Panou client
Coşul dvs.
Inregistrare

Driver LED: Cum să îl alegem?

2020-11-04

Atât timp cât diodele LED disponibile pe piață au fost folosite ca simple lămpi de control sau afișaje, alimentarea acestora era extrem de simplă și nu necesita soluții speciale, în afara unor rezistențe limitatoare de curent. Însă, de când pe piață au apărut primele componente de mică și medie putere, destinate iluminării diferitelor încăperi, cerințele privind alimentarea acestora s-au modificat în mod semnificativ. Pentru a asigura eficiența și durabilitatea acestor semiconductoare, concomitent cu alimentarea acestora într-un mod corect, a fost necesară utilizarea unor drivere special destinate acestui scop.

Driver LED: Cum să îl alegem?

De ce numim aceste echipamente „drivere” și nu, pur și simplu, „surse de alimentare”?

Pentru că driverul destinat alimentării diodelor LED nu este doar o simplă sursă de alimentare în sensul tradițional al acestui termen. Proiectul pe care se bazează această soluție a luat în considerare, de la bun început, caracteristicile speciale ale diodelor LED, pentru a asigura funcționarea optimă a acestora, durabilitate, eficiență energetică și protecția împotriva deteriorărilor. O sursă de alimentare clasică nu ar putea să asigure toate acestea, iar pentru a îndeplini aceleași funcții, ar trebui să fie echipată cu un circuit electronic de control.

Driverele disponibile pe piață seamănă toate între ele?

Deloc. Modelele prezintă multe diferențe, inclusiv mari și importante, legate, în principal, de aplicațiile țintă. Cu titlu de exemplu, putem deosebi câteva categorii mari de utilizări, încercând, de fiecare dată, să descriem pe scurt caracteristicile acestora, care trebuie analizate cu atenție în diferitele echipamente.

Iluminatul casnic

În principiu, driverele pentru sistemele de iluminat destinate interiorului casei trebuie să respecte următoarele criterii:

  • Dimensiuni reduse
  • Preț competitiv
  • Putere medie - mică
  • Eficiență și fiabilitate crescute
  • Montare ușoară
  • Control al luminozității simplu și imediat (variere a intensității luminoase)
  • Durabilitate

Un exemplu de soluție pentru această categorie de utilizări pot fi driverele din seria LDC cu puteri între 35 și 80W, care permit controlul CP (la putere constantă) al diodelor LED.

În cazul unor utilizări care prevăd integrarea cu sistemul de automatizare a locuinței, în afara soluțiilor de mai sus putem menționa și:

  • Disponibilitatea unor interfețe avansate precum DALI sau KNX
  • Posibilitatea controlului fără fir

De exemplu, seria LCM-BLE combină funcțiile Bluetooth și Mesh Networking. Aceste echipamente pot fi programate și operate cu ușurință cu ajutorul unei aplicații speciale.

Iluminatul stradal

Aceasta este, probabil, una dintre cele mai critice utilizări, întrucât, în cazul acesteia, LED-urile trebuie să funcționeze fără defecțiuni în condiții dificile. Din același motiv, driverele folosite trebuie să aibă cele mai bune caracteristici în ceea ce privește controlul, fiabilitatea și durabilitatea.

  • Domeniu larg al temperaturilor de exploatare
  • Eficiență și stabilitate înalte
  • Funcționare la putere constantă
  • Corecție activă a factorului de putere (Active PFC)
  • Grad înalt de protecție IP
  • Clasă de izolație 2
  • Posibilitate de control la distanță cu funcția Smart City
  • Raport excelent preț - parametri.

XLG-100-H-A Figura 1. Driver XLG-100-H-A cu putere constantă

Driverele din seria XLG - prezentate în Figura 1 - de dimensiuni reduse sau din seria ELG cu un excelent raport între preț și parametrii propuși sau din seria HLG, de înaltă eficiență, sunt o alegere foarte bună pentru acest tip de utilizări.

Pentru a oferi o și mai bună economisire a energiei, versiunile D2 din seria ELG (opțional pentru modelul HLG) au fost echipate cu funcția „Smart Timer Dimming”.

În ce constă, în mod exact, funcția „Smart Timer Dimming”?

