Przewodnik po sterownikach LED

Oświetlenie LED przenika do życia każdego człowieka, stając się coraz bardziej inteligentne i wyrafinowane. Projektując wysokiej jakości i doskonałą oprawę oświetleniową, projektant musi dokładnie zapoznać się ze sterownikiem LED, ponieważ jest on sercem oprawy oświetleniowej. W tym artykule opisano najczęściej stosowane koncepcje sterowników LED i przedstawiono metody wyboru odpowiedniego i kwalifikowanego sterownika LED.

1. Co to jest sterownik LED

Sterownik LED, nazywany również zasilaczem LED, przekształca typowo prąd przemienny (AC) na regulowane wyjście prądu stałego (DC), ponieważ diody elektroluminescencyjne (LED) to unikalny element, który akceptuje tylko wejście prądu stałego.

AC i DC
AC do DC

Nie wiesz , co to jest AC i DC ? Ten artykuł wyjaśnia wszystko.

osłona sterownika led

Pobierz tę stronę jako plik PDF

Aby zaoszczędzić Twój czas, przygotowaliśmy również wersję PDF zawierającą całą zawartość tej strony, zostaw tylko swój adres e-mail, a natychmiast otrzymasz link do pobrania.

2. Wymiary opisujące sterownik LED

a. Zewnętrzny a wewnętrzny sterownik LED

Sterowniki LED mogą być wbudowane w lampę (wnętrze), umieszczone na powierzchni oprawy oświetleniowej, a nawet umieszczone na zewnątrz oprawy (zewnętrzne). Większość lamp wewnętrznych o małej mocy, zwłaszcza żarówek, wykorzystuje wewnętrzne sterowniki LED, aby uzyskać tańszy i lepiej wyglądający produkt, ale zewnętrzne sterowniki LED są często używane w oprawach typu downlight i panelach.

Lampa z wbudowanymi sterownikami LED

A wraz ze wzrostem mocy sytuacja termiczna wewnątrz świateł pogarsza się, dlatego zewnętrzne sterowniki LED są częściej stosowane w zastosowaniach o dużej mocy, takich jak oświetlenie uliczne, reflektory, oświetlenie stadionowe i oświetlenie do uprawy. Inną zaletą zewnętrznego sterownika LED jest łatwa wymiana w celu konserwacji.

Światło tunelowe z zewnętrznym sterownikiem LED

b. Zasilacz impulsowy a regulator liniowy

Liniowe sterowniki LED są często spotykane w aplikacjach AC LED, oznakowaniach i taśmach i są tak proste, że rezystor lub regulowany MOSFET lub układ scalony mogą zakończyć zadanie wytworzenia stałego prądu dla diody LED. Zasilacze są więc bardzo łatwe do dostosowania i umożliwiają super szerszy wybór zasilaczy stałonapięciowych, takich jak sterowniki LED 12 V, 24 V. Wadą regulatora liniowego jest duża strata mocy, przez co skuteczność świetlna nie może być tak wysoka, jak w przypadku zasilaczy impulsowych.

Liniowy sterownik LED AC

I oczywiście wielką zaletą przełączania zasilania jest wysoka wydajność, która skutkuje wysoką skutecznością świetlną, która jest kluczowym parametrem dla większości zastosowań oświetleniowych. W porównaniu z AC LED, zasilacz impulsowy ma wyższy współczynnik mocy, odporność na przepięcia i mniejsze migotanie.

800W 600W Sterownik LED do uprawy
Zasilacz impulsowy

c. Izolowany vs. nieizolowany sterownik LED

Kiedy porównujemy te dwa elementy, oba są określane jako zasilacze impulsowe. Izolowana konstrukcja ma odpowiednią izolację napięciową między wejściem a wyjściem i zwykle jest to 4Vin+2000V zgodnie z UL i CE oraz 3750Vac zgodnie ze standardami 3C. Izolacja zapobiega przedostawaniu się wysokiego napięcia wejściowego do wyjścia, poprawiając w ten sposób bezpieczeństwo i poświęcając wydajność (~-5%) i koszt (~+50%) dzięki zastosowaniu wysoce izolowanego transformatora zamiast cewki indukcyjnej jako elementu przenoszącego siłę roboczą. Nieizolowana konstrukcja jest wręcz odwrotna i jest stosowana głównie w projektach wbudowanych o małej mocy.

