Источники питания для светодиодов

Источники питания для светодиодных светильников: особенности применения

13 сентября 2010

InventronicsстатьяAC-DC

Светодиоды в целом, и, в частности, мощные (более 1 Вт) светодиоды очень чувствительны к различным внешним факторам, которые могут негативно сказаться на их сроке службы и качественных показателях. В настоящее время величины максимальных питающих токов для светодиодов имеют весьма ощутимые значения: до 1…1,5 и даже до 2 А по сравнению с 0,35 А, на которые чаще всего нормируются характеристики светодиода. Желание получить максимальный световой поток с одного полупроводникового излучателя ведет к увеличению тока, пропускаемого через него, что отражается на его тепловыделении, и вся конструкция (светодиод + светодиодная арматура) работает на грани перегрева кристалла. При этом к источнику питания предъявляются высокие требования по стабильности выходных характеристик, которые он должен обеспечить. Это является довольно проблематичным при использовании для питания источника напряжения. Во-первых, предварительное выравнивание тока в цепи светодиодов потребует, по крайней мере, дополнительного резистора, который будет ограничивать ток и в то же время рассеивать на себе дополнительную мощность. Во-вторых, любая осветительная установка работает в некотором диапазоне температур, часто довольно широком, а светодиод, обладая отрицательной зависимостью прямого падения напряжения от температуры кристалла — обычно на уровне -2…-4 мВ/°С, будет иметь плавающую рабочую точку. В-третьих, свой вклад будет вносить нестабильность выходных характеристик самого источника. Эти причины изрядно сократят жизнь современному источнику света, особенно в случае его работы на токах, близких к максимальным. Так, повышение напряжения на переходе всего на 0,1 В будет причиной изменения силы тока на 200 мА, что приведет к повышенному тепловыделению и может крайне негативно сказаться на работе светового прибора.

ВАХ на рисунке 1 показывает, насколько важно использование блока питания (БП) с регулированием по току, а не по напряжению. Повышение напряжения питания на светодиоде на 3% (0,1 В) приводит к росту тока в первом приближении на 20% (200 мА). Соответственно, на 40% растет потребляемая мощность и тепловая отдача, что неизбежно приведет к перегреву, деградации структуры кристалла и выходу из строя светодиода. При кратковременном сильном превышении питающего светодиод тока может начаться деградация кристалла диода, за которой также последует выход из строя.

Рис. 1. Типичная положительная ВАХ мощного светодиода

Понижение напряжения на диоде также нежелательно, так как при его падении на 3% от номинального, что соответствуют падению тока на 200 мА, мы теряем более 50% светового потока, что видно из зависимости относительного потока светодиода от питающего тока (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость относительного светового потока светодиода от тока питания

Самым простым способом обеспечить необходимый ток питания светодиода является применение высокочастотных (десятки кГц) широтно-импульсных преобразователей (ШИМ), способных поддерживать необходимый средний ток в широком диапазоне мощностей подключенного оборудования. В обиходе светотехников и электриков такие БП часто называют светодиодными драйверами. Некоторые модели в выходной цепи преобразуют чистый ШИМ-сигнал (прямоугольные импульсы) в более сглаженную кривую, среднее значение которой находится на уровне желаемого среднего тока.

Высокая частота работы блока питания обусловлена, прежде всего, требованиями к отсутствию видимых пульсаций источников света. Особенностью конструкции ШИМ-схем является также то, что существует запас для понижения сетевого напряжения, при котором световой поток оборудования не снижается, но уменьшается частота пульсаций выходного сигнала, особенно сильно проявляющаяся при работе БП на нагрузках, близких к максимально допустимым. К примеру, блоки питания компании Inventronics могут работать в диапазоне действующих значений напряжения сети питания от 90 до 305 В, при этом частота пульсаций выходного сигнала все еще значительно превышает порог, при котором мигание светодиода может быть заметным, т.е. явление фликера (мигания источника света согласно ГОСТ 13109-97) сводится к нулю. Таким образом, ШИМ-блоки питания могут быть рекомендованы для использования в осветительном оборудовании на расстоянии от региональных центров на территории России, где напряжения в сети может быть ощутимо ниже стандартных (действующее значение напряжения в сети может падать до 150 В и менее в регионах, удаленных от крупных электростанций), а кратковременные перенапряжения, вызванные подключением мощных удаленных потребителей, могут достигать 260 В и более.