Această funcție permite modificarea valorii procentuale a varierii intensității luminoase într-un interval de 14 ore, între ora 00:00 și 14:00, urmând trei profiluri implicite (iluminat casnic, iluminat stradal sau pentru tunele). Alternativ, poate fi folosită interfața de programare SDP-001, care permite programarea driverului cu ajutorul unor profiluri definite de utilizator.

Iluminat scenic

Sursele de lumină LED sunt utilizate pe scară foarte largă și în domeniul artistic, de exemplu pe scenele moderne din reprezentațiile teatrale sau muzicale.

În cazul soluțiilor RGB pot fi folosite drivere cu posibilitatea de reglare a tensiunii (CV) de la MEAN WELL ca surse de alimentare de înaltă stabilitate pentru controlere LED în standard DMX, folosind, în acest scop, înalta scalabilitate a acestora și domeniul larg de aplicații. Pe de altă parte, în cazul soluțiilor monocromatice de putere înaltă (de exemplu, proiectoarele punctuale cu fascicul focalizat) pot fi folosite drivere din seria HBG, a căror formă cilindrică este foarte potrivită în acest scop.

Iluminat pentru culturile în sistem intensiv

Iluminatul LED folosit în culturile în sistem intensiv din sere a înlocuit și îmbunătățit sursele de lumină utilizate anterior, și anume lămpile cu vapori de sodiu de înaltă presiune. În principiu, această îmbunătățire a constat în posibilitatea utilizării unei combinații de diode LED cu diferite culori, pentru obținerea nuanțelor luminoase corespunzătoare, în funcție de specia plantelor cultivate sau de fazele de creștere a acestora. În afară de eficiență, fiabilitate, izolație și protecție, care caracterizau deja categoria anterioară, driverele destinate acestor aplicații trebuie să se mai distingă prin:

  • Putere mare de ieșire
  • Un domeniu larg de control, inclusiv în cazul unei tensiuni înalte

LCM-40KN Drivere LED seria LCM
de la MEAN WELL

Echipamentele din seria HVGC (Figura 7), datorită caracteristicilor, sunt foarte potrivite pentru utilizări în sectorul agricol. În aceste cazuri, având în vedere folosirea unei puteri înalte, este deosebit de utilă posibilitatea conectării a 2 faze pe linia trifazată (intrare 400 V AC), cu creșterea eficienței energetice și cu o scădere semnificativă a curentului de intrare. În acest cazuri, deosebit de avantajoasă se dovedește a fi prezența circuitului activ „Active PFC”.

În ce constă funcționarea circuitului activ PFC și ce avantaje aduce acesta?

PFC, adică „Power Factor Correction” sau corecția activă a factorului de putere este o funcție foarte utilă, care elimină una dintre problemele obișnuite ale stărilor intrărilor în driverele mai puțin avansate, lipsite de această funcție. În Figura 3 sunt prezentate curbele de tensiune (culoare verde) și curent (culoare roșie) pentru intrarea AC a sursei de alimentare de acest tip. În partea din stânga a figurii este prezentată curba curentului consumat de echipament fără circuitul activ PFC. Dacă le examinăm atent, vom observa că curba de curent este nu doar defazată față de tensiune, dar este și mult deformată. Această situație nu poate fi trecută cu vederea, întrucât conduce la scăderea eficienței instalației electrice (curenți de intensitate înaltă față de puterea activă efectiv transmisă). În plus, o asemenea situație este nelegală și este sancționată de întreprinderile producătoare de energie prin aplicarea unor tarife crescute clienților business și industriali. Circuitul de PFC activ utilizat în driverele MEAN WELL, prin funcționarea continuă și funcția de ajustare automată, permite reducerea semnificativă a deformării curbei de curent și a defazajului dintre cele două semnale (așa cum se prezintă în partea din dreapta a Figurii 3), aducând factorul de putere la o valoare egală sau mai mare de 0,9, indiferent de sarcină.

Curbe de tensiune Figura 3. Curbele de tensiune (cu verde) și de curent (cu roșu) la intrarea AC a unui driver fără circuit de reglare a factorului de putere (în stânga) și cu circuit Active PFC (în dreapta).

Care sunt standardele de alimentare a iluminării LED?