Projekt izolowany a projekt nieizolowany

d. Sterownik LED o stałym prądzie i stałym napięciu

Nie ma wątpliwości, że dioda LED powinna być zasilana ze źródła prądu stałego ze względu na specjalną charakterystykę VI diody LED, ale gdy istnieje regulator liniowy lub rezystor szeregowo z diodą LED w celu zapewnienia ograniczenia prądu, można zastosować sterownik diody LED o stałym napięciu. Przygotowaliśmy również dla Ciebie kolejny artykuł, jeśli chcesz dowiedzieć się , jak ściemniać taśmy LED . Ze względu na znacznie wyższą wydajność, stałoprądowy sterownik LED jest głównym nurtem oświetlenia ogólnego, takiego jak żarówki, światła liniowe, oprawy typu downlight, oświetlenie uliczne itp., podczas gdy sterowniki stałonapięciowe LED o napięciu 12 V, 24 V, a nawet 48 V są stosowane do oznakowania i listew jako główne rozwiązanie . Korzystając z rozwiązania ze stałym napięciem, użytkownicy mogą bardzo łatwo skonfigurować ilość światła, o ile całkowita moc nie przekracza wartości znamionowej zasilacza, co zapewnia dużą elastyczność instalacji w terenie. Mamy również inny artykuł wyjaśniający różnicę między sterownikami LED o stałym napięciu i stałym natężeniu.

mi. Sterownik LED klasy I a sterownik klasy II

Tutaj I i II są zapisane cyframi rzymskimi, a nie 1 i 2, co ma zupełnie inne znaczenie, jak pokazano w następnym punkcie. Klasa I i klasa II to pojęcia z norm IEC (Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej), które definiują wewnętrzną konstrukcję i izolację elektryczną zasilacza w celu zapewnienia bezpieczeństwa przed porażeniem elektrycznym. Wejściowe sterowniki diod LED IEC klasy I mają podstawową izolację i powinny mieć uziemienie ochronne, aby wyeliminować porażenie prądem. Modele wejść IEC klasy II są wyposażone w dodatkowe środki bezpieczeństwa, takie jak podwójna lub wzmocniona izolacja, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania uziemienia ochronnego. Ogólnie rzecz biorąc, sterownik LED klasy I ma kabel uziemiający po stronie wejściowej, a klasa II nie ma, ale ma wyższy poziom izolacji między wejściem a obudową lub wyjściem. A oto normalnie używane symbole dla klasy I i klasy II.

Symbole dla klasy I i klasy II (niezależne i wbudowane)

f. Sterownik LED klasy 1 a sterownik LED klasy 2

Używając cyfr arabskich, klasa 1 i klasa 2 to koncepcje NEC (National Electric Code) opisujące charakterystykę wyjściową zasilacza o napięciu poniżej 60 V prądu stałego w suchym miejscu/30 V prądu stałego w środowisku mokrym, prądzie poniżej 5 A i poborze prądu poniżej 100 W moc, a także szczegółowe wymagania dotyczące funkcji projektowania obwodu. Sterownik LED klasy 2 UL jest regulowany przez UL1310 i UL8750, a korzystanie ze sterownika LED klasy 2, którego wyjście jest uważane za bezpieczne, nie wymaga dodatkowej ochrony modułów LED ani opraw oświetleniowych, co zapewnia wiele korzyści test izolacji i bezpieczeństwa. Jednak ograniczenia te nakładają ograniczenia na liczbę diod LED, które może obsługiwać sterownik LED klasy 2.

Specyfikacja klasy 2

Klasa UL 1 obejmuje wszystkie sterowniki LED spoza zakresu klasy 2 i jest regulowana przez UL1012 i UL8750. Chociaż sterowniki LED klasy 2 mają dobre zalety w postaci uproszczenia konstrukcji oprawy oświetleniowej zapewniającej bezpieczeństwo, sterowniki LED klasy I są nadal szeroko stosowane ze względu na wyższą wydajność i bardziej równomierny strumień świetlny dzięki niższemu prądowi wyjściowemu i większej liczbie diod LED połączonych szeregowo. W rzeczywistych zastosowaniach sterowniki LED klasy 2 są częściej stosowane w światłach, które są łatwe do dotknięcia przez użytkowników, takich jak lampy do uprawy roślin, podczas gdy sterowniki LED klasy 1 są częściej stosowane w wysoko zamontowanych lampach, takich jak oświetlenie stadionów i masztów.

g. Ściemnialny a nieściemnialny sterownik LED

W tej nowej erze każde światło rodzi się po to, by je przyciemnić. To duży temat, ponieważ istnieje sporo schematów ściemniania i przedstawmy je jeden po drugim.

1) Sterownik LED ściemniania 0-10 V/1-10 V

Nazywa się to również ściemnianiem analogowym i jest najczęściej stosowane. Wywodzi się z ery fluorescencyjnej i jest zdefiniowany w załączniku E normy IEC60929.

Definicja sygnału 0-10 V

Wadą tego schematu sterowania jest to, że kabel ściemniający może mieć spadek napięcia, jeśli kabel jest długi, dlatego spójność świateł nie może być idealna. Ponadto każdy sterownik LED może wymagać prądu sterującego ściemnianiem 100-500uA z kontrolera głównego, dlatego maksymalna ilość systemu oświetleniowego jest zawsze ograniczona. Więcej o ściemnianiu 0-10V.