Другой особенностью использования БП с ШИМ является простота интеграции с управляемыми диммерами. При этом БП могут получать информацию о степени ослабления светового потока по каналам 1…10 В, DMX, DALI или другим протоколам. Также нельзя не упомянуть малые габаритные размеры ШИМ-блока питания, позволяющие минимизировать размеры корпуса ОП с интегрированным БП или упростить установку внешнего блока питания недалеко от светильника.

Есть и другой подход к исполнению блоков питания: для упрощения адаптации к существующим сетям, минимизации объема БП внутри светильников и организации низковольтной сети по принципам электробезопасности используются отдельный низковольтный источник напряжения (12 или 24 В) за пределами корпуса осветительного прибора (ОП) и малогабаритный ШИМ-преобразователь внутри светильника. Несмотря на кажущуюся простоту, при таком подходе можно столкнуться с рядом серьезных опасностей при монтаже. В частности, при ошибке в полярности подключения ШИМ-преобразователь сразу выходит из строя.

Очень важным параметром любого импульсного блока питания является величина гармонических и нелинейных искажений формы питающего напряжения, которые он создает в сети. Они отрицательно сказываются на проводке электросети и потребителях, подключенных к ней. Это влияние выражается не только в различных помехах, которые сказываются на чувствительных электроприборах, но также и в самой трехфазной сети, в нулевом проводнике которой могут протекать токи, превышающие токи в фазных проводниках. Причина состоит в том, что импульсный БП потребляет из сети мощность лишь на пиках питающего напряжения; потребляемый ток имеет форму небольшого импульса и содержит в себе широкий набор гармонических составляющих. В случае симметричной нагрузки в нулевом проводнике высшие гармоники тока компенсируют друг друга (сдвиг фаз относительно друг друга составляет 120°), но это не относится к высшим гармоникам, кратным трем, которые в нулевом проводнике окажутся сложенными.

Коэффициент мощности l — комплексный показатель искажения потребляемой из сети мощности, который учитывает не только сдвиг фазы, но и искажение формы потребляемого тока (наличие гармонических составляющих). ГОСТ Р 51317.3.2-2006 устанавливает нормы гармонических составляющих тока для ТС класса С (таблица 1).

Таблица 1. Нормы гармонических составляющих тока для ТС класса С

Порядок гармонической составляющей, n	Максимальное допустимое значение гармонической составляющей тока, % основной гармонической составляющей потребляемого тока
2	2
3	30l*
5	10
7	7
9	5
11≤n≤39 (только для нечетных гармонических составляющих)	3
* Коэффициент мощности цепи

При этом данные нормы устанавливаются для световых приборов с активной потребляемой мощностью более 25 Вт, однако следует полагать, что распространение энергоэффективных маломощных светодиодных светильников заставит существенно снизить эту планку или вовсе отменить ограничение.

Для минимизации вносимых в сеть искажений применяют устройства, компенсирующие вышеуказанные помехи и приближающие коэффициент мощности к единице. В то время как для приборов с фиксированной потребляемой мощностью применяют пассивные компенсационные конденсаторы (например, в ПРА для металл-галогенных или люминесцентных ламп), в импульсные БП интегрируют активные компенсационные устройства, максимально приближающие их характеристики к резистивным в широком диапазоне подключенных нагрузок.

Несоблюдение этих норм негативно сказывается как на качестве питающей электроэнергии, так и на работе устройств и состоянии инфраструктуры. Предприятия, превышающие эти нормы, облагаются штрафами и вынуждены устанавливать дополнительные конденсаторные установки. Однако потребление электрической энергии предприятием в большой степени прогнозируемо, что и позволяет обойтись пассивной коррекцией.

Блоки питания на ШИМ с компенсаторами вносят крайне малые искажения в сеть. Например, серия мощных БП EUC (рис. 3) от Inventronics обеспечивает значение коэффициента мощности в пределах 0,97…0,99.

Рис. 3. Общий вид БП Inventronics серии EUC

КПД современных блоков питания с широтно-импульсными модуляторами достигает величины 92% и более, что немаловажно, т.к. затрачиваемая ими энергия уходит в нагрев. Соответственно, чем выше КПД, тем меньше требуется эффективная площадь рассеяния радиатора и, соответственно, тем меньше будут габариты и масса БП, за которыми, безусловно, следует снижение стоимости драйвера.

В настоящее время БП производятся с корпусами в различном исполнении: как для установки внутрь СП, встройки в мебель или размещения в помещениях, так и во влагозащищенных корпусах с различными показателями пылевлагозащиты (IP): от IP23, допустимых к установке в сухих помещениях, и IP54 для установки во влажных помещениях и под навесом, до влагозащищенных с корпусами IP67, подходящих для установки снаружи помещений. Малораспространенная группа БП с IP68 предназначена для установки в грунт без дополнительных корпусов.

Цветовые характеристики светодиода также могут отклоняться при изменении тока питания. Например, диаграмма зависимости цветовых координат от рабочего тока мощного светодиода Osram Dragon plus (рис. 4) показывает относительное смещение цветовых координат излучения.

Рис. 4. Зависимость смещения цветовых характеристик светодиода от тока питания

В первую очередь это относится к световым приборам с возможностью управления и создания различных цветодинамических сцен. Так при использовании световым прибором большого диапазона рабочих токов цветовые координаты в пространстве могут смещаться на 0,01 единиц по оси x и на 0,015 единиц по оси y. Это смещение в холодном белом диапазоне может достигать несколько сотен Кельвин (до 700К). Но в повседневных применениях этот фактор практически не заметен. Влияние изменения величины питающего тока исчезает в случае питания светодиодов ШИМ-сигналом, а управление можно осуществлять изменением скважности сигнала.

На рынке появился большой объем светодиодной продукции, оснащенной качественными БП и самыми различными видами оптики. Большая их часть производится с использованием мощных светодиодов. Ряд приборов ведущих мировых производителей можно уже считать проверенными временем, так как они не первый год успешно и безотказно работают на самых различных объектах в России и за рубежом.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

•••

Источники питания для светодиодных лент и других светодиодных источников света

Задать вопрос

В отличие от ламп накаливания светодиоды запитываются не от переменного, а от постоянного (стабилизированного) тока. Его источником являются специальные блоки питания для светодиодного оборудования.

У всех блоков питания для светодиодных лент, линеек и иных источников света на основе светодиодов, имеется постоянное стабилизированное напряжение в 12В, 24В и 36В.

Корпуса блоков питания

Все блоки питания для светодиодов имеют три основных типа корпуса:

Металлические защищённые;
Герметичные;
Пластиковые.

Каждый из трех указанных типов корпуса рассчитаны на определенные условия эксплуатации.

Так, металлические защищённые и пластиковые корпуса подойдут для эксплуатации в сухом, малопыльном помещении. Герметичный же корпус позволяет монтировать блок питания на улице и в помещениях с высоким уровнем влажности. Установке на улице блоков питания в герметичных корпусах способствует ещё и широкий температурный диапазон, который получают все блоки питания, - от –20 до +40 градусов.

Кстати, именно герметичный корпус следует использовать для управления светодиодным освещением с помощью диммера либо RGB контроллера. Это связано с тем, что из-под негерметичных корпусов может доноситься неприятный писк или иные звуки, сопровождающие работу RGB-контроллера или диммера.

Особенности подбора блока питания

Да, все блоки питания со стабилизированным напряжением предназначены для подключения к ним светодиодных источников света различного характера – лампа, ленты, светильники и даже прожекторы. Однако все блоки питания могут существенно различаться по своим эксплуатационным характеристикам. Например, некоторые из них позволяют регулировать силу тока и, тем самым, изменять яркость освещения у светодиодных ламп и лент. Есть и другие характеристики, которые повлияют на выбор конкретного вида блока питания.

Как же правильно подобрать блок питания к конкретному виду светодиодной ленты?

Выбор корпуса блока питания зависит от конкретных условий места его установки.
Выходное напряжение блока питания должно соответствовать напряжению питания светодиодной ленты.
При подключении блока питания к светодиодным лентам следует учитывать суммарную мощность последних. Специалисты не рекомендуют подключать к блоку питания светодиодную ленту с полной нагрузкой. У блока питания должен быть определённый запас мощности. Иными словами, блок питания должен иметь запас мощности в 10-25% по сравнению с суммарной нагрузкой светодиодной лентой. Такой выбор увеличивает надёжность работы светодиодной ленты и продлевает срок её эксплуатации.

Особенности установки блока питания

Следует понимать, что в процессе своей работы абсолютно все блоки питания нагреваются. Из этого факта вытекают требования правильного размещения нескольких блоков питания.

Маломощные блоки питания не так сильно нагреваются, а потому они не настолько требовательны к их размещению, как более мощные. Последние выделяют настолько много тепла, что требуют дополнительного охлаждения. Именно поэтому блоки питания, помещаются в защитные кожухи, оснащаются ещё и вентиляторами (кулерами) для дополнительного охлаждения.

Металлические корпуса не только защищают блоки питания, но и способствуют лучшему рассеиванию выделяемого тепла в процессе работы блоков питания. Кстати, именно поэтому металлические корпуса изготавливаются в форме радиатора.

Но, тем не менее, мощные блоки питания крайне не рекомендуется устанавливать в небольших закрытых пространствах. Кроме того, при их монтаже следует обеспечить нормальный теплоотвод. Для этого их следует монтировать в хорошо проветриваемых местах.

Специалисты при монтаже блоков питания следует нескольким основным рекомендациям:

Нельзя устанавливать блоки питания вплотную друг к другу.
Нельзя устанавливать блок питания непосредственно на светодиодном источнике света или же вплотную к нему.
Нельзя устанавливать блоки питания в герметично закрытом пространстве или в помещении с высокой температурой.
Нельзя нагружать блок питания более чем на 90% от показателя его номинальной мощности.

Несоблюдение этих правил неизбежно приведет к нарушению процесса теплоотдачи, что приведет к перегреву блока питания, а затем и к выходу его из строя.

Наконец, при монтаже блоков питания следует учитывать оптимальное сечение проводов, их длину и мощность нагрузки, что будет воздействовать на них.

Что такое PFC?

Вы, наверное, обратили внимание, что в описаниях некоторых моделей блоков питания присутствуют литеры PFC. Это аббревиатура, которая расшифровывается как Power Factor Corrector, то есть, корректор коэффициента мощности – отношения потребляемой активной мощности к полной мощности.

Наличие аббревиатуры PFC указывает на наличие у блока питания небольшого пускового тока и высокого коэффициента активной мощности. Именно поэтому систему из множества мощных блоков питания следует составлять из PFC-блоков, которые не создадут дополнительную нагрузку на сеть.

Следите за нашими новостями и акциями в соцсетях:

Telegram
VKontakte

Источники питания постоянного напряжения — блоки питания и драйверы светодиодов

Вершина

Магазин по категориям

Счет

Инструменты сайта

Наши блоки питания постоянного напряжения обеспечивают стабильное напряжение 12 В или 24 В для светодиодов, которым это необходимо. Линейка продуктов включает в себя различные виды водостойкости, управления диммированием и типы подключения. Все наши источники питания таких брендов, как DiodeDrive, Mean Well и Magnitude, обеспечивают простое и безопасное управление вашими светодиодами.

Фильтр

Выбор по типу

1 - 25 из 56 Результаты

Страница

Страница 1 из 3

Отображать

25 50 100

на страницу

Сортировать по

Сортировать по Рейтинг отзывов Самый популярный Цена: от низкой к высокой Цена: от высокой к низкой Потребляемая мощность Особые возможности Водостойкость Стандарты и сертификаты Гарантия Затемнение Типичное использование/входное напряжение Ряд Диммируемый Тип источника питания Выходное напряжение Установить восходящее направление

Посмотреть как Список Сетка

1 - 25 из 56 Результаты

Страница

Страница 1 из 3

Отображать

25 50 100

на страницу

Сортировать по

Посмотреть как Список Сетка

Underwriters Laboratories (UL) LLC — это независимое агентство по тестированию, которое занимается проверкой безопасности и качества продукции. Этикетка UL-Listed означает, что образцы продукта были протестированы UL и что продукт соответствует требованиям стандартов безопасности.

Underwriters Laboratories (UL) LLC — это независимое агентство по тестированию, которое занимается проверкой безопасности и качества продукции. Знак UL-Recognized гарантирует, что компонент продукта, такой как источник питания или светодиодная лента, был протестирован и признан безопасным для использования в продукте, внесенном в список UL. Образцы продукции, внесенные в список UL, тестируются UL и соответствуют требованиям стандартов безопасности.

Продукт, имеющий этикетку ETL-Certified, был оценен Национальной испытательной лабораторией (NRTL) и соответствует национальным стандартам безопасности продукта. Сертификация ETL принимается в США и Канаде.

Продукты с маркировкой Федеральной комиссии по связи (FCC) соответствуют всем требованиям и правилам, установленным FCC, и не создают помех другим электронным устройствам. Согласно веб-сайту FCC, «Федеральная комиссия по связи регулирует межгосударственную и международную связь по радио, телевидению, проводу, спутнику и кабелю во всех 50 штатах, округе Колумбия и территориях США». Продукты, генерирующие радиочастотную (РЧ) энергию, такие как радиочастотные пульты дистанционного управления и некоторые светодиодные лампочки, тестируются, чтобы убедиться, что они соответствуют рекомендациям и ограничениям FCC и не вызывают вредных помех.

Чтобы определенные продукты из контролируемых категорий, такие как электрические и электронные устройства, могли законно продаваться в Европейской экономической зоне, они должны иметь маркировку CE, что означает Conformité Européenne (Европейское соответствие). Продукты с этой маркировкой соответствуют стандартам охраны окружающей среды, здоровья и безопасности, установленным европейским законодательством.

Super Bright LEDs, Inc. предлагает 2-летнюю гарантию на защиту от заводских дефектов и неисправностей. Если вы столкнулись с отказом светодиода или другого компонента, не вызванным небрежностью, неправильным обращением, несанкционированным ремонтом или разборкой, мы заменим продукт в течение гарантийного срока. В случае, если конкретный продукт больше не доступен, будет предоставлена подарочная карта на сумму первоначальной покупной цены. Подробнее

Компания Super Bright LEDs, Inc. предлагает 3-летнюю гарантию на отсутствие заводских дефектов и неисправностей. Если вы столкнулись с отказом светодиода или другого компонента, не вызванным небрежностью, неправильным обращением, несанкционированным ремонтом или разборкой, мы заменим продукт в течение гарантийного срока. В случае, если конкретный продукт больше не доступен, будет предоставлена подарочная карта на сумму первоначальной покупной цены. Подробнее

Super Bright LEDs, Inc. предлагает 5-летнюю гарантию на защиту от заводских дефектов и неисправностей. Если вы столкнулись с отказом светодиода или другого компонента, не вызванным небрежностью, неправильным обращением, несанкционированным ремонтом или разборкой, мы заменим продукт в течение гарантийного срока. В случае, если конкретный продукт больше не доступен, будет предоставлена подарочная карта на сумму первоначальной покупной цены. Подробнее

Компания Super Bright LEDs, Inc. предлагает 7-летнюю гарантию на отсутствие заводских дефектов и неисправностей. Если вы столкнулись с отказом светодиода или другого компонента, не вызванным небрежностью, неправильным обращением, несанкционированным ремонтом или разборкой, мы заменим продукт в течение гарантийного срока. В случае, если конкретный продукт больше не доступен, будет предоставлена подарочная карта на сумму первоначальной покупной цены. Подробнее

Фильтр

Выходное напряжение

12 В постоянного тока 21 Предметы
24 В постоянного тока 20 Предметы
36 В постоянного тока 6 Предметы
48 В постоянного тока 6 Предметы
5 В постоянного тока 3 Предметы

Меньше

Энергопотребление

5–29 Вт 30 Предметы
30–54 Вт 20 Предметы
55–79 Вт 22 Предметы
80–104 Вт 26 Предметы
105–129 Вт 10 Предметы
130–154 Вт 14 Предметы
155–554 Вт 28 Предметы
555–954 Вт 4 Предметы
955 - 1354 Вт 3 Предметы
1355 - 1754 Вт 1 предмет

Меньше

Входное напряжение

230 В переменного тока 25 Предметы
120 В переменного тока 42 Предметы
208 В переменного тока 31 Предметы
240 В переменного тока 31 Предметы
277 В переменного тока 4 Предметы

Меньше

Особые характеристики

Водонепроницаемость

Регулировка яркости

Да 18 Предметы
Нет 33 Предметы

Меньше

Регулятор затемнения

Стандарты и сертификаты

СЕ 9 Предметы
Класс 2 27 Предметы
Класс II 18 Предметы
Перечислены ETL 9 Предметы
ФКК 15 Предметы
Соответствует RoHS 37 Предметы
Внесен в список UL 12 Предметы
Признано UL 35 Предметы

Меньше

Гарантия

2 года 27 Предметы
3 года 17 Предметы
5 лет 13 Предметы
7 лет 2 Предметы

Меньше

Стандартный тип

Драйверы постоянного тока — блоки питания и драйверы светодиодов

Вершина

Магазин по категориям

Счет

Инструменты сайта

Наши драйверы постоянного тока обеспечивают стабильный электрический ток для систем светодиодного освещения. Имея ряд возможностей, варианты номинального выходного тока варьируются от 350 мА до 1400 мА. С качественными брендами, такими как Mean Well, а также вариантами диммирования TRIAC, найдите решение источника питания для своего проекта и обеспечьте точное управление освещением.

22 результатов

Отображать

25 50 100

на страницу

Сортировать по

Сортировать по Рейтинг отзывов Самый популярный Цена: от низкой к высокой Цена: от высокой к низкой Ряд Стандарты и сертификаты Выходной номинальный ток Диапазон входного напряжения Выходное напряжение Максимальная выходная мощность Тип Тип затемнения IP-рейтинг Диммируемый Установить восходящее направление

Посмотреть как Список Сетка

22 результатов

Отображать

25 50 100

на страницу

Сортировать по

Посмотреть как Список Сетка

Фильтр

Выходное напряжение

12~16 В постоянного тока 1 предмет
12~18 В постоянного тока 1 предмет
12–20 В постоянного тока 1 предмет
14–24 В постоянного тока 1 предмет
15–55 В постоянного тока 1 предмет
16~24 В постоянного тока 2 Предметы
170 В постоянного тока 4 Предметы
20-50 В постоянного тока 1 предмет
24~36 В постоянного тока 1 предмет
24~48 В постоянного тока 1 предмет
25–35 В постоянного тока 1 предмет
25–41 В постоянного тока 1 предмет
3-12 В постоянного тока 1 предмет
40~58 В постоянного тока 1 предмет
6–8,4 В постоянного тока 1 предмет
8~12 В постоянного тока 1 предмет
9–15 В постоянного тока 1 предмет
25~48 В постоянного тока 1 предмет

Меньше

Тип драйвера

Выходной номинальный постоянный ток

Learn more