Standardele de alimentare LED sunt, de obicei, o alimentare în curent continuu (CC) sau tensiune continuă (CV). Pentru a afla pe care dintre acestea să le folosim, cel mai bine este să cunoaștem specificațiile tehnice ale componentelor utilizate, furnizate de producători.

Alimentare în curent continuu (CC)

LED-urile (individuale sau conectate în serie) sunt alimentate de un driver care controlează și reglează în mod continuu intensitatea curentului care trece prin conectorii semiconductoarelor. Un exemplu al acestui tip de echipamente poate fi gama de drivere de curent continuu cu un nivel redus al pulsațiilor din seria HVGC de la MEAN WELL, disponibile cu un curent de ieșire cuprins între 350 mA și 7 A, care pot menține un domeniu larg al tensiunii, variabil în funcție de numărul de diode LED care alcătuiesc circuitul controlat de driver.

Alimentare în tensiune continuă (CV)

În acest caz, driverul controlează și reglează cu precizie tensiunea care ajunge la LED-urile care suportă acest mod de funcționare. Curentul furnizat va depinde de numărul elementelor conectate, în timp ce protecția integrată a driverului împiedică depășirea valorilor limită ale puterii prevăzute de specificații. Seria APV de la firma MEAN WELL, care constituie un exemplu de utilizare a soluției „Constant Voltage”, este compusă din produse cu tensiunea de ieșire cuprinsă între 5 V și 48 V, reglabilă sau continuă și cu un curent cuprins între 0,3 A și 40 A.

Sursă de alimentare pentru LED cu 40 A la ieșire? La ce folosește?

Standardele de siguranță pentru instalațiile de iluminat care funcționează în condiții dificile (HazLoc, Hazardous Locations) prevăd (în principiu) folosirea unor surse de tensiune joasă. Riscul de producere de scântei sau arcuri electrice trebuie și el redus la minimum. În consecință, la proiectarea acestui tip de instalație se preferă legarea în paralel a echipamentelor de iluminat și o intensitate mai mare a curentului, în dauna eficienței, dar cu creșterea nivelului de siguranță în funcționarea și întreținerea acestor instalații.

Driverul HLG-600H-12 este un exemplu de echipament destinat acestui tip de aplicații CV (tensiune continuă) de curent înalt.

De ce alimentarea LED este un factor atât de important și decisiv?

LED-urile, ca toate semiconductoarele, au caracteristici de derivă termică. În funcție de variația temperaturii, se modifică și tensiunea pe conectorul Vf al componentelor. Pentru a le controla în mod corect, trebuie să avem în vedere întotdeauna acest fenomen. Să luăm un exemplu practic: să presupunem că trebuie să alimentăm un circuit format din 50 de diode LED legate în serie. Menținând intensitatea curentului acestui circuit în serie la un nivel constant de 0,35 A și stabilizând temperatura conectorului la valoarea de 85°C, obținem o valoare a Vf de 3,2 V pentru fiecare diodă LED (fără a lua în considerare eventualele toleranțe ale componentei) și o tensiune cumulată la ieșirea driverului de 160 V. Însă, dacă ar trebui să conectăm circuitul în serie de diode LED la o temperatură extrem de joasă, situația la ieșirea sursei de alimentare ar fi cu totul alta.

În Figura 4 este prezentat raportul dintre temperatura conectorului și Vf (la valoarea curentului indicată anterior). Putem observa că, la 0°C, tensiunea de lucru a diodei este de 3,6 V, care, înmulțită cu 50, ne dă valoarea finală de 180 V – aceasta este valoarea pe care sursa de alimentare trebuie să o poată asigura, menținând curentul la un nivel constant (în aplicațiile de curent continuu) sau reducându-l proporțional (în aplicațiile de putere constantă). Una dintre cele mai importante caracteristici ale driverului corespunzător este faptul că acesta este prevăzut cu un domeniu larg de lucru, asigurând o funcționare stabilă a LED-urilor într-un interval foarte larg de temperaturi și permite conectarea unei serii de LED-uri și în cazul unor temperaturi joase (funcția „Cold Start”).

Raportul dintre temperatură și valoarea Vf Figura 4. Raportul dintre temperatură și valoarea Vf

Cold Start? Ce înseamnă?