Typowe ściemniacze 0-10V i schemat ściemniania

2) Sterownik LED ściemniania PWM

Aby przezwyciężyć wady ściemniania 0-10 V, ściemnianie PWM (modulacja szerokości impulsu) jest wykorzystywane w coraz większej liczbie projektów, chociaż popularność wciąż jest znacznie mniejsza niż 0-10 V. Podpisany PWM jest generowany przez master jako sygnał cyfrowy, dzięki czemu sygnał na ściemnialnym kablu może być bardzo spójny. Cykl pracy PWM jest wykrywany przez sterownik LED w celu określenia prądu wyjściowego. Teraz na rynku dostępne są dwie metody realizacji sterownika LED ściemniania PWM, jedna to „fałszywe” ściemnianie PWM, wewnątrz sterownika LED znajduje się filtr RC (rezystor-kondensator), a sygnał ściemniania PWM jest filtrowany do napięcia stałego, które jest proporcjonalne do cyklu pracy PWM. Wadą tej metody jest to, że wartość szczytowa sygnału PWM musi wynosić 10 V, w przeciwnym razie dokładność jest bardzo zła. Również częstotliwość sygnału PWM jest ograniczona parametrem RC. Typowym zastosowaniem są sterowniki LED serii Meanwell HLG/ELG/XLG. Drugi to prawdziwe ściemnianie PWM, a wewnątrz sterownika LED znajduje się MCU, dzięki czemu można wykryć sygnał PWM z dowolnym napięciem szczytowym, a także dopuszczalny zakres częstotliwości PWM może być znacznie szerszy niż sposób RC. Wszystkie sterowniki uPowerTek LED są zintegrowane z MCU do pracy ze ściemnianiem PWM. Istnieją dwie różne rzeczy, które można łatwo mieszać, gdy mówimy o ściemnianiu PWM, ściemnianiu sygnału PWM i ściemnianiu wyjścia PWM, a poniższy rysunek pokazuje szczegóły różnicy. W tej sekcji ściemnianie PWM oznacza ściemnianie sygnału PWM, podczas gdy obwód ściemniania wyjścia PWM rozdziela prąd DC LED między stanem włączenia/wyłączenia z wysoką częstotliwością, dzięki czemu ludzkie oko nie jest w stanie dostrzec migotania, zmieniając w ten sposób strumień świetlny diody LED .

Nadal nie rozumiem ściemniania PWM, mamy więcej słów i obrazów, aby wyjaśnić ten temat, Co to jest ściemnianie PWM dla sterownika LED?

ściemnianie sygnału pwm a ściemnianie wyjścia pwm a ściemnianie ccr
Ściemnianie sygnału PWM VS. Ściemnianie wyjścia PWM VS. Ściemnianie CCR

3) Sterownik LED ściemniania triaka

Nazywa się to również ściemnianiem fazowym lub ściemnianiem krawędzi natarcia/opadania i było popularnym sposobem w erze żarówek. Wiodąca krawędź odgrywa ważną rolę w aplikacji ściemniania triaka. Ściemnianie triakiem to stary i zły sposób przyciemniania świateł LED, w których „szum” jest wysoki zarówno dla ludzkiego ucha, jak i kabla

Schemat ściemniania triaka

4) Sterownik LED ściemniania DALI

DALI to skrót od Digital Addressable Lighting Interface. Ilustruje to międzynarodowy standard serii IEC62386 jako pierwszy cyfrowy protokół oświetleniowy z dwukierunkową komunikacją. Jako pierwsza generacja system DALI 1 składa się ze sterownika i maksymalnie 64 stateczników lub sterowników LED nadanych niezależnym adresom. Więcej o ściemnianiu DALI. W roku 2017 DiiA Digital Illumination Interface Alliance ogłosiło drugą generację DALI 2, która obsługuje maksymalnie 128 urządzeń i ma znacznie większą kompatybilność między urządzeniami różnych marek. DALI 2 obsługuje również czujniki. Zarówno urządzenia DALI 1, jak i DALI 2 muszą zostać przetestowane przez profesjonalnego testera DALI Probit, a następnie certyfikowane i pokazane na stronie DiiA. Jeśli chcesz poznać różnicę między DALI a DALI-2, przeczytaj ten artykuł. Równocześnie opublikowano koncepcję D4i, aby wskazać urządzenia, które oprócz kompatybilności z DALI 2 posiadają również funkcje raportu energetycznego, transmisji danych, diagnostyki i konserwacji oraz banku pamięci.

Połączenie ściemniania DALI

5) Sterownik LED ściemniania DMX

Nazywany również DMX512 („Cyfrowy multipleks z 512 informacjami”), jest standardem dla cyfrowych sieci komunikacyjnych, które są powszechnie używane do sterowania oświetleniem scenicznym i efektami. W oświetleniu ogólnym protokół DMX512 jest najczęściej używany do oświetlenia stadionów i zastosowań architektonicznych i nie jest zbyt popularny w innych zastosowaniach. Jest to sposób nadawania, taki jak PWM, a nie DALI, który jest w stanie uzyskać sprzężenie zwrotne, a różnica w stosunku do PWM polega na tym, że urządzenia DMX512 mają indywidualne adresy, aby sterować jeden po drugim.

Chcesz dowiedzieć się więcej o ściemnianiu DMX? Przeczytaj ten artykuł Co oznacza DMX w oświetleniu?

Typowe zastosowanie ściemniania DMX512

6) Inne protokoły sterownika LED

Istnieje wiele innych protokołów, które są często stosowane w systemach oświetleniowych, takich jak rozwiązania przewodowe, takie jak PLC, KNX, RS485, CAN i bezprzewodowe, takie jak LoRa, Bluetooth, Zigbee, ale żaden z nich nie jest przeznaczony wyłącznie do zastosowań oświetleniowych. Branża oświetleniowa dokłada wszelkich starań, aby na jednym z nich został opracowany dedykowany protokół oświetleniowy, zwłaszcza rozwiązanie bezprzewodowe.

h. Wodoodporny a niewodoodporny sterownik LED

Stopień ochrony IP (ochrona przed wnikaniem) jest jedynym sposobem opisania poziomu wodoodporności sterowników LED i jest regulowany normą IEC60529. Kod IP składa się z dwóch cyfr, pierwsza cyfra odnosi się do ochrony przed ciałami stałymi w skali od 0 (brak ochrony) do 6 (brak wnikania pyłu), druga cyfra określa ochronę przed cieczami w skali od 0 (brak ochrony) do 7 (8 i 9 są rzadko spotykane w przemyśle oświetleniowym). Oczywiste jest, że wodoodporne sterowniki LED są używane do zastosowań zewnętrznych, a IP20 lub inne sterowniki LED o niskim stopniu ochrony IP są używane do zastosowań wewnętrznych. Ale nie zawsze jest to prawdą, niektóre aplikacje wewnętrzne przyjmują wodoodporne sterowniki LED tylko dlatego, że mogą dostarczać znacznie większą moc niż te o niskim IP bez aktywnego systemu chłodzenia, który ma krótszą żywotność niż sterowniki LED o stopniu ochrony IP.

Klasa IP

3. Jak wybrać odpowiedni sterownik LED

Wybór odpowiedniego sterownika LED to jeden z podstawowych kroków do zaprojektowania świetnej oprawy, a zobaczmy, jak to zrobić.

a. Ustaw sterownik LED

Określ, czy projekt jest konkurencyjny pod względem wydajności, czy opłacalny. Zrozum, kim są konkurenci i jakie mają wady i zalety.

b. Iść przez [section 2:]

wymiary, aby opisać sterownik LED i znaleźć odpowiedzi dotyczące projektu oprawy.

c. Zapoznaj się z napięciem wejściowym sterownika LED

Powinieneś wiedzieć, gdzie jest rynek docelowy, a tym samym zdecydować o zakresie napięcia wejściowego. Oto globalna mapa napięcia sieci elektrycznej.

Światowe napięcie sieciowe

Ta mapa zawiera tylko napięcie jednofazowe, a aplikacji trójfazowych jest dużo, dlatego napięcie należy pomnożyć przez √3 lub 1,732 w przypadku użycia trójfazowego. Projektowanie wąskiego napięcia wejściowego pomaga obniżyć koszty, ale zwiększa liczbę modeli dla różnych obszarów świata. Ale zbyt szeroki zakres napięcia wejściowego zwiększa koszty i zmniejsza wydajność. Tak więc najbardziej zrównoważony zakres napięcia wejściowego w branży to 100-277Vac (seria uPowerTek BLD) i 200-480Vac (seria TLD).

d. Znajdź odpowiednie napięcie wyjściowe sterownika LED

prąd i moc. Sterownikom LED typu stałonapięciowego łatwiej jest wybrać model ze względu na mniejszy wybór. Typowe wyjścia to 12 V, 24 V i może 48 V, więc użytkownicy muszą tylko zdecydować o mocy. W przypadku sterowników LED stałoprądowych istnieje tak wiele możliwości wyboru prądu wyjściowego i napięcia, co sprawia, że branża sterowników LED jest bardzo zróżnicowana. Po określeniu strumienia świetlnego podczas projektowania oprawy, moc potrzebna do napędzania diody LED jest jasna, oceniając skuteczność światła diody LED. Następnie projekt musi zdecydować, czy należy zastosować diodę LED wysokiego napięcia/niskiego prądu, czy wysokiego prądu/niskiego napięcia. Istnieje wiele rozważań i nie ma „zawsze poprawnych” odpowiedzi na to pytanie. Niski prąd wysokiego napięcia może zapewnić oprawie oświetleniowej wyższą skuteczność ze względu na wyższą wydajność sterownika LED i lepszą spójność diod LED bez martwienia się o nierównowagę różnych ciągów diod LED, jednak generowany jest dodatkowy koszt ze względu na wyższy koszt izolacji. A konstrukcja niskonapięciowa i wysokoprądowa jest wręcz odwrotna. Różni projektanci oświetlenia mają różne podejście do wyboru, ale istnieją specjalne światła, które nie mają zbyt wielu możliwości wyboru. Na przykład niskonapięciowe lampy do uprawy, które są instalowane na wysokości, na której ludzie mogą łatwo dotknąć, muszą ze względów bezpieczeństwa wykorzystywać wysoki prąd niskiego napięcia. Również w przypadku niektórych świateł wysokiego składowania lub słupów, które wykorzystują zdalnie montowane sterowniki LED do wagi i konserwacji, niskonapięciowe sterowniki LED o niskim natężeniu prądu są głównym nurtem, aby zaoszczędzić na kosztach kabla wyjściowego.

mi. Współczynnik kształtu sterownika LED

Istnieją różne kształty sterowników LED, a współczynnik kształtu jest szczególnie ważny, gdy sterowniki LED są zamocowane wewnątrz oprawy.

Różne współczynniki kształtu dla różnych projektów urządzeń

f. Poziom środowiska

Dla większości opraw do zastosowań wewnętrznych wystarczający jest zakres pracy w temperaturze otoczenia 0-40C. W przypadku zewnętrznych sterowników LED preferowana jest temperatura otoczenia -40-+70C. W przypadku zastosowań specjalnych, takich jak huty, sterownik LED powinien działać w temperaturze otoczenia 80°C, natomiast w przypadku oświetlenia ulicznego w niektórych zimnych obszarach, takich jak Syberia i Alaska, sterownik LED powinien działać w temperaturze -55°C. Seria uPowerTek BLD jest w stanie sprostać tym trudnym warunkom.

4. Jak znaleźć lepszy sterownik LED

Istnieje wiele czynników, które sprawiają, że jesteśmy w stanie odróżnić wysokiej jakości sterownik LED od zwykłych produktów. Zrozumienie tych czynników może bardzo pomóc projektantowi oświetlenia w zdobyciu rynku.

a. Wydajność sterownika LED

Wyższa wydajność nie tylko poprawia ogólną wydajność świetlną, ale także sprawia, że sterownik LED generuje mniej ciepła, a tym samym ma lepszą żywotność. W erze LED wydajność jest coraz ważniejsza dla oszczędności energii. Obecnie najwyższy poziom sprawności w branży sterowników LED wynosi 96%, jaki osiągnęły serie uPowerTek BLD-800 i TLD-800.

Typowa krzywa wydajności

Mamy też inny artykuł wprowadzający , czym jest wydajność , możesz przeczytać, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej.

b. Sterownik LED PF i THD

Podobnie jak wydajność, PF (współczynnik mocy) i THD (całkowite zniekształcenie harmoniczne) to również pojęcia opisujące wydajność przetwarzania energii, a różnica polega na tym, że wydajność odnosi się do zdolności przetwarzania energii z wejścia sterownika LED do wyjścia, podczas gdy PF i THD odnoszą się do przetwarzanie energii z sieci energetycznej na wejście sterownika LED. Wyższe PF (>0,9 według DLC) i niższe THD (<20% według DLC) są zawsze preferowane w przypadku projektów o wysokiej jakości. (DLC to Design Lights Consortium, grupa regionalna, która koncentruje się na efektywności energetycznej, szczególnie w przemyśle oświetleniowym. Jest częścią Northeast Energy Efficiency Partnerships i pierwotnie koncentrowała się na północno-wschodnich i środkowoatlantyckich obszarach Stanów Zjednoczonych)

c. Prąd rozruchowy sterownika LED

Prawie wszystkie oprawy są instalowane razem z MCB (wyłącznikiem nadprądowym) ze względów bezpieczeństwa. A jeśli istnieje wiele sterowników LED podłączonych do jednego MCB, a ogólny prąd rozruchowy sterownika LED może ewentualnie wyzwolić MCB, powodując awarię rozruchu. Problem z prądem rozruchowym pojawił się po raz pierwszy, gdy statecznik elektryczny był szeroko stosowany, ponieważ zarówno statecznik, jak i sterownik LED to urządzenia pojemnościowe z dużym kondensatorem elektrolitycznym wewnątrz, generującym wysoki szczytowy prąd rozruchowy podczas włączania zasilania prądem zmiennym. Najpopularniejszym standardem regulującym prąd rozruchowy jest NEMA410, który definiuje pojęcie i granice prądu rozruchowego.

Ale limit w standardzie NEMA410 wciąż nie jest wystarczający, gdy dziesiątki lub nawet setki świateł są połączone równolegle, na przykład przy zastosowaniu świateł do uprawy. Istnieje wiele sposobów ograniczenia prądu rozruchowego, takich jak użycie obwodu łagodnego rozruchu i użycie rezystora ograniczającego prąd wewnątrz sterowników LED, dzięki czemu koszt sterownika LED o niskim prądzie rozruchowym jest nieco wyższy. Obecnie coraz więcej standardowych sterowników LED oferuje funkcję niskiego prądu rozruchowego bez dodatkowych kosztów.

d. Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe sterownika LED

Ze względu na bardziej skomplikowaną konstrukcję elektryczną, sterownik LED jest bardziej podatny na przepięcia w porównaniu ze statecznikami magnetycznymi. Istnieją 2 główne normy regulujące poziom ochrony przeciwprzepięciowej sterowników LED, IEC61000-4-5 (Techniki testowania i pomiarów – Test odporności na przepięcia) oraz IEEE Std C62.41.2 (Zalecana praktyka IEEE dotycząca charakteryzacji przepięć w niskim napięciu (1000 V i mniej) obwód zasilania prądem przemiennym). Sterownik LED powinien być silnie chroniony, zwłaszcza w zastosowaniach zewnętrznych, za pomocą specjalnych obwodów przeciwprzepięciowych składających się z MOV (warystor tlenku metalu) i GDT (lampa wyładowcza). A przepięcie zwykle pochodzi z dwóch sposobów: jednym z nich jest włączanie i wyłączanie maszyny dużej mocy w pobliżu lub nagłe przełączniki dużego obciążenia-lekkiego obciążenia, które prowadzą do skoków między linią a przewodem neutralnym, co jest nazywane skokiem w trybie różnicowym; a drugi pochodzi od wyładowania atmosferycznego, które powoduje znaczne wahania poziomu napięcia uziemienia, tworząc w ten sposób przepięcie między linią lub przewodem neutralnym a ziemią, które jest nazywane przepięciem w trybie wspólnym.

Tryb różnicowy i przepięcia w trybie wspólnym

Zgodnie z normą testową IEC61000-4-5, najczęściej przyjmowaną specyfikacją poziomu przepięć zewnętrznego sterownika LED jest 6 kV dla trybu różnicowego i 10 kV dla trybu wspólnego. Ogólnie rzecz biorąc, poziom ochrony przeciwprzepięciowej jest niezbędny do zapewnienia długotrwałej pracy opraw zewnętrznych, dlatego projektanci muszą zwrócić szczególną uwagę na ten parametr.

mi. Tętnienie i migotanie wyjścia sterownika LED

Tętnienie wyjściowe jest związane ze stabilnością i jakością sterownika LED. Niższe tętnienie wyjściowe oznacza mniejsze migotanie diody LED zgodnie z poniższą krzywą.

Pokazuje, że strumień świetlny diody LED jest generalnie dość proporcjonalny do prądu diody LED, dlatego mniejsze tętnienie prądu może skutkować mniejszym migotaniem, co jest niezbędne w zastosowaniach wewnętrznych, które dopuszczają migotanie tylko <= 5% w większości krajów na świecie. Jest tylko jeden wyjątek, że prąd wyjściowy może sięgać nawet 100%, a jest nim ściemnianie PWM z odpowiednią częstotliwością. Poniższa krzywa pokazuje, że tylko wtedy, gdy częstotliwość jest wyższa niż 1,25 kHz, światło można uznać za wolne od migotania.

Migotanie a częstotliwość według IEEE PAR 1789
https://youtu.be/nTYA67fFB5U

f. LED Driver Line i regulacja obciążenia

Jest to kluczowa koncepcja dla wszystkich zasilaczy impulsowych, w tym sterowników LED. Regulacja linii opisuje stabilność wyjścia w funkcji napięcia wejściowego, podczas gdy regulacja obciążenia pokazuje stabilność wyjścia w funkcji obciążenia. Wysokiej jakości sterownik LED może zawsze kontrolować regulację linii i obciążenia do wartości <=1%.

g. Programowalność sterownika LED

Ta funkcja jest jedną z kluczowych funkcji, jakie przyniosła era oświetlenia LED ze względu na zbyt wiele kombinacji chipów LED do różnych celów projektowych. Możliwość regulacji prądu wyjściowego jest kluczowym wymogiem dla sterowników LED. Na wczesnym etapie do regulacji używano potometru, ale stopniowo użytkownicy stwierdzili, że małe urządzenie nie jest niezawodne i ma niski stopień ochrony IP. Następnie programowanie za pomocą kontrolera na podczerwień pojawiło się na bardzo krótki czas, ponieważ podczas programowania sterowniki LED muszą być włączone. Od 2015 roku programowanie kablowe bez zasilania sterownika LED stało się głównym sposobem programowania, a wadę używania dodatkowego kabla i wykonywania dodatkowego okablowania przezwyciężono dzięki programowaniu NFC, które jest wykorzystywane przez Signify i uPowerTek.

Istnieje sporo dodatkowych programowalnych funkcji, które można dodać do sterowników LED, takich jak ściemnianie czasowe, stały strumień świetlny (kompensacja zanikania strumienia świetlnego) oraz ochrona oprawy przed przegrzaniem, która została opisana poniżej.

1) Ściemnianie czasu

Jest to często stosowane w oświetleniu ulicznym jako najwygodniejszy sposób na inteligentne sterowanie i oszczędność energii.

Schemat ściemniania czasu

2) CLO (stały strumień świetlny)

Skuteczność światła LED spada wraz z czasem pracy, projektanci chcą utrzymać stałą moc świetlną swoich opraw, dlatego prąd wyjściowy sterownika LED musi zostać odpowiednio zwiększony, aby przezwyciężyć spadek.

Krzywa kompensacji lumenów

Za pomocą interfejsu PC użytkownicy mogą ustawić niestandardową krzywą kompensacji zgodnie z charakterystyką zaniku światła LED.

Chcesz dowiedzieć się więcej o CLO, sprawdź ten artykuł. Czym jest CLO w oświetleniu?

Interfejs programowania PC dla CLO

3) Zabezpieczenie termiczne termistorem NTC

Wiele projektów zorientowanych na jakość ma funkcję wykrywania temperatury oprawy, więc musi chronić produkt przed przegrzaniem, a nawet uszkodzeniem. Tak więc sterowniki LED zmniejszają prąd wyjściowy, gdy termistor NTC (ujemny współczynnik temperaturowy), który przenosi informacje o temperaturze, osiągnie określoną wartość wskazującą na przegrzanie.

Okablowanie ochrony termicznej

Za pomocą interfejsu programowania użytkownicy mogą ustawić próg rezystancji termicznej i chronić aktualną wartość statusu.

Interfejs programowania ochrony termicznej

h. Tc, maksymalna temperatura obudowy sterownika LED

Jest to zaznaczone na etykiecie sterownika LED, zwykle w celu wskazania najgorętszego punktu na powierzchni sterownika LED.

Punkt Tc na sterowniku LED

Definicja zgodnie z normą dotyczącą osprzętu lampowego IEC 61347 brzmi: „najwyższa dopuszczalna temperatura, jaka może wystąpić na powierzchni zewnętrznej (we wskazanym miejscu, jeżeli zostało to oznaczone) w normalnych warunkach i przy napięciu znamionowym lub maksymalnym zakresie napięcia znamionowego” . Zgodnie ze standardami sterowników LED UL lub IEC, maksymalna temperatura obudowy nie powinna przekraczać 90C. Tc jest jednym z kluczowych parametrów, które projektanci osprzętu muszą dokładnie sprawdzać, ponieważ w dużym stopniu wiąże się z niezawodnością i żywotnością.

Dożywotnia Tc

Wyższa Tc oznacza lepszą wydajność termiczną i wyższą wytrzymałość na wysoką temperaturę otoczenia. Chociaż wartość Ta (temperatura otoczenia) jest zawsze pokazana w arkuszu danych sterownika LED, Ta nie jest tak ważna w porównaniu z zakresem Tc, ponieważ obudowa jest znacznie bliższa wewnętrznym komponentom sterownika LED w porównaniu z powietrzem, odzwierciedlając w ten sposób rzeczywistą sytuację pracy diody LED kierowcy. W arkuszu danych uPowerTek zakres Ta nie jest nawet pokazany.

Tc Dane w arkuszu danych

Chcesz dowiedzieć się więcej o tym , czym jest programowalny sterownik LED , przeczytaj ten artykuł.

i. Moc czuwania sterownika LED

Teraz coraz więcej sterowników LED obsługuje funkcję ściemniania do wyłączenia, aby całe światło przeszło w tryb gotowości. Zarówno Energy Star z Ameryki Północnej, jak i ErP z Europy regulują, że straty mocy w trybie czuwania powinny być mniejsze niż 0,5 W. Zasilanie w trybie gotowości składa się zwykle z 2 części, jedna to energia ze strony prądu przemiennego, która utrzymuje obwody sterujące sterownika LED w stanie gotowości do odbioru sygnału budzenia ze sterownika, a druga to zasilanie pomocnicze 12 V, które zasila zewnętrzny kontroler . Sterowniki LED uPowerTek zgodne z dyrektywą 2009/125/WE, wymogami rozporządzenia Komisji (UE) 2019/2020 (tzw. jednolite rozporządzenie w sprawie oświetlenia) obowiązującego od 1 września 2021 r.

j. Sterownik LED Zasilanie pomocnicze 12V lub 24V

Istnieje wiele zintegrowanych kontrolerów lub czujników opraw oświetleniowych, aby zapewnić użytkownikom końcowym inteligentne systemy lub funkcje, a moc 12 V/2 ~ 4 W ze sterownika LED może znacznie ułatwić projektowanie w porównaniu z użyciem zasilacza sieciowego do stworzenia 12 V . Ponadto zasilacz 12 V firmy LED Driver jest bezpieczniejszy i bardziej niezawodny w porównaniu ze zwykłym adapterem dzięki wbudowanemu wysokiemu wewnętrznemu układowi ochrony przeciwprzepięciowej. Zasilanie 24V jest proponowane przez DiiA i wykorzystywane do zasilania urządzeń D4i, takich jak czujniki, a standard D4i jest coraz bardziej popularny dzięki silnej promocji Signify i Osram.

Okablowanie zasilania pomocniczego

k. Żywotność sterownika LED i MTBF

Ważne jest, aby zrozumieć, że żywotność produktu i niezawodność produktu to dwa bardzo różne, choć nie niepowiązane ze sobą pojęcia. Niestety, ponieważ oba są często wyrażane w godzinach, często są mylone. Żywotność odnosi się do czasu, przez jaki użytkownik może oczekiwać prawidłowego działania pojedynczego produktu, zanim znany mechanizm zużycia sprawi, że produkt nie będzie się nadawał do użytku. Niezawodność dotyczy przypadkowego wskaźnika awaryjności populacji produktów i może być wyrażona jako wskaźnik awaryjności, taki jak FIT (awarie w ciągu 109 godzin) lub jako odwrotność, MTBF (średni czas między awariami). Żywotność 50 000 godzin oznacza, że można by oczekiwać, że dany produkt wytrzyma do 50 000 godzin, zanim ulegnie awarii. MTBF wynoszący 50 000 godzin oznacza, że dla populacji liczącej 1000 jednostek można spodziewać się przypadkowej awarii co 50 godzin (tj. co 50 000 godzin pracy jednostki). Obie koncepcje są ważne do zrozumienia i zarządzania w celu pomyślnego wdrożenia oświetlenia LED.
Typowe równanie na żywotność kondensatora elektrolitycznego ma następującą postać:

Gdzie,
Lx to wynik całego życia,
k jest współczynnikiem określonym przez prąd tętnienia RMS kondensatora i napięcie robocze, jest podawany jako wartość lub funkcja,
L0 to wartość żywotności przetestowana w warunkach standardowych podanych w arkuszu danych,
Ts to znamionowa temperatura obudowy,
Ta to temperatura obudowy roboczej.
Ogólnie rzecz biorąc, niezawodność dotyczy wskaźnika awaryjności populacji produktów działających w warunkach znamionowych iw okresie eksploatacji. Powszechnym sposobem wyrażania niezawodności produktu jest wskaźnik znany jako MTBF. Poniższe równanie wyraża bardzo prostą koncepcję MTBF. Jest to całkowity czas pracy w godzinach populacji produktów podzielony przez liczbę awarii.

Najpopularniejszą metodą oceny MTBF jest MIL-HDBK-217. A poniższy rysunek pokazuje słynną krzywą wanny, która dobrze ilustruje zależność między życiem a MTBF.

Krzywa wanny

l. Certyfikat sterownika LED

Ważne jest, aby wysokiej jakości sterownik LED był certyfikowany przez firmę zewnętrzną o wysokiej reputacji, taką jak UL i TUV. Najważniejsze certyfikaty to UL (Ameryka Północna), ENEC (Europa) i CB (globalny poza Ameryką Północną), które można zamienić na PSE (Japonia), KC (Korea), RCM (Australia) , SASO (środkowy wschód) , CCC (Chiny) itp. Mamy też inny artykuł na temat globalnych certyfikatów sterowników LED , możesz przeczytać, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej.

5. Proces produkcji sterownika LED

Ten film jest prostym wprowadzeniem do fabryki uPowerTek, możesz poznać proces produkcji sterowników LED i jak kontrolujemy jakość

6. Podsumowanie

Sterownik LED jest kluczowym elementem pracującym jako serce opraw oświetleniowych, dlatego ważne jