Драйвер для светодиодов: назначение, выбор, подключение, схемы

Широкое распространение светодиодов повлекло за собой массовое производство блоков питания для них. Такие блоки называются драйверами. Основной их особенностью является то, что они способны стабильно поддерживать на выходе заданный ток. Другими словами, драйвер для светодиодов (LED) – это источник тока для их питания.

Содержание

1. Назначение
2. Применение
3. Принцип работы
4. Основные характеристики
5. Как подобрать драйвер для светодиодов, способы подключения
6. Виды
7. Светодиодный драйвер на 220 В
8. Китайские драйверы
9. Что купить?
10. Срок службы
11. Схемы драйверов (микросхемы) для светодиодов
12. Заключение

Назначение

Поскольку светодиод — это полупроводниковые элементы, ключевой характеристикой, определяющей яркость их свечения, является не напряжение, а ток. Чтобы они гарантированно отработали заявленное  количество часов, необходим драйвер, — он стабилизирует ток, протекающий через цепь светодиодов.

Возможно использование маломощных светоизлучающих диодов и без драйвера, в этом случае его роль выполняет резистор.

Применение

Драйверы применяются как при питании светодиода от сети 220В, так и от источников постоянного напряжения 9-36 В. Первые используются при освещении помещений светодиодными лампами и лентами, вторые чаще встречаются в автомобилях, велосипедных фарах, переносных фонарях и т.д.

Принцип работы

Как уже было сказано, драйвер – это источник тока. Его отличия от источника напряжения проиллюстрированы ниже.

Источник напряжения создает на своем выходе некоторое напряжение, в идеале не зависящее от нагрузки.

Например, если подключить к источнику напряжением 12 В резистор 40 Ом, через него пойдет ток 300 мА.

Если подключить параллельно два резистора, суммарный ток составит уже 600 мА при том же напряжении.

Драйвер же поддерживает на своем выходе заданный ток. Напряжение при этом может изменяться.

Подключим так же резистор 40 Ом к драйверу 300 мА.

Драйвер создаст на резисторе падение напряжения 12 В.

Если подключить параллельно два резистора, ток по-прежнему будет 300 мА, а напряжение упадет до 6 В:

Таким образом, идеальный драйвер способен обеспечить нагрузке номинальный ток вне зависимости от падения напряжения. То есть светодиод с падением напряжения 2 В и током 300 мА будет гореть так же ярко, как и светодиод напряжением 3 В и током 300 мА.

Основные характеристики

При подборе нужно учитывать три основных параметра: выходное напряжение, ток и потребляемая нагрузкой мощность.

Напряжение на выходе драйвера зависит от нескольких факторов:

• падение напряжения на светодиоде;
• количество светодиодов;
• способ подключения.

Ток на выходе драйвера определяется характеристиками светодиодов и зависит от следующих параметров:

• мощность светодиодов;
• яркость.

Мощность светодиодов влияет на потребляемый ими ток, который может варьироваться в зависимости от требуемой яркости. Драйвер должен обеспечить им этот ток.

Мощность нагрузки зависит от:

• мощности каждого светодиода;
• их количества;
• цвета.

В общем случае потребляемую мощность можно рассчитать как

где Pled — мощность светодиода,

N — количество подключаемых светодиодов.

Максимальная мощность драйвера не должна быть меньше .

Стоит учесть, что для стабильной работы драйвера и предотвращения выхода его из строя следует обеспечить запас по мощности хотя бы 20-30%. То есть должно выполняться следующее соотношение:

где Pmax   — максимальная мощность драйвера.

Кроме мощности и количества светодиодов, мощность нагрузки зависит еще от их цвета. Светодиоды разных цветов имеют разное падение напряжения при одинаковом токе. Например, красный светодиод CREE XP-E обладает падением напряжения 1.9-2.4 В при токе 350 мА. Средняя потребляемая им мощность таким образом составляет около 750 мВт.

У XP-E зеленого цвета падение 3. 3-3.9 В при том же токе, и его средняя мощность составит уже около 1,25 Вт. То есть драйвером, рассчитанным на 10 ватт, можно питать либо 12-13 красных светодиодов, либо 7-8 зеленых.

Как подобрать драйвер для светодиодов, способы подключения

Допустим, имеется 6 светодиодов с падением напряжения 2 В и током 300 мА. Подключить их можно различными способами, и в каждом случае потребуется драйвер с определенными параметрами:

1. Последовательно. При таком способе подключения потребуется драйвер напряжением 12 В и током 300 мА. Преимущество такого способа в том, что через всю цепь идет один и тот же ток, и светодиоды горят с одинаковой яркостью. Недостаток заключается в том, что для подключения большого числа светодиодов потребуется драйвер с очень большим напряжением. 
2. Параллельно. Здесь уже будет достаточно драйвера на 6 В, но потребляемый ток будет примерно в 2 раза больше, чем при последовательном соединении. Недостаток: токи, текущие в каждой цепи, немного различаются из-за разброса параметров светодиодов, поэтому одна цепь будет светить несколько ярче другой.  
3. Последовательно по два. Тут потребуется такой же драйвер, как и во втором случае. Яркость свечения будет уже более равномерная, но есть один существенный недостаток: при включении питания в каждой паре светодиодов из-за разброса характеристик один может открыться раньше другого, и через него пойдет ток, в 2 раза превышающий номинальный. Большинство светодиодов рассчитаны на такие кратковременные броски тока, но все-таки этот способ наименее предпочтителен.
   

Соединять таким образом параллельно 3 и более светодиодов недопустимо, так как при этом через них может пойти слишком большой ток, в результате чего они быстро выйдут из строя.

Обратите внимание, что во всех случаях мощность драйвера составляет 3.6 Вт и не зависит от способа подключения нагрузки.

Таким образом, целесообразнее выбирать драйвер для светодиодов уже на этапе закупки последних, предварительно определив схему подключения. Если же сначала приобрести сами светодиоды, а потом подбирать к ним драйвер, это может оказаться нелегкой задачей, поскольку вероятность того, что Вы найдете именно тот источник питания, который сможет обеспечить работу именно этого количества светодиодов, включенных по конкретной схеме, невелика.

Виды

В общем случае драйверы для светодиодов можно разделить на две категории: линейные и импульсные.

1. У линейного выходом служит генератор тока. Он обеспечивает стабилизацию выходного тока при нестабильном входном напряжении; причем подстройка происходит плавно, не создавая высокочастотных электромагнитных помех. Они просты и дешевы, но невысокий КПД (менее 80%) ограничивает сферу их применения маломощными светодиодами и лентами.
2. Импульсные представляют собой устройства, создающие на выходе серию высокочастотных импульсов тока.

Импульсные работают по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то есть среднее значение выходного тока определяется отношением ширины импульсов к периоду их следования (эта величина называется коэффициентом заполнения).

На диаграмме выше показан принцип работы ШИМ-драйвера: частота импульсов остается постоянной, но изменяется коэффициент заполнения от 10% до 80%. Это ведет к изменению среднего значения тока I_cp на выходе.

Импульсные драйверы получили широкое распространение благодаря компактности и высокому КПД (около 95%). Основным недостатком является больший по сравнению с линейными уровень электромагнитных помех.

Светодиодный драйвер на 220 В

Для включения в сеть 220 В выпускаются как линейные, так и импульсные. Существуют драйверы с гальванической развязкой от сети и без нее. Основными преимуществами первых являются высокий КПД, надежность и безопасность.

Без гальванической развязки обычно дешевле, но менее надежны и требуют осторожности при подключении, поскольку есть вероятность поражения током.

Китайские драйверы

Востребованность драйверов для светодиодов способствует их массовому производству в Китае. Эти устройства представляют собой импульсные источники тока, обычно на 350-700 мА, часто не имеющие корпуса.

Китайский драйвер для светодиода 3w

Основные их достоинства – низкая цена и наличие гальванической развязки. Недостатки следующие:

• низкая надежность из-за использования дешевых схемных решений;
• отсутствие защиты от перегрева и колебаний в сети;
• высокий уровень радиопомех;
• высокий уровень пульсаций на выходе;
• недолговечность.

Ввиду большого количества недостатков эти драйверы пользуются маленьким спросом, но, сегодня в Китае производится огромное количество продукции, многие известные бренды перенесли свое производство в эту страну. В связи с этим, теперь в Китае можно купить и качественные драйверы для светодиодов, например на AliExpress, главное знать, что брать.

Что купить?

Мы проанализировали большое количество отзывов с форумов и самой площадки AliExpress и подготовили для вас свою подборку драйверов, которые подойдут для решения многих задач:

1. Универсальный драйвер 5-24 Вольт, 2-4 Ампера, маленькие габариты. Входящее напряжение 85-260В. Есть множество вариантов компактного исполнения 5В, 2А; 12В,4А; 24В, 4А и другие. Цена очень приятная, от 2 до 30 долларов (зависит от мощности, самый дорогой 30 баксов = самый мощный 5В, 350Вт). Мы нашли самое выгодное предложение, продавец проверенный, отправляет быстро и качественно упаковывает. Только положительны отзывы. Посмотреть товар на AliExpress.
2. Драйвер для светодиодных лампочек. Этот вид преобразователей в основном используется в лампочках и маленьких светильниках. Маленькие габариты и низкая цена. Входное напряжение 200-240В. Исходящее постоянное напряжение (DC) зависит от нагруженной мощности и может составлять 24-160 Вольт, соответственно мощность при этом составит 8-50 Вт. Мы также подобрали самое выгодное предложение с большим количеством заказов и положительных отзывов. Посмотреть товар на AliExpress.
3. Еще один для лампочек. Этот товар такой же как и выше, но у этого продавца больше вариантов выбора по питанию и напряжению, возможно тут вы подберете то, что нужно именно вам. Посмотреть товар на AliExpress.
4. Драйвер для светодиодных светильников и лент. Данный тип драйверов позволяет подключать светодиодные ленты и светильники. Входящее напряжение 110-260 Вольт. Максимальная нагрузка 300 Вт. Выходное напряжение 12 и 24 Вольта. Посмотреть товар на AliExpress.

Купить драйвер на AliExpress

Срок службы

Обычно срок службы драйвера меньше, чем у оптической части – производители дают гарантию на 30000 часов работы. Это связано с такими факторами, как:

• нестабильность сетевого напряжения;
• перепады температур;
• уровень влажности;
• загруженность драйвера.

Самым слабым звеном светодиодного драйвера являются сглаживающие конденсаторы, которые имеют тенденцию к испарению электролита, особенно в условиях повышенной влажности и нестабильного питающего напряжения. В результате уровень пульсаций на выходе драйвера повышается, что негативно сказывается на работе светодиодов.

Также на срок службы влияет неполная загруженность драйвера. То есть если он, рассчитан на 150 Вт, а работает на нагрузку 70 Вт, половина его мощности возвращается в сеть, вызывая ее перегрузку. Это провоцирует частые сбои питания. Рекомендуем почитать про срок службы светодиодных ламп.

Схемы драйверов (микросхемы) для светодиодов

Многие производители выпускают специализированные микросхемы драйверов. Рассмотрим некоторые из них.

ON Semiconductor UC3845 – импульсный драйвер с выходным током до 1А. Схема драйвера для светодиода 10w на этой микросхеме приведена ниже.

Supertex HV9910 – очень распространенная микросхема импульсного драйвера. Ток на выходе не превышает 10 мА, не имеет гальванической развязки.

Простой драйвер тока на этой микросхеме представлен ниже.

Texas Instruments UCC28810. Сетевой импульсный драйвер, имеет возможность организовать гальваническую развязку. Выходной ток до 750 мА.

Еще одна микросхема этой фирмы, — драйвер для питания мощных светодиодов LM3404HV — описывается в этом видео:

Устройство работает по принципу резонансного преобразователя типа Buck Converter, то есть функция поддержания требуемого тока здесь частично возложена на резонансную цепь в виде катушки L1 и диода Шоттки D1 (типовая схема приведена ниже). Также имеется возможность задания частоты коммутации подбором резистора R_ON.

Maxim MAX16800 – линейная микросхема, работает при малых напряжениях, поэтому на ней можно построить драйвер 12 вольт. Выходной ток – до 350 мА, поэтому может использоваться как драйвер питания для мощного светодиода, фонарика, и т.д. Есть возможность диммирования. Типовая схема и структура представлены ниже.

Заключение

Светодиоды гораздо более требовательны к источнику питания, чем другие источники света. Например, превышение тока на 20% для люминесцентной лампы не повлечет за собой серьезного ухудшения характеристик, для светодиодов же срок службы сократится в несколько раз. Поэтому выбирать драйвер для светодиодов следует особенно тщательно.

LED-драйверы MEAN WELL в вопросах и ответах

7 июня

светотехникаMEAN WELLстатьяисточники питанияAC-DCККМLED драйверсветодиодное освещение

Игорь Елисеев (г. Химки)

Что такое LED-драйвер, чем он отличается от стандартного модульного источника питания, и какую роль в производстве LED-драйверов (подсказка: очень большую) играет компания MEAN WELL. Главный компонент современного светодиодного осветительного прибора – и по стоимости, и по значению – LED-драйвер. Один из ведущих мировых производителей LED-драйверов – тайваньская компания MEAN WELL. Поставки продукции MEAN WELL в Россию продолжаются – самое время ответить на часто возникающие по ее поводу вопросы.

Светодиод в качестве светоизлучающего элемента превосходит по совокупности характеристик все существующие в мире источники искусственного света. Он отличается более высокой светоотдачей (что можно также охарактеризовать как экономичность или энергоэффективность), долговечен (срок службы современных осветительных светодиодов измеряется десятками, а то и сотнями тысяч часов), безынерционен (то есть способен менять свою яркость практически мгновенно, с задержкой в единицы наносекунд после изменения питающего тока), компактен (имеет размеры порядка нескольких миллиметров), отличается хорошим качеством света (то есть обладает высоким индексом цветопередачи и непрерывным спектром излучения) и не имеет проблем с утилизацией (состоит из экологически чистых материалов).

Но чтобы на базе светодиодов создать осветительный прибор, предназначенный для подключения к сети переменного тока, требуется специализированный источник питания, известный под названием LED-драйвер, где LED – Light-Emitting Diode (светоизлучающий диод).

С одной стороны, данный прибор должен обеспечить подключенным светодиодам электропитание надлежащего качества и с заданными характеристиками, а с другой – соответствовать множеству нормативов и стандартов, касающихся электроприборов, предназначенных для подключения к электрической сети общего назначения. Кроме того, в ряде случаев данный прибор должен обладать еще и возможностью внешнего управления – локально или удаленно посредством аналоговых и цифровых интерфейсов.

По сути, LED-драйвер является главным компонентом светодиодного осветительного прибора, полностью отвечающим за его функционирование и электротехнические характеристики. Помимо этого, именно драйвер, являясь наиболее уязвимым элементом системы, в наибольшей мере отвечает за надежность светодиодного светильника в целом. А с учетом того, что стоимость осветительных светодиодов непрерывно уменьшается (за счет увеличения объемов выпуска, улучшения технологий и снижения издержек производства), светодиодный драйвер становится основным ценообразующим компонентом осветительного прибора. Поэтому, при выборе светодиодного драйвера необходимо обращать внимание не только на его технические характеристики, но также на показатели качества и надежности, и, разумеется, на цену прибора, которая, в свою очередь, напрямую связана со всеми этими показателями, а прежде всего – с электротехническими параметрами драйвера.

Разработчикам осветительных приборов на базе светодиодов необходимо иметь четкое представление о том, какие характеристики LED-драйвера жизненно необходимы в том или ином конкретном случае, а какими можно пренебречь. Этого представления зачастую недостает тем разработчикам светодиодных светильников, которые раньше имели дело только с традиционными источниками света. Отсутствие необходимых знаний не позволяет им создавать полноценные осветительные приборы на базе светодиодов, оптимизированные как по стоимости, так и по техническим характеристикам.

Цель данной статьи – ликвидировать этот пробел в знаниях, ответить на ряд вопросов, связанных с характеристиками и устройством современных светодиодных светильников и их комплектующих – осветительных светодиодов и LED-драйверов. Попутно читатель получит представление о продукции одного из ведущих производителей светодиодных драйверов, ветерана данной отрасли, который занимается этой темой с начала века, буквально с момента появления на рынке первых промышленных образцов осветительных светодиодов – тайваньской компании MEAN WELL.

Особенности и характеристики этого вида продукции – светодиодных драйверов – обусловлены прежде всего спецификой прибора, для управления которым они были созданы – осветительного светодиода. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению свойств LED-драйверов, необходимо ознакомиться с устройством и набором характеристик этого источника света.

Как устроен осветительный светодиод и каковы его основные характеристики?

Основное назначение осветительного светодиода – создавать излучение белого цвета, подобное солнечному свету. Как известно, видимый солнечный свет, воспринимаемый человеческим глазом – это непрерывный спектр электромагнитных излучений в диапазоне длин волн примерно от 380 до 780 нм. Но кристалл светодиода способен создавать излучение только в очень узкой области спектра, практически монохромное. Чтобы расширить спектр излучения применяют специальные материалы – люминофоры, способные индуцировать вторичное излучение различных длин волн за счет энергии фотонов, испускаемых кристаллом светодиода. В простейшем случае используют кристалл InGaN, излучающий в синей части спектра, и люминофор, продуцирующий желтый цвет. Смесь этих двух цветов (синего и желтого) воспринимается человеческим глазом как белый цвет. Схема такого светодиода представлена на рисунке 1, а его характерный спектр излучения – на рисунке 2.

Рис. 1. Схема простейшего светодиода белого свечения

Рис. 2. Характерный спектр излучения простейшего светодиода белого свечения

На практике, чтобы получить более равномерный спектр, применяют сложные смеси люминофоров. При этом возможны два варианта продуцирования синей части спектра – использовать собственное излучение кристалла (как в рассмотренном выше случае) или создавать его с помощью люминофора. Второй случай более предпочтителен, так как позволяет получать наиболее приближенный к естественному (солнечному) спектр излучения. Кроме того, в этом случае применяется кристалл, интенсивно излучающий в ультрафиолетовой области, что позволяет существенно повысить общую эффективность светодиода.

Что касается электрических характеристик светодиода, то они в значительной мере схожи с параметрами обычного полупроводникового диода, отличаясь по большей части лишь количественными показателями. Типовая вольт-амперная характеристика (ВАХ) осветительного светодиода показана на рисунке 3, а на рисунке 4 представлены ВАХ при различных температурах p-n-перехода кристалла (Tj). Типовые световые характеристики осветительного светодиода, а именно зависимости яркости свечения от протекающего тока и от температуры перехода представлены соответственно на рисунках 5 и 6.

Рис. 3. Типовая вольт-амперная характеристика осветительного светодиода

Рис. 4. Типовые вольт-амперные характеристики осветительного светодиода в зависимости от температуры

Рис. 5. Типовая зависимость яркости осветительного светодиода от величины прямого тока

Рис. 6. Типовая зависимость яркости осветительного светодиода от температуры

Можно ли использовать стандартный источник питания в качестве светодиодного драйвера?

Важнейшей характеристикой осветительного светодиода является производимое им количество света (проще говоря, яркость). А эта величина, в свою очередь, напрямую связана с током через светодиод (см. рисунок 5). Но при подключении светодиода (или цепочки светодиодов) непосредственно к источнику постоянного напряжения (коим является стандартный источник питания) невозможно гарантировать постоянство или хотя бы заданную величину тока. На то есть три причины.

Во-первых, при производстве светодиодов невозможно добиться полной идентичности их параметров. Даже у светодиодов одной и той же партии, произведенных в одном технологическом процессе, наблюдается разброс электрических характеристик. Поэтому при одном и том же питающем напряжении токи через отдельные светодиоды в общем случае будут различными.

Во-вторых, выходное напряжение источника питания, хоть и стабилизированное, может колебаться в определенных пределах (как правило, в районе единиц процентов). Но даже незначительное изменение напряжения на светодиоде приводит к куда более существенному изменению величины тока через него. Как демонстрирует график на рисунке 3, при изменении напряжения на 2,5% ток светодиода меняется на 16%.

В-третьих, вольт-амперные характеристики светодиода сильно зависят от температуры. Судя по графикам на рисунке 4, при изменении температуры перехода в пределах от 40 до 100°C и при фиксированном значении напряжения на светодиоде ток через него будет меняться в очень широких пределах – примерно в три раза.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что с помощью напряжения невозможно полностью контролировать состояние светодиода. Единственный надежный способ управления светодиодом –  регулировать непосредственно величину питающего тока. Именно поэтому стандартные источники питания со стабилизацией выходного напряжения не подходят для этой цели, а все светодиодные драйверы построены по схеме источника тока (рисунок 7). Если все же необходимо подключить светодиоды к источнику напряжения, то в этом случае нужно последовательно с цепочкой светодиодов включать токоограничительный резистор (рисунок 8) или стабилизатор тока (рисунок 9). Первый вариант отличается низкой стоимостью и простотой решения, а также позволяет регулировать ток (а, следовательно, и яркость) светодиодов за счет изменения выходного напряжения источника. Второй вариант немного дороже и сложнее, но обеспечивает высокую стабильность тока через светодиоды. В обоих случаях снижается КПД системы за счет потерь на дополнительных элементах схемы.

Рис. 7. Подключение светодиодов к источнику тока

Рис. 8. Подключение светодиодов к источнику напряжения с помощью токоограничительного резистора

Рис. 9. Подключение светодиодов к источнику напряжения с использованием стабилизатора тока

Чем отличаются режимы работы CV, CC и CP источников питания MEAN WELL?

Принято считать, что источник питания может быть только одного из двух типов – либо источником напряжения, либо источником тока. У источников питания компании MEAN WELL все немного по-другому. Во-первых, в линейке продукции этой компании часто встречаются приборы с совмещенным функционалом (например, способные в одних случаях выполнять роль источника напряжения, а в других – источника тока). Во-вторых, компания производит уникальный тип источников питания, который можно определить как источник мощности (обладающий способностью стабилизировать именно мощность нагрузки, а не ток или напряжение по отдельности). В зависимости от того, какой из выходных параметров стабилизируется, источник питания MEAN WELL может функционировать в одном из трех режимов: CV (Constant Voltage) – режим стабилизации напряжения, CC (Constant Current) – режим стабилизации тока или CP (Constant Power) – режим стабилизации мощности нагрузки.

Режим CV не имеет каких-либо особенностей. В этом режиме прибор функционирует как любой другой стандартный источник питания со стабилизированным выходным напряжением. Как отмечалось выше, подобные источники напряжения непригодны для питания светодиодов. Однако MEAN WELL позиционирует некоторые из таких приборов как LED-драйверы (например, семейства APV и LPV). Если внимательно ознакомиться с технической документацией на эти источники питания, то выясняется, что они предназначены для подключения готовых устройств на базе светодиодов (типа светодиодных лент или лампочек), питающихся от источников постоянного напряжения и уже имеющих в своем составе простые светодиодные драйверы (к примеру, как на рисунках 8 и 9).

Источники питания, работающие в режиме CC – это стандартные светодиодные драйверы, выходной ток которых стабилизируется на заданном уровне, а выходное напряжение определяется подключенной нагрузкой. Причем нагрузка должна быть подобрана таким образом, чтобы напряжение на выходе укладывалось в определенные границы. Верхняя граница рабочего диапазона выходных напряжений обычно определяется, исходя из максимальной мощности (то есть равна значению максимально допустимой мощности в ваттах деленной на рабочий ток в амперах). А значение нижней границы диапазона обычно равно половине этой величины (напряжения верхней границы). В технической документации этот параметр – диапазон выходных напряжений в режиме CC – именуется Constant Current Region. Так как нагрузкой светодиодного драйвера служит цепочка светодиодов, то прежде всего надо определить по вольт-амперным характеристикам (таким, как на рисунке 4) диапазон напряжений светодиода на заданном токе в диапазоне рабочих температур. После этого можно подобрать количество светодиодов в цепочке так, чтобы суммарное напряжение гарантированно укладывалось в диапазон выходных напряжений драйвера. Если напряжение на нагрузке выйдет за границы этого диапазона, то это приведет к срабатыванию защиты.

Достаточно часто в номенклатуре MEAN WELL встречаются комбинированные источники питания, совмещающие функции источника стабилизированного напряжения и светодиодного драйвера. Логика работы таких приборов заключается в следующем – когда выходной ток источника питания ниже заданной величины, равной выходному току светодиодного драйвера, прибор работает в режиме CV, а при достижении этой величины – переходит в режим CC. На рисунке 10 представлена выходная характеристика прибора данного типа (CV + CC), а именно ELG-75-48 – источника питания мощностью 75 Вт, который может функционировать в режиме источника напряжения на 48 В или как светодиодный драйвер на 1600 мА с Constant Current Region 24…48 В.

Рис. 10. Выходная характеристика источника питания ELG-75-48

Пока выходной ток не превышает 1600 мА, прибор работает как источник стабилизированного напряжения на 48 В (зона CV). А как только ток на выходе становится равным 1600 мА, прибор превращается в источник стабилизированного тока (зона CC). При этом напряжение на выходе становится равным напряжению на цепочке светодиодов. Если это напряжение будет ниже 24 В, сработает схема защиты.

Рис. 11. Выходная характеристика источника питания XLG-75-H

Для сравнения рассмотрим характеристики источника питания XLG-75-H, который имеет близкие по значению параметры (мощность 75 Вт, выходной ток до 2100 мА, диапазон выходных напряжений 27…56 В), но отличается тем, что работает в режиме CP. Выходная характеристика этого прибора представлена на рисунке 11, где синяя заштрихованная область обозначает рабочую зону. В отличие от предыдущей модели, где выходной ток имел фиксированное значение независимо от напряжения, здесь при уменьшении напряжения на выходе ток увеличивается (и наоборот – при увеличении напряжения ток уменьшается) для того, чтобы поддерживать выходную мощность примерно на одном уровне. При этом выходной ток не должен превышать максимального значения (в данном случае 2100 мА). Значение выходной мощности регулируется встроенным потенциометром (точнее сказать – регулируется значение выходного тока, а границы выходного напряжения при этом не изменяются). Например, если задать минимальное значение выходного тока, то выходная характеристика будет совпадать с левой границей рабочей зоны от точки со значениями 650 мА 56 В, до точки 1300 мА 27 В, при этом мощность на данном промежутке будет поддерживаться в районе 35,1…36,4 Вт.

Светодиодный драйвер, функционирующий в режиме постоянной мощности (CP), будет весьма полезен в тех случаях, когда требуется поддерживать яркость светодиодов на заданном уровне в широком диапазоне температур. Стандартный светодиодный драйвер, стабилизирующий выходной ток на заданном уровне, не способен решить эту задачу. Проблема в том, что, как следует из графика на рисунке 6, яркость светодиода снижается с повышением температуры, и для компенсации этого снижения требуется увеличивать значение тока через светодиод. В то же время, как показано на рисунке 4, напряжение на светодиоде с увеличением температуры снижается. В этом случае драйвер, работающий в режиме постоянной мощности, обнаружит снижение напряжения на выходе и увеличит выходной ток (синяя линия на графике), компенсируя таким образом снижение яркости свечения светодиодов. Такой драйвер отлично подходит для систем уличного освещения и для любых других приложений, где требуется поддерживать уровень освещенности на заданном уровне в широком диапазоне температур.

Какие режимы работы поддерживают светодиодные драйверы MEAN WELL?

Серии	Режим работы
ELG-75, ELG-100, ELG-150, ELG-200, ELG-240, ELG-300	CV + CC
ELG-75-C, ELG-100-C, ELG-150-C, ELGT-150-C, ELG-200-C, ELG-240-C	CC
ELGC-300	CP
HLG-40H, HLG-60H, HLG-80H, HLG-100H, HLG-120H, HLG-150H, HLG-185H, HLG-240H, HLG-320H, HLG-480H, HLG-600H	CV + CC
HLG-60H-C, HLG-80H-C, HLG-120H-C, HLG-185H-C, HLG-240H-C, HLG-320H-C, HLG-480H-C	CC
XLG-20	CC
XLG-25, XLG-50, XLG-75, XLG-100, XLG-150, XLG-200, XLG-240, XLG-320	CP
LDH-25, LDH-45(DA), LDH-65	CC
LDD-L, LDD-H, LDD-H-DA, NLDD-H, LDDS-H	CC
SLD-50, SLD-80	CV + CC
LCM-25-IoT, LCM-40-IoT, LCM-60-IoT	CC
APC-8, APC-12, APC-16, APC-25, APC-35, APC-8E, APC-12E, APC-16E	CC
APV-8, APV-12, APV-16, APV-25, APV-35, APV-8E, APV-12E, APV-16E	CV
LPHC-18, LPC-20, LPC-35, LPC-60, LPC-100, LPC-150	CC
LPL-18, LPH-18, LPV-20, LPV-35, LPV-60, LPV-100, LPVL-150, LPV-150	CV
LPF-16, LPF-25, LPF-40, LPF-60, LPF-90	CV + CC
LPF-16D, LPF-25D, LPF-40D, LPF-60D, LPF-90D	CC

Какие методы димминга поддерживают светодиодные драйверы MEAN WELL?

Термин димминг (от английского dimming – затемнение) относится к процессу регулирования силы света осветительного прибора. Компания MEAN WELL традиционно использует практически во всех своих светодиодных драйверах три метода димминга: постоянным напряжением 0…10 В, сигналом PWM (Pulse-Width Modulation – широтно-импульсная модуляция, ШИМ) или с помощью переменного резистора. Для этого у светодиодных драйверов предусмотрена пара контактов DIM+ и DIM-, к которым подключается управляющее напряжение или переменный резистор. Так как эти контакты используются для всех трех методов димминга, MEAN WELL именует эту схему “3 in 1” (три в одном). Во всех трех методах наблюдается линейная зависимость выходного тока от напряжения на контактах DIM+ и DIM- (рисунок 12), от коэффициента заполнения ШИМ-сигнала амплитудой 10 В (рисунок 13) или от сопротивления переменного резистора (рисунок 14). Номинал переменного резистора в килоомах рассчитывается по формуле 100/N, где N – количество одновременно регулируемых драйверов.

Рис. 12. Метод димминга светодиодного драйвера постоянным напряжением 0…10 В

Рис. 13. Метод димминга светодиодного драйвера PWM сигналом

Рис. 14. Метод димминга светодиодного драйвера с помощью внешнего переменного резистора

Что такое фликер и что означает термин “Flicker Free”?

Понятие фликер (от английского flicker – мерцание) применительно к искусственным источникам освещения означает (согласно ГОСТ 13109-97) субъективное восприятие человеком колебаний светового потока – мерцаний, вызванных колебаниями напряжения в питающей электрической сети. Попросту говоря, фликером называется мигание света, которое оказывает какое-либо влияние на человеческий организм. Известно, что большинство людей не замечает миганий света, если частота этих колебаний превышает 60 … 80 Гц. Однако установлено, что даже невидимые глазом пульсации света частотой до 300 Гц отражаются на работе головного мозга и могут привести к серьезным нарушениям в его деятельности. Колебания света частотой выше 300 Гц, как показали эксперименты, не оказывают заметного влияния на человека и воспринимаются организмом как постоянный, немигающий свет. В связи с этим, действующие стандарты и нормативы, связанные с освещением, нормируют коэффициент пульсаций светового потока только для тех случаев, когда частота этих колебаний не превышает 300 Гц. Что касается светодиодных драйверов MEAN WELL, то они надежно защищены от проникновения на выход частоты питающей сети (50 Гц) и ее гармоник за счет совершенной схемы преобразования и хорошей стабилизации, внутренняя частота преобразования заведомо больше 300 Гц, а рекомендуемая частота диммирования PWM-сигналом находится в пределах от 300 Гц до 3 кГц. В любом случае, амплитуда пульсаций на выходе (неважно, тока или напряжения), как правило, не достигает и одного процента, что укладывается в любые, самые жесткие нормативы. Таким образом, все светодиодные драйверы MEAN WELL попадают под категорию «Flicker Free», что дословно означает «свободные от фликера».

Что такое PFC, с какой целью используется и где применяется?

Аббревиатура PFC расшифровывается как Power Factor Correction (коррекция коэффициента мощности, ККМ). Чтобы понять, что это за устройство и для чего оно нужно, необходимо прежде всего детально разобраться с понятием коэффициента мощности.

Начнем с того, что этот коэффициент вычисляется для электронных устройств, подключаемых к сети переменного тока. Он представляет собой безразмерную величину и определяется как отношение активной мощности к полной мощности, потребляемой из сети. Активная мощность – это полезная энергия,  то реальное количество мощности, которое потребляется электроприбором. А полная мощность – это сколько в действительности расходует сеть. На практике можно получить эти величины, если измерить по отдельности ток, напряжение и мощность. Измеренная мощность – это и будет та самая активная мощность. А полную мощность можно получить, перемножив измеренные значения тока и напряжения. В идеальном случае, при чисто резистивной нагрузке, коэффициент мощности будет равен единице. Это когда ток в цепи имеет форму синусоиды и при этом совпадает по фазе с напряжением в сети. Но во входной цепи источника питания без ККМ форма тока, мягко говоря, будет слишком далека от идеала (см. рисунок 15). Соответственно, коэффициент мощности в этом случае будет намного меньше единицы.

Рис. 15. Осциллограммы напряжения (желтая кривая) и тока (синяя) во входной цепи источника питания без ККМ

Приборы с низким коэффициентом мощности создают дополнительную нагрузку на сеть и способствуют бесполезному расходованию энергии, так как избыточная мощность, которая не идет в нагрузку, просто рассеивается в виде тепловой энергии, нагревая провода в сети. Поэтому действующие нормы и правила запрещают использование мощных электроприборов с низким коэффициентом мощности без ККМ. Что касается области освещения, то здесь допускается использование осветительных приборов без ККМ, но только мощностью не более 25 Вт. Соответственно, это правило касается и светодиодных драйверов. Задача корректора коэффициента мощности состоит в том, чтобы приблизить форму потребляемого тока к синусоиде, синфазной с входным напряжением. На рисунке 16 представлены кривые тока и напряжения во входной цепи источника питания после применения корректора коэффициента мощности.

Рис. 16. Осциллограммы напряжения (желтая кривая) и тока (синяя) во входной цепи источника питания с ККМ

“Cold Start” или “Environment Adaptive Function” в момент первого включения?

Термин Cold Start (холодный пуск) применительно к источникам питания в общем случае обозначает момент первого включения, когда температура всех компонентов равна температуре окружающей среды, и все конденсаторы в схеме разряжены. То есть, слово Cold (холодный) в данном контексте используется в смысле противопоставления «горячему» (то есть, рабочему) состоянию. Именно так трактует данный термин MEAN WELL, и единственное упоминание о нем, встречающееся в технической документации, связано с понятием Inrush Current (пусковой ток), обозначающим бросок входного тока в момент включения, вызванный зарядом конденсаторов во входных цепях.

Но иногда данный термин в трактовке других производителей светодиодных драйверов обозначает нечто иное, хотя и связанное с моментом включения. В их понимании Cold Start обозначает запуск именно светодиодного драйвера (только его, а не какого-либо иного источника питания) и буквально на холоде (при очень низкой температуре). Это связано с тем, что у светодиодов при понижении температуры повышается напряжение (см. рисунок 4). Поэтому при пуске на холоде необходимо временно повышать напряжение на выходе драйвера.

Но у MEAN WELL в серии HLG-C реализовано точно такое же решение, только оно имеет другое название – Environment Adaptive Function, то есть функция приспособления к условиям окружающей среды. Выходная характеристика драйвера HLG-C представлена на рисунке 17. Когда напряжение на цепочке светодиодов превышает максимальное выходное напряжение (до 120% от максимума), включается механизм адаптации, который понижает выходной ток с тем, чтобы выходная мощность не вышла за допустимые пределы. Когда светодиоды войдут в рабочий режим (то есть прогреются до рабочей температуры), рабочая точка сместится в зону CC, и драйвер продолжит функционировать уже в штатном режиме. Того же эффекта можно добиться с использованием драйвера в режиме CP, как было описано выше.

Рис. 17. Выходная характеристика светодиодного драйвера серии HLG-C

Что такое Smart Timer Dimming?

Smart Timer Dimming – это программируемая функция автоматического управления яркостью светодиодного светильника. Эта функция особенно полезна, когда нет возможности управлять светодиодным драйвером извне, посредством цифровых или аналоговых интерфейсов. В этом случае можно задать определенный профиль управления, и драйвер будет автоматически управлять светильником, устанавливая заданную яркость в зависимости от времени суток. Стандартно предлагаются три профиля управления – для помещений, для тоннелей и для уличного освещения. Помимо этого, предусмотрена функция компенсации снижения яркости свечения светодиодов в результате их деградации в течение жизненного цикла. Также предусмотрена возможность настраивать плавный переход яркости от одного уровня к другому, задавая время этого перехода. Настройка (программирование) драйвера осуществляется с помощью программатора SDP-001 и персонального компьютера с установленной системой Windows. Схема подключения представлена на рисунке 18. Функцию Smart Timer Dimming поддерживают светодиодные драйверы серий ELG, ELG-C, HLG и HLG-C.

Рис. 18. Схема программирования светодиодного драйвера с функцией Smart Timer Diming

Какие светодиодные драйверы MEAN WELL поддерживают протоколы DALI и KNX?

Аббревиатура DALI расшифровывается как Digital Addressable Lighting Interface (цифровой адресуемый интерфейс освещения). Исторически это первый цифровой интерфейс, предназначенный для организации сети осветительных приборов. Благодаря возможности адресации можно управлять как индивидуально каждым прибором, так и группой в целом.

Интерфейс управления DALI – двунаправленный, что позволяет не только передавать команды (включение/выключение, регулировка яркости), но и получать информацию о статусах приборов в сети. Интерфейс DALI поддерживают следующие серии драйверов: ELG, ELG-C, LDD-DA, LCM-DA и LCM-U-DA.

Интерфейс KNX появился сравнительно недавно и предназначен прежде всего для работы в системе «умного дома» с возможностью управления широким спектром устройств, в том числе освещением. В ассортименте светодиодных драйверов MEAN WELL данный протокол поддерживает только одна серия со стабилизированным выходным током – LCM-KN, содержащая к тому же всего две модели – на 40 и 60 Вт.

Почему MEAN WELL?

MEAN WELL – один из ведущих мировых производителей источников питания, выпускающий широчайший ассортимент продукции (более 10000 моделей) для всех возможных областей применения. История компании насчитывает уже 40 лет, в течении которых MEAN WELL непрерывно улучшал свои компетенции в области преобразования электрической энергии, благодаря чему добился значительных успехов в этой сфере. Особое внимание всегда уделялось качеству выпускаемой продукции. В производстве используются только высококачественные материалы и компоненты, а выпускаемая продукция регулярно подвергается испытаниям в собственных тестовых лабораториях компании. Благодаря этому MEAN WELL приобрел заслуженную репутацию производителя источников питания высочайшего качества и надежности. Недаром гарантия на его продукцию нередко составляет 5, а в ряде случаев и 7 лет. Наряду с этим, источники питания MEAN WELL отличаются относительно невысокой стоимостью по сравнению с аналогичной продукцией конкурентов. В связи с этим продукция компании пользуется огромным спросом во всем мире, в том числе и в России, куда источники питания MEAN WELL поставляются уже более 20 лет.

•••

Автомобильные светодиодные драйверы | TI.

com

Наши драйверы автомобильных светодиодов помогут вам создать инновационные, надежные и экономичные системы автомобильного освещения, которые превышают строгие требования автомобильной промышленности. Наш широкий ассортимент высокоэффективных драйверов светодиодов продлевает срок службы ваших систем освещения, повышает безопасность водителей и пешеходов и повышает удобство работы водителей.

Выбор по приложению

Технические ресурсы

Серия видео

Серия видеороликов

Рекомендации по проектированию светодиодной подсветки (3 видео)    

В этой серии видеороликов вы узнаете об основных аспектах проектирования подсветки ЖК-дисплеев в различных приложениях.

Видео серия

Серия видеороликов

Дисплеи с расширенным динамическим диапазоном (HDR) (2 видео)

В этих обучающих видеороликах вы получите представление о дисплеях с расширенным динамическим диапазоном (HDR) по сравнению со стандартными дисплеями с динамическим диапазоном.

Видео серия

Серия видеороликов

Display University (8 видеороликов)

Эта серия охватывает широкий спектр тем, от основ отображения до подробных видеороликов о проектных решениях и решениях конкретных задач при проектировании дисплеев.

Ресурсы для проектирования и разработки

Базовый вариант

Протестированный CISPR25 эталонный дизайн автомобильных задних фонарей для систем на базе Step-Up + Linear LED Driver

TIDA-00678 демонстрирует применение автомобильных светодиодных задних фонарей (задний/стоп, поворот и задний ход) с использованием линейного светодиодного драйвера TPS92630-Q1, питаемого от восходящего повышающего преобразователя (TPS40210-Q1), который питается напрямую от батареи Smart-Reverse. диод отключения напряжения автомобильного аккумулятора. Дизайн (…)

Базовый вариант

Эталонный дизайн светодиодного модуля управления с цифровым интерфейсом для автомобильных задних фонарей

Этот эталонный проект представляет собой экономичное решение для автомобильных задних фонарей, таких как интерактивные блоки задних фонарей, которые можно использовать для уведомлений от автомобиля к автомобилю и персонализации дизайна автомобиля. Этот эталонный проект включает в себя два линейных драйвера светодиодов. С помощью (…)

Базовый вариант

Эталонный проект автомобильной подсветки с 144-зонным локальным затемнением

Эталонная конструкция подсветки с локальным затемнением позволяет экономить электроэнергию, продлевает срок службы жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев) и улучшает качество автомобильных дисплеев за счет расширенного динамического диапазона (HDR) или технологии локализованного затемнения. Семь многоканальных драйверов светодиодов постоянного тока позволяют локализовать 144 зоны (…)

Драйверы

RGB-светодиодов | TI.com

Вы хотите добавить простую индикацию состояния с помощью семисегментных или точечно-матричных светодиодов или включить цветные, чувствительные светодиодные схемы для приложений человеко-машинного интерфейса (ЧМИ)? У нас есть гибкие варианты, которые поставляются с независимым управлением затемнением или без него, чтобы удовлетворить любое требование. Изучите наше портфолио, чтобы найти драйвер RGB-светодиодов, отвечающий вашим требованиям к интерфейсу связи, обеспечивающий большую равномерность яркости и обеспечивающий чрезвычайно точную регулировку яркости.

Выбор по типу драйвера

Найдите свой драйвер для RGB-светодиодов

Технические ресурсы

Серия видео

Video series

Драйверы RGB-светодиодов

В этом учебном курсе объясняются важные понятия, касающиеся RGB-светодиодов, и уникальная функциональность RGB-светодиодов, которая позволяет драйверу светодиодов работать автономно.

Техническая статья

Техническая статья

Освойте устройства LP586x со светодиодной матрицей в течение пяти минут

В этой статье приведены ответы на часто задаваемые вопросы об устройствах LP586x, включая информацию о настройке, настройках диммирования, режимах обновления данных и ссылки на дополнительные технические ресурсы.

Техническая статья

Техническая статья

Освойте устройства LP50xx за пять минут

В этой статье приведены ответы на часто задаваемые вопросы об устройствах LP50xx, включая информацию о настройке, смешивании цветов и ссылки на образцы кода.

Ресурсы для проектирования и разработки

Базовый вариант

Эталонный дизайн различных моделей светодиодного кольцевого освещения

Этот эталонный проект позволяет реализовать сценарии человеко-машинного интерфейса с кольцом светодиодов, в котором используются два LP5024 Драйверы светодиодов для создания ярких рисунков освещения.