În driverele MEAN WELL această caracteristică permite modificarea condițiilor de lucru ale driverului în timpul pornirii la rece a sistemului de iluminat. În exemplul anterior am arătat modul în care un driver bun reacționează la variația temperaturii LED-urilor, nu doar menținând intensitatea stabilită a curentului, dar și controlând, în același timp, ca tensiunea cumulată să nu depășească valorile limită prevăzute pentru sistemul respectiv. Să luăm ca punct de referință modelul HLG-480H-C2100. Din specificațiile cuprinse în Figura 5 rezultă că acesta poate produce un curent cu valoarea maximă de 2,1 A, cu o putere maximă de 481 W și poate regla în mod eficient tensiunea (în modul de curent continuu) în domeniul cuprins între 114 V și 229 V.

Datele tehnice principale ale driverului Figura 5. Datele tehnice principale ale driverului HLG-480H-C2100

În Figura 6 este prezentat un grafic care ilustrează domeniul de lucru mai sus menționat al acestui driver (de culoare gri, domeniul tensiunii de lucru este prezentat pe axa X, iar domeniul curentului pe axa Y).

Domeniul de lucru pentru funcția cold-start Figura 6. Domeniul de lucru standard (gri) și extins (alb) pentru funcția cold-start

În cazul unei funcționări normale, după stabilizarea termică a sistemului, raportul de funcționare V-I se va situa întotdeauna în această zonă. În caz de pornire la o temperatură extrem de mică, driverele MEAN WELL „modifică” momentan aceste domenii, crescând cu până la 20% tensiunea de lucru și reducând, concomitent, curentul produs. Datorită acestui compromis temporar, sursa de alimentare funcționează în zona albă (indicată în Figura 6), permițând, astfel, pornirea normală a sistemului. După stabilizarea termică a diodelor LED, se va reveni la parametrii standard prevăzuți în specificațiile echipamentului.

Ce este funcția „Flicker Free”?

În cazul driverelor LED de calitate standard, în condiții de lucru la o tensiune apropiată de valorile limită de reglare, nivelul înalt al impulsurilor de joasă frecvență la ieșirea din prima secțiune a sursei condiționează funcționarea controlerului PWM și, în consecință (în pofida frecvenței relativ mari de comutare a acestuia), se poate percepe cu ochiul liber „clipirea” luminii produse de diodele LED. Acest fenomen este legat de valoarea înaltă a componentei reziduale cu frecvența de 100 Hz, care rezultă din prima secțiune. În produsele MEAN WELL, datorită soluțiilor care asigură un nivel scăzut al impulsurilor în prima secțiune și o rezervă mare între tensiunea de vârf și valoarea maximă reglabilă la ieșire – este garantată funcționarea sistemului de iluminat fără acest fenomen.

HVGC-1000A-L-AB Figura 7. Seria HVGC de la Mean WELL, de mare putere și cu o paletă largă de utilizări

De exemplu, seria LDC MEAN WELL, deosebit de apreciată în instalațiile de iluminat rezidențiale, este prevăzută cu această funcție.

Cum poate fi alimentat driverul?

În principiu, driverele pot fi alimentate cu un domeniu larg de tensiuni AC, care, în funcție de model, sunt cuprinse între 90 V și peste 300 V. Anumite versiuni pot fi alimentate și la tensiune continuă (DC), între 110 V și 430 V, în funcție de model, acest lucru însemnând un plus pentru versatilitate.

Ce conexiuni se află, în general, la intrarea și ieșirea unui driver?

În condiții normale, avem de-a face cu conexiuni de alimentare de intrare, AC sau DC și cu o ieșire destinată LED. În modelele mai avansate, în afară de conexiunile simple I/O, găsim și intrări de control pentru reglarea (varierea intensității) luminii emise de LED-uri. În unele cazuri, putem găsi și o intrare pentru eventuala conectare a unui senzor de temperatură ambiantă (NTC). Standardele de conectare, în majoritatea cazurilor, sunt 0-10 V și DALI.

În ce constă standardul „0-10 V”?

Controlul semnalului de 0-10 V este cunoscută de peste 20 de ani și este unul dintre cele mai simple, mai des întâlnite și verificate protocoale analogice de control al luminozității driverelor LED și a surselor de alimentare pentru sistemele de iluminat. Intrarea de control suportă tensiune DC, care poate fi cuprinsă între 0 V (corespunzătoare unui nivel la ieșire = 0%, lumini stinse) și 10 V (ieșire = 100%, luminozitate completă). Acest sistem prezintă numeroase avantaje, printre altele:

  • Reglare liniară între 0 și 100%
  • Siguranță (în cazul întreruperii semnalului de control, ieșirea driverului este setată la 100%)
  • Simplitate excepțională, care nu necesită un sistem electronic complex de control

Ce este DALI?

DALI (Digital Addressable Lighting Interface) este evoluția digitală a standardului 0-10V. Este un protocol care nu este legat de producători, definit în standardul IEC62386, care garantează interoperabilitatea echipamentelor de control folosite în instalațiile de iluminat. Controlul digital este mult mai general decât standardul analogic 0-10 V și permite controlul și adresarea individuală a până la 64 de echipamente, care, în plus, pot fi împărțite în 16 grupe și 16 scenarii de control distincte. În plus, topologia liniară a acestuia (BUS), precum și cea tip stea, permit reducerea semnificativă a gradului de complicare a cablajelor.

Am un sistem de automatizare a locuinței în standard KNX: există drivere LED care pot fi conectate?

Da, de exemplu modelele din seria LCM-KN MEAN WELL. KNX este primul standard care poate fi utilizat în sistemele de case inteligent (building automation), care respectă cerințele normelor europene (EN50090 – EN13321-1) și internaționale (ISO/IEC 14543). Pentru a putea gestiona puteri mai mari decât cele pe care le propune seria LCM, putem utiliza intrarea KNX-DALI KDA-64, controlând astfel alte drivere, compatibile cu DALI sau și elemente de acționare/variatoare seria KAA

La intrare poate fi aplicat semnal de control PWM?

Desigur. În modelele care prevăd acest tip de soluție, iluminarea poate fi controlată și în acest mod. Semnalul de control PWM (Pulse Width Modulation) este folosit, de obicei, de sursele de alimentare cu tensiune continuă (10V), care este apoi întreruptă în mod ciclic pentru o perioadă denumită factor de umplere (duty cycle), care durează între 0 și 100% din intervalul de timp utilizat, conform Figurii 8 (în care sunt prezentate trei exemple cu valori de 50, 75 și 25%).

Duty cycle Figura 8. Exemple de factori de umplere de 50, 75 și 25%

La ieșirea driverului vor fi obținute valori proporționale cu factorul de umplere al semnalului de intrare. Și acest tip de control (analogic) are numeroase avantaje legate de simplitatea cablajului și de utilizarea standardului 0-10V, dar prezintă, totodată, numeroase limitări. Pentru a obține o mai mare versatilitate la folosirea controlului PWM, pot fi instalate convertoare digitale speciale.

Ce interfețe pot fi folosite pentru utilizarea acestui tip de control?

Convertorul DALI-PWM DAP-04 MEAN WELL permite depășirea limitelor care decurg din utilizarea controlului PWM, primind, la intrare, un semnal în conformitate cu standardele DALI și generând, la ieșire, patru semnale PWM (adresabile individual), care permit controlul aceluiași număr de drivere cu intrări PWM cu logică Active-High sau Active-Low. Este o soluție extrem de avantajoasă, care permite conectarea driverelor LED care nu sunt prevăzute cu posibilitatea de control digital.

Driverele LED sunt adaptate pentru funcționarea în exterior?

Desigur, însă nu în toate cazurile. Cea mai bună modalitate de a verifica dacă produsul care ne interesează este adaptat pentru funcționarea în exterior (sau în încăperi parțial acoperite) este căutarea gradului de protecție IP al acestuia în specificația tehnică furnizată de producător. Aceste coduri IP au fost stabilite de Standardul Internațional IEC 60529 și indică în mod detaliat gradul de etanșeitate la apă al echipamentelor electrice. Însă, în principiu, întotdeauna se recomandă limitarea situațiilor în care driverele sunt expuse factorilor atmosferici și luminii solare. Dacă aveți îndoieli sau nelămuriri, puteți consulta departamentul de relații cu clienții al MEAN WELL, care vă va putea indica produsul cel mai potrivit cu cerințele dvs.

Vedeți driverele LED în catalog

CITIŢI ŞI

Browserul dvs. nu mai este suportat, descărcaţi o versiune nouă