянного тока. (именно тока , а не напряжения!)

Ток светодиода — его важнейший параметр и его нужно обязательно соблюдать. Наши одноваттные светодиоды обычно имеют в паспорте указание о номинальном токе 350мА, 700мА и т.д. Это не значит, что он не может работать при других токах — может. Но если ему дать ток выше номинального -он будет светить намного ярче, но из-за перегрева его срок службы сократится. Планируется появление более мощных светодиодов, у которых номинальный рабочий ток будет другим, намного больше.
Поэтому не надо превышать номинальный ток, а правильнее даже чуть занизить его до 320мА. Это обеспечит сохранение ресурса длительное время 50000часов, за счет неперегрева кристалла.
Простейший драйвер – это резистор, который включается последовательно со светодиодом , ограничивает ток и «гасит» избыток напряжения, преобразуя проходящий ток в тепло. Однако неэкономично!
Мощные светодиоды так подключать можно, но очень неудобно – нужны мощные резисторы. Для них нужно свое место крепления и пр. Если нужна головная боль — используйте резисторы и обычные источники стабилизированного напряжения.
Исправный драйвер ни при каких условиях не выдаст больше тока, чем нужно — как бы вы не подключали диоды .

Но драйверов уже стало много, они похожи на электронные трансформаторы для галогенок и продавцы не всегда компетентны — поэтому надо внимательно смотреть его этикетку- шильдик. Там должны быть указаны параметры входного напряжения и выходного.
Рассмотрим такие этикетки-шильдики.

На фото два драйвера во влагозащищенных корпусах. (Бывают вообще без корпуса — не берите, если не имеете достаточного опыта). Оба драйвера обеспечивают ток 320мА. Оба работают от сети 220 В ( 100-240V). Верхний драйвер позволяет подключить 30- 40штук одноваттных светодиодов, а нижний от 5 до 12шт. Информация о пределах выходного напряжения драйвера является самой важной, она показывает сколько светодиодов можно подключить в цепь ( это суммарное падение напряжения для всей цепи)
[​IMG]
Для чего это нам? Эта информация нужна для предварительной проверки возможности драйвера запитать определенное количество светодиодов с учетом цвета кристалла. Падение напряжения на светодиоде зависит от типа кристалла. Напомню, что для красных -это 1,8-2,1Вольта, а для синих, зеленых и белых — это 3-3,5Вольта.

Например, мы хотим засветить 5 красных светодиода. Если соединим их в цепь — получим суммарное напряжение на концах цепи 5 х 2 = 10Вольт. На нижнем драйвере написано 5-12 штук, а напряжение минимум 15Вольт. Нельзя недогружать драйвер! Маловато 5 штук, еще надо хотя бы 3штуки (8штХ 2В= 16В). Если бы это были синие 5шт, то напряжение цепи5х3 = 15В — подходит.

Именно потому, что светильник состоит из разных по цвету светодиодов — нужно сначала подсчитать суммарное падение напряжения на всей цепи и только тогда выбирать драйвер. Напряжение нашей светодиодной цепи должно быть в пределах выходного напряжения, указанного на этикетке драйвера. Если вы не попадаете в указанные пределы — тогда придется добавить лишние или убавить рассчитанное ранее количество светодиодов. Это в случае, когда нельзя подыскать другой драйвер.

Из практики: если вы правильно все посчитали, а светильник "моргает" светодиодами — значит ему нехватает нагрузки. Придется добавить светик- другой. Я добавляю зеленые — они здорово улучшают восприятие глазом, хотя растениям от этого немного пользы.

Никогда не загружайте драйвер до верхнего предела мощности- это ведет к его перегреву и снижению надежности, ведь внешняя среда непредсказуема. Вдруг жарко станет на кухне от предпраздничной жарки — варки и он перегреется. капут, однако может быть.
Если вам попадется драйвер на больший ток, например 700мА- его можно использовать для светиков на 350мА, но тогда придется сделать две параллельные светодиодные цепи, либо отдельные светики включать попарно. При этом возможны неприятности — если один светодиод сгорит ( не было ни разу), то вторая цепь окажется под удвоенным током, но будет продолжать работать с увеличенной яркостью пока вы не вмешаетесь:

Будьте внимательны — есть драйверы, подключаемые к источникам низкого напряжения 12V, 24V — это указано в этикетке. А выходные напряжения у них могут быть такими же, как и у сетевых.

Дополнение. Кроме одноватных есть и другие светодиоды: 3,5,10 ватт и далее. На драйвере указаны пределы суммарной мощности. Например, верхний драйвер (30-40вТ) может запитать или 30шт одноваттных или 10шт трехваттных и т.п. Главное не уйти за пределы этих параметров.
примечание светодиодные драйвера можно включать параллельно на одну
нагрузку. Это дает возможность быстро увеличивать мощность светового потока
светодиодного светильника за счет увеличения — уменьшения силы тока. (В разумных пределах, конечно.)

Читайте так же:
Регулировка фар на аутбеке

Например рассада стала тянуться — увеличиваем ток вдвое через синие
светодиоды. При номинальном токе 350мА (если теплоотвод хороший) , это возможно однако
это уже снижает ресурс долговечности.

Можно для этой цели использовать дополнительный светильник, который
питается дополнительным драйвером только на время интенсивного торможения
рассады томатов.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ:

1. включение -выключение драйвера( ов) должно быть только в сетевом проводе
(220В), а не на выходе к светодиодам.
Нельзя коммутировать вторичную цепь драйвера-могут выйти из строя светодиоды.

2. Не забудьте заранее увеличить площадь теплоотвода для светодиодов, при
использовании дополнительного тока. И хорошо "утеплите"
Номенклатура доступных драйверов непрерывно расширяется. Многие
российские заводы начали поставлять "свои" драйвера собранные из китайских
полуфабрикатов — это конечно радует. Но при этом стали попадаться
драйвера по привлекательной цене, в характеристиках которых не указаны очень
важные для электробезопасности сведения. Нам с вами не обязательно знать
электрическую схему драйвера, но степень защиты от поражения электрическим
током зависит именно от нее. Об этом подробнее.

Если в схеме есть трансформатор ( у него две обмотки и более) — то
он гальванически отделяет сеть от светодиодов (нет электрической связи между
проводами 220В и проводами для подключения светодиодов!).
А если вместо трансформатора ( для экономии), стоит дроссель с двумя
обмотками, то никакого гальванического разделения входной и выходной цепей
не будет! На самом деле, для профессионалов, ничего страшного в этом нет.
Такие драйвера можно использовать для светильников, висящих на недоступной
высоте. В таких конструкциях предусматривают невозможность связи
светодиодов с корпусом и есть надежное заземление!

Но использовать такие драйвера для самодельных светильников досветки растений ОПАСНО для
ЖИЗНИ. потому что фазный провод может быть гальванически связан с
металлическим каркасом светильника. И рядом вода, жена и дети!
Поэтому, приобретая драйвера, обязательно интересуйтесь наличием гальванической развязки.

Электронный балласт для светодиодной лампы

Светодиодный драйвер

В последние годы, в связи с небывалым прогрессом в области технологии белых светодиодов, значительно усилился интерес потребителей к источникам светодиодного освещения как наиболее экономичному решению в области бытового и общественного освещения. Производители светодиодов предлагают на рынок всё более совершенные, с высоким качеством передачи цвета, мощные и экономичные твердотельные излучатели. Однако, почти никто не использует светодиоды отдельно, светодиодный источник света содержит оптику (отражатели, защитные стекла) и систему питания, от качества которых в значительной мере зависит качество и экономичность готового светильника, осветительного устройства. В этой статье рассмотрим существующие предложения производителей комплектующих по светодиодным драйверам — микросхем для устройств питания светодиодных ламп.

Единичный светодиод в большинстве случаев, является маломощным и низковольтным устройством. Хотя некоторые производители предлагают готовые светодиодные модули, рассчитанные на высокое напряжение (например, ParagonLED, различные CoB модули), основное количество светодиодных решений основано на светодиодах мощностью 1-3 Вт часто 0,5 Вт и менее. В общем то все модули высокого напряжения состоят из отдельных маломощных светодиодов или светодиодных чипов, расположенных в корпусе того или иного типа. Некоторые светильники содержат лишь один светодиод, другие имеют цепочку светодиодов, соединённых последовательно, либо содержат несколько таких цепочек в параллельном включении. Соответственно, устройства питания таких устройств должны удовлетворять этому разнообразию по току и напряжению.

Ограничение задачи

Светодиодные устройства имеют отчетливую тенденцию к удешевлению. Следовательно перспективное устройство питания должно иметь невысокую стоимость, при этом хорошо справляться с основной задачей — обеспечивать стабильный ток питания и обладать максимально высокой эффективностью. В последнее время, начали широко использоваться импульсные стабилизаторы тока без гальванической развязки с питанием непосредственно от сети переменного тока. Такие устройства обладают высокой эффективностью, малыми размерами и малым количеством компонентов на плате, хорошо выполняют основные функции и, в случае использования в закрытых конструкциях светильников, вполне безопасны. Основное применение — источники питания, встроенные в сменные лампы, в потолочные светильники, в уличные системы освещения.

Полностью универсальное устройство питания, если и можно создать, то оно будет недешёвым и, возможно немаленьким. В нашем случае, при питании от сети переменного тока, входное напряжение питания определяется уровнем выпрямленного сетевого напряжения. Поскольку, мостовая схема выпрямления, плюс сглаживающий конденсатор, дают существенный уровень пульсаций, для обеспечения непрерывного питания светодиодов и отсутствия мерцания, необходимо ограничить максимальное напряжение на светодиодной цепочке. Так, при использовании недорогого фильтрующего конденсатора в 10-20 мкФ и уровне потребления до 30 Вт, входное напряжение может проваливаться до 120-150 Вольт. Следовательно, цепочка светодиодов должна иметь общее напряжение не более 110 Вольт. Для обеспечения хорошей эффективности устройства, в схемах без использования трансформатора, выходное напряжение не должно отличаться от входного более, чем в 5-10 раз. Снижение выходного напряжения увеличивает потери в ключевом элементе. При мощности светильника в 5 и более Ватт, ток выходного ключа не должен превышать 1-2 ампера, иначе существенно увеличивается стоимость изделия.

Итак, рассмотрим устройство питания светодиодного светильника, который удовлетворяет следующим условиям:

  • Входное напряжение 220 Вольт переменного тока, мостовая схема выпрямления.
  • Выходное напряжение от 30 до 110 Вольт, одна или несколько цепочек светодиодов, CoB модуль.
  • Выходной ток до 500 мА.
  • Отсутствие гальванической развязки, трансформатора, для питания светильника в электрически безопасном корпусе.
  • Отсутствие систем теплоотвода, радиаторов, вентиляторов. Рассеяние тепла за счет платы и компонентов.
  • Минимальное количество и стоимость компонентов.
Читайте так же:
111930 lada kalina регулировка клапанов

Обзор существующей комплектации

Если внимательно посмотреть существующие схематические решения, наиболее простое устройство питания имеет мостовой выпрямитель на входе, ключевой элемент с реактором — дросселем и цепочку измерения тока. Для такого типа устройств промышленность выпускает управляющие микросхемы и микросхемы с встроенным ключом. Вот что нашлось.

International Rectifier LEDrivIR:

  • IRS25411 — Синхронный импульсный стабилизатор с внешним ключом (не рекомендован для новых разработок). — Инвертирующий гистерезисный импульсный стабилизатор с внешним ключом (не рекомендован для новых разработок).

Эти две микросхемы имеют корпус SOIC-8 и, в комплекте с внешним ключом, позволяют создать компактную и недорогую схему драйвера. Наиболее простая схема получается при использовании IRS2980. Для питания микросхемы используется встроенный линейный стабилизатор с максимальным напряжением до 400 Вольт, имеется встроенная схема диммирования. Драйвер работает на частоте 60 кГц, что позволяет использовать небольшой по размерам дроссель. Для работы требуется всего несколько внешних компонентов, максимальный выходной ток не превышает 350 мА. Эффективность готового устройства достигает 85%.

Производитель выпускает демо-плату и предоставляет референс дизайн. Это удобно при разработке нового устройства. Однако, опыт применения микросхемы показал её высокую чувствительность к помехам, в результате чего, микросхема выключается и повторное включение возможно только при перезапуске питания. Кроме того, отсутствие выходного фильтра даёт существенный уровень электромагнитного излучения, что ограничивает применение компактными экранированными устройствами. Видимо, всё это заставило производителя отказаться от дальнейшего выпуска этих микросхем.

Power Integrations:

    — импульсный стабилизатор с встроенным ключом.

LYTSwitch0 — это интегральный модуль с встроенным ключом в корпусе SOIC-8. Микросхема специально сконструирована для максимального снижения количества внешних компонентов, получает питание от проходящего через неё тока, содержит схему автоматического перезапуска, имеет ограничение выходной мощности и защиты от короткого замыкания, обрыва нагрузки и перегрева. Выходная мощность ограничена 7 Ваттами, выпускается несколько модификаций с различным выходным током. Эффективность устройства 91 — 92 %.

Taiwan Semiconductor предлагает несколько микросхем для реализации драйвера:

  • TS19451CY — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOT89.
  • TS19450CS, TS19460CS — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8
  • TS19452CS, TS19453CS — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOIC8
  • TS19720CX6, TS19702CX6 — импульсный стабилизатор с внешним ключом и активным корректором мощности в корпусе SOT-26

Производитель предлагает целый набор микросхем для реализации устройств питания светодиодов различной мощности. Заслуживают внимания драйверы с встроенным ключом, а также стабилизаторы с внешним ключом и активным корректором мощности TS19720CX6 и TS19702CX6 в компактных корпусах SOT-26. Микросхема TS19702CX6 имеет также функцию диммирования. Устройства на базе этих микросхем, судя по анализу демо-плат, имеют эффективность более 90% и коэффициент мощности более 95% при выходной мощности до 20 Ватт.

Fairchild Semiconductor:

    — импульсный стабилизатор с внешним ключом и активным корректором мощности в корпусе SOIC8. — импульсный стабилизатор с встроенным ключом и активным корректором мощности в корпусе SOIC8.

Особое внимание следует уделить микросхеме FLS0116, которая позволяет создать достаточно простое устройство с электронным корректором мощности. Эффективность готового сетевого драйвера составляет не более 80% при выходной мощности не более 3 Ватт. Блок питания на микросхеме FL7701 может достигать лучших параметров, но устройство получается посложнее — эффективность до 90%, коэффициент мощности более 90%, выходная мощность — более 30 Ватт.

Microchip Technology (Supertex Inc.):

  • HV9801A, HV9910, HV9861A — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8. — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOT89, TO92 с фиксированным выходным током.
  • HV9930 — импульсный гистерезисный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8.
  • HV9925 — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOIC8. — импульсный стабилизатор с внешним ключом и электронным корректором мощности в корпусе SOIC8.

HV9921 типовая схема включения

Интегральные стабилизаторы с встроенным ключом HV9921, HV9922, HV9923, позволяют создать простое устройство с выходной мощностью до 1 Ватта, с фиксированным выходным током 20mA для HV9921, 50mA для HV9922 и 30mA для HV9923. Микросхемы выпускаются в экономичном корпусе (SOT89, TO92) и имеют минимальное количество внешних компонентов. Эффективность устройства на базе этой микросхемы не превышает 80 %.

Заслуживает внимания микросхема HV9931, которая позволяет создать устройство с высоким коэффициентом мощности до 98 % и эффективностью до 83%. Выходная мощность определяется используемым внешним ключом и, согласно примерам использования, не превышает 15 Ватт.

В новой модификации микросхемы HV9910C добавлена защита от перегрева, что важно в высоковольтных приложениях, поскольку даже небольшой ток собственного потребления приводит к значительному тепловыделению встроенного линейного стабилизатора питания.

On Semiconductor:

    — импульсный стабилизатор с внешним ключом в миниатюрном корпусе SOT-23. , NCL30002 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8.
  • LV5026MC — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC10. — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOIC10.
  • Серия линейных стабилизаторов NSIxxx — линейные стабилизаторы на различный ток.

Компания выпускает большую номенклатуру микросхем — драйверов, но в основном для низковольтного питания. Для прямой работы от сети, производитель предлагает и другие микросхемы, но все они на мой взгляд, даже указанные в этом списке имеют существенно бóльшее количество внешних компонентов, чем заслуживают. При анализе предложений и референс-дизайнов возникло ощущение, что компания позиционирует себя в зоне низковольтных или более мощных и сложных решений и пока не предлагает хорошего решения для питания микросхем от проходящего тока или напрямую от сети.

Несмотря на то, что в этой статье не рассматриваются линейные и пассивные балласты, добавил линейный стабилизатор серии NSIxxx, например NSIC2020B, поскольку именно такое устройство больше всего подходит для определения простейшего электронного балласта — деталь имеет всего два вывода и для её работы ничего дополнительного не надо, достаточно включить её последовательно с цепочкой светодиодов.

Читайте так же:
Болгарка с регулировкой оборотов схема подключения

NSIxxx линейный драйвер светодиодов

NXP Semiconductor:

    , SSL5231T — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8 с диммированием.

Широко известный поставщик комплектующих, для источников питания в том числе, также не предлагает простых решений для светодиодных сетевых стабилизаторов тока. Указанные микросхемы выбраны как наиболее простые решения, которые однако всё равно требуют достаточно большого количества внешних компонентов. Анализ демо-плат устройств без использования трансформатора, показывает эффективность не более 85% при выходной мощности 5 Ватт и более с коэффициентом мощности более 85% и возможностью диммирования.

Texas Instruments:

  • TPS54200 — миниатюрный LED драйвер на 1.5A со встроенными синхронными ключами в корпусе SOT23-6 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8, SOT23-6.
  • LM3444 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC10.
  • TPS92075 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8, SOT23-6 диммируемый, работающий с традиционными тиристорными диммерами.
  • LM3445 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC10, работающий с традиционными тиристорными диммерами.
  • LM3448 — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOIC16, работающий с традиционными тиристорными диммерами.

Хорошо зарекомендовавший себя поставщик электронных компонентов для высоко эффективных источников питания также предлагает большой набор решений для светодиодных драйверов. Однако даже выбранные микросхемы требуют бóльшего количества внешних элементов, чем хотелось бы. Большинство решений требует как минимум внешнего стабилизатора собственного питания. Но, несмотря на это, микросхемы вполне подходят для изготовления устройств более высокой мощности и высокой эффективности, чем простейшие электронные балласты конкурентов. Например, диммируемый блок питания лампы на 14 Ватт обладает эффективностью до 89% при коэффициенте мощности до 98%.

Новая разработка компании — TPS54200, миниатюрный LED драйвер на 1.5A со встроенными синхронными ключами в корпусе SOT23-6, позволяет создавать устройства с эффективностью до 95%.

TPS54200 схема включения

Поскольку микросхема имеет встроенные ключи, схема включения очень проста и требует мимнимум внешних компонент. Стабилизатор поддерживает наалоговый и PWM димминг, имеет встроенную защиту от обрыва, КЗ и по температуре. Питание до 28 Вольт.

Diodes Incorporated:

    , AL9910, AP1694 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8. — импульсный стабилизатор с встроенным ключом в корпусе SOIC8.

Микросхема AP1695 имеет встроенный ключ, AP1694 — внешний, но обе требуют внешней схемы питания. Микросхемы PAM99700 и AL9910 позволяют создать устройство питания светодиодов с эффективностью более 90%, PAM99700 имеет существенно меньшее собственное потребление, следовательно бóльшую эффективность в высоковольтных приложениях.

IXYS Integrated Circuits Division (Clare)

    — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8.
  • MXHV9910 — импульсный стабилизатор с внешним ключом в корпусе SOIC8 с возможностью регулировки частоты.

Известный производитель силовой электроники, компания IXYS Integrated Circuits предлагает несколько решений для светодиодных драйверов средней мощности. Управляющая микросхема CPC9909, представляет собой основу понижающего преобразователя с высокой эффективностью. За счёт наличия теплоотводящей площадки на корпусе SOIC8, решены проблемы повышенного тепловыделения встроенного стабилизатора собственного питания, работающего вплоть до 550 Вольт. Кроме микросхем импульсных преобразователей, производитель предлагает целый набор линейных интегральных стабилизаторов тока различной мощности.

Выбираем блок питания для светодиодов

Светодиодное освещение стало массово популярным в настоящее время из-за ряда некоторых положительных черт, которые будут рассмотрены далее. Для подключения системы освещения нужен блок питания к приобретенным светодиодам. Основная его функция заключается в стабилизации напряжения питания, а также понижение 220V в необходимые 12V или же 24V. В зависимости от того, правильно ли вы сделаете блок питания, зависит срок службы светового диода.

drajver

Преимущества светодиодов

Рассмотрим самые основные преимущества светодиодного освещения:

  • Длительный срок службы (около 50000 часов).
  • Если сравнивать с другими светильниками, то потребляется намного меньше энергии.
  • Использование светодиодного освещения — хорошая экономия.
  • Сильная световая отдача. Всю получаемую энергию светодиод конвертирует в свет, в отличии от обычной лампы накаливания, которая при одинаковой подачи мощности выдает намного меньше света, а нагревается в разы сильнее.

katushki-svetodiodnoj-lenty

Также к плюсам лед-ленты можно отнести разнообразие цветовой палитры и легкость монтажа и установки. Единственный нюанс заключается в том, что нужен источник питания для подключения светодиодов, а это можно осуществить только через «посредника». Напрямую подключение осуществлять нельзя. Также потребуются драйверы — специальные механизм, преобразовывающие ток.

Маркировка светодиодных лент и их различия

Один из распространенных типов светодиодного освещения — лента. Ее мощность напрямую зависит от того, сколько подключено к сети питания рабочих диодов. В производстве допускаются диоды разных габаритов, отсюда и получилось две категории лент:

  • SMD 3028;
  • SMD 5050.

Теперь рассмотрим расшифровку маркировки. Цифры 30 и 28, к примеру, указывают на конкретный размер. То есть размер светодиода будет 3,0 мм на 2,8 мм. В случае с 5050, размер будет 5,0 на 5,0 миллиметров. Ленты с маркировкой SMD 3028 могут содержать 60, 120 и 240 световых диодов. На ленте SMD 5050 может располагаться 30, 60 и 120 диодов.

Какая мощность нужна для блока питания

Для расчета потребляемой мощности нужно точно определиться с моделью ленты, которые вы планируете использовать. Рассмотрим требуемую мощность на примере ленты SMD3028. 60 светодиодов будут потреблять 4,8 Вт, 120 — 7,2 Вт, 240 — 16 Вт. SMD 5050 при 30 рабочих светодиодах на один метр потребляет 7,2 Вт, 60 — 14 Вт, 120 — 25 Вт. Рассмотрим пошагово, как выбрать источники питания для определенной марки светодиодов:

  1. На первом шаге определяете маркировку своей ленты. Рассмотрим на примере SMD5050 на 60 лампочек.
  2. Исходя из указанной информации выше, понятно, что один метр данного освещения будет потреблять 14 Вт. Нам условно нужно подключить три ленты по 5 метров, чему и равна стандартная катушка.
  3. При помощи элементарных математических расчетов делаем вывод, что всего нам потребуется подключить 15 метров ленты. Как известно, один метр потребляет 14 Вт, значит для 15 метров нам потребуется мощность блока питания с показателем в 210 Вт.
Читайте так же:
Регулировки двигателя змз 402 зазоры клапанов

Разновидности блоков питания

reguliruemyj-istochnik-pitaniya

На данном этапе развития блоки питания для разнообразных светодиодных светильников классифицируются на три категории:

  1. Открытый тип. Данный вариант является бюджетным, но громоздким, причем максимальная мощность питания светодиодов ограничивается отметкой в 100 Вт. Даже в силу своего низкого бюджета данное устройство редко используется в бытовом освещении, ведь его трудно сделать незаметным без привлечения посторонних предметов. Часто его прячут в шкафы, ниши или же распределительные щитки.
  2. Пластиковый каркас закрытого типа. Каркас самого блока питания герметичен и компактен, что позволяет его уложить между подвеской и базой потолка. Максимальна отметка мощности данного блока питания достигает отметки в 75 Вт. Для того, чтобы обеспечить количество ленты, рассчитанное ранее, придется покупать три блока, что является отрицательной чертой данного устройства.
  3. Алюминиевый каркас закрытого типа. Принцип работы данного устройства такой же, как и у предыдущего, но отличается большим весом и габаритами. Компенсируется это повышенной мощностью — 100 Вт. Чаще всего данный прибор применяется в уличном освещении. Корпус обладает хорошей герметичностью и защищен от физических воздействий окружающей среды.

Процедура подключения

Помимо приобретения нужно знать, как подключить блок питания правильно. В первую очередь, нужно осуществить расчет требуемой мощности и сделать выводы, подходит ли ваш блок для желаемого количества светодиодной ленты 12V. Чтобы подключить светодиоды, нужно следовать некоторым правилам:

  • Для подключения к блоку питания двух и более лент нужно соблюдать параллельность.
  • Не допустимо менять полярность проводов на светодиодной ленте и на питании.
  • Если параллельно подключается две ленты, нужно к второй провести проводок с сечением 1,5 мм². Большое сечение приведет к потере напряжения.
  • При параллельной установке двух источников света с двумя источниками питания для удлинения второго элемента допустимо использование провода с сечением 0,75 мм².

Драйвер для светодиода

Драйвер для разнообразных светодиодных светильников или уличного фонаря — преобразователь тока. Основная его функция заключается в том, чтобы получить 220V, а на выходе отдать необходимые 12V.

Для экономии бюджета можно сделать драйвер из энергосберегающей лампы. В люминесцентных лампах, чаще всего, просто перегорает нить накаливания, но сам элемент, обеспечивающий поджигание, остается невредимым. Из этого можно сделать выводы, что подойдет практически любая старая лампа, чтобы сделать драйвер для светодиодов.

По поясу аккуратно вскрывается лампа и откусываются проводки для извлечения электронной составляющей механизма. В соответствии со схемой, будущий преобразователь переделывается и драйвер готов к использованию.

svetodiodnaya-lenta

Также широко применяется диммируемый драйвер, ведь с его помощью можно настроить яркость светодиодной ленты.

Источники питания светодиодов для светильников, используемых в помещениях

Источники питания (ИП) светодиодов — важнейшая часть полупроводникового светильника, во многом определяющая функциональные, светотехнические показатели и надежность осветительного устройства. Для компаний, занимающихся проектированием и установкой систем освещения, помимо светового потока и цветовой температуры важны и такие характеристики, как электробезопасность, КПД, коэффициент мощности, коэффициент пульсаций светового потока, электромагнитная совместимость и стоимость. В результате сотрудничества НПФ «Плазмаинформ» с рядом предприятий, разрабатывающих и производящих осветительные приборы, появились на свет и были запущены в серийное производство источники тока открытого исполнения, обеспечивающие электрические мощности 15, 20, 30, 35, 50 и 100 Вт.

Анализ ИП для светодиодных светильников, выпускаемых рядом фирм, показывает, что схемотехника источников тока определяется требуемой выходной мощностью светильника: если она менее 60 Вт, то обычно выбирается обратноходовой корректор коэффициента мощности (ККМ) со стабилизацией выходного тока. При более высокой выходной мощности используется отдельный ККМ и отдельный преобразователь со стабилизацией выходного тока и гальванической развязкой вход/выход, выполняемый по схемотехнике обратноходового, прямоходового или резонансного LLC-типа. Преобразователи без гальванической развязки (понижающего типа, SEPIC и др.) с точки зрения обеспечения безопасности при эксплуатации светодиодных светильников не имеют широкого распространения.

При разработке большое внимание было уделено таким параметрам, как пульсации выходного тока, электромагнитная совместимость (ЭМС) и стоимость. Выбор пульсаций выходного тока, определяется требованиями к пульсациям светового потока, которые регламентируются стандартами и составляют для светильников общего назначения 10–20%, а для настольных светильников при длительной работе за компьютером — 5–10%. Для уличных светильников пульсации светового потока не регламентированы и должны задаваться для каждого конкретного применения.

Учитывая, что светильники могут подключаться к электрическим сетям достаточно большой протяженности, к которым может быть подсоединено сильноточное оборудование, источники питания должны выдерживать испытательное напряжение 1,5 кВ провод–провод и провод–корпус, а также наносекундные и микросекундные импульсные выбросы и провалы амплитудой до 1,0 кВ. Кроме того, к тем же электрическим сетям могут быть подключены телевизоры, приемники и другая чувствительная к помехам аппаратура. Поэтому необходимо обеспечить соответствие ИП следующим основным стандартам по ЭМС: ГОСТ Р 51318.15- 99, ГОСТ Р 51514-99, ГОСТ Р 51317.3.2.2006 (раздел 6, 7), ГОСТ Р 51317.3.3.2008, ГОСТ Р 51317.4.2.99, ГОСТ Р 51317.4.4.2007, ГОСТ Р 51317.4.5.99, ГОСТ Р 51317.4.6.99, ГОСТ Р 51317.4.11.2007.

Читайте так же:
Регулировка клапанов зил 131 в один оборот

Источники PSL (Power Supply Led) выполнены по схеме обратноходового корректора коэффициента мощности со стабилизацией выходного тока и ограничением напряжения. Типовая блок-схема приведена на рис. 1. Основой преобразователя является контроллер ККМ, управляющий силовым ключом и обеспечивающий коэффициент мощности выше 0,9. Осциллограммы входного напряжения и тока, а также действующие и предельные значения гармоник тока источника PSL50 приведены на рис. 2 и 3. Фильтр ЭМС обеспечивает электромагнитную совместимость в соответствии со стандартами на светильники.

Рис. 1. Блок-схема источника

Рис. 2. Осциллограммы входного напряжения и тока PSL50

Рис. 3. Действующие и предельные значения гармоник входного тока PSL50

В качестве примера в таблице 1 приведен уровень радиопомех на сетевых зажимах PSL50 в диапазоне частот 0,009–30 МГц (квазипиковые значения).

Т а б л и ц а 1 . Уровень радиопомех PSL50

Частота, МГцВеличина напряжения
радиопомех, дБ (мкВ)
ИзмереннаяДопустимая
(норма)
0,00956110
0,042592
0,153766
0,163565,5
0,242162,1
0,551355,2
1на уровне
шумов
56
3,51156
63156
7,73756
103260
15,65160
284260
304160

Выходной фильтр обеспечивает необходимый уровень пульсаций выходного тока и, соответственно, пульсаций светового потока. Уровень и форма пульсаций токов и напряжений для двух номиналов выходного фильтра PSL50 приведены на рис. 4–7.

Рис. 4. Пульсации выходного тока на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 300 мкФ (10 мВ соответствуют 100 мА)

Рис. 5. Пульсации выходного напряжения на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 300 мкФ (постоянная составляющая 120 В)

Рис. 6. Пульсации выходного тока на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 500 мкФ (10 мВ соответствуют 100 мА)

Рис. 7. Пульсации выходного напряжения на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 500 мкФ (постоянная составляющая 120 В)

Осциллограммы показывают, что увеличение выходной емкости на 60% уменьшает пульсации тока в два раза и соответственно снижает пульсации светового потока, поскольку зависимость между ними практически линейная. При включении источники обеспечивают плавную подачу напряжения в течение 50 мс. Форма выходного напряжения при старте PSL50 приведена на рис. 8.

Рис. 8. Выходное напряжение PSL50 в момент включения

Усилитель сигнала ошибки (УСО) по току обеспечивает формирование сигнала ошибки, поддерживая ток через светодиоды на заданном уровне. УСО по напряжению ограничивает выходное напряжение на холостом ходу. Блок гальванической развязки предназначен для передачи сигнала ошибки на контроллер, в первичную цепь. Демпфер ограничивает выброс напряжения на стоке силового ключа, что позволяет использовать более низковольтный и дешевый транзистор.

Питанием источника является сеть переменного тока. Гальваническая развязка входных и выходных цепей между собой и корпусом выдерживает 1,5 кВ и обеспечивает безопасность эксплуатации. Источники соответствуют отечественным и международным нормам в части ЭМС. Имеется встроенная защита от короткого замыкания на выходе, обеспечивается работа на холостом ходу. Основные технические характеристики источников приведены в таблице 2.

Т а б л и ц а 2 . Параметры источников питания

Наименование параметраТип источника
PSL15PSL20PSL30PSL35PSL50PSL100
Напряжение питания176–264 В, 50/60 Гц
Максимальная мощность, Вт202020202020
Диапазон выходного напряжения, В24–3236–4844–5025–38100–144200–300
Выходной ток, мА500±30360±20600±20900±30360±20370±20
Нестабильность выходного тока, %
(не более)
555555
Пульсации выходного тока, %
(не более)
202020201010
Коэффициент полезного действия, %
(не менее)
858585859090
Коэффициент мощности, %
(не менее)
909090909795
Рабочая температура, °C–25…+650…+400…+400…+400…+40–45…+60
Средний ресурс, ч50 000
Габаритные размеры, мм (не более)135×40×25145×30×25145×30×25145×30×25160×33×25180×40×36
Масса, г (не более)100100100100110160

Внешний вид PSL15, PSL35, PSL50 и PSL100 приведен на рис. 9–12 соответственно. Источники PSL20 и PSL30 имеют конструктивное исполнение, аналогичное PSL35.

Рис. 9. Источник PSL15

Рис. 10. Источник PSL35Рис. 11. Источник PSL50 Рис. 12. Источник PSL100

Для специальных конструкций светильников разработан недорогой сетевой неизолированный источник тока мощностью 9 Вт (PSL9). Он представляет собой понижающий преобразователь с пассивной коррекцией коэффициента мощности. Схема источника приведена рис. 13, внешний вид — на рис. 14. Основа источника — микросхема драйвера HV9910. Цепочка С1– VD2–VD3–VD4–C2 — пассивный ККМ. Выходной ток задается резисторами R4, R5, R6. C3 — выходной фильтрующий конденсатор. Параметры источника PSL9 приведены в таблице 3.

Рис. 13. Схема PSL9

Рис. 14. Источник PSL9

Т а б л и ц а 3 . Параметры источника PSL9

Напряжение питания176–264 В, 50/60 Гц
Коэффициент полезного действия, % (не менее)80
Коэффициент мощности, % (не менее)84
Минимальное выходное рабочее напряжение, В20
Максимальное выходное рабочее напряжение, В32
Максимальное напряжение холостого хода, В350
Стабилизированный выходной ток, мА350±10
Нестабильность выходного тока, % (не более)5
Пульсации выходного тока, % (не более)15
Габаритные размеры (Д×Ш×В), мм45×33×25
Диапазон рабочих температур, °С0…+40

Светильники, в конструкции которых использованы PSL9, PSL15, PSL30, PSL100, проходят опытную эксплуатацию. Светильники с PSL20, PSL35 и PSL50 выпускаются серийно.

Выбранная схема построения источников питания позволяет без больших затрат модифицировать конструкцию для получения других значений выходного напряжения и тока в пределах заявленной мощности, обеспечивая питание светильников с иной схемой включения светодиодов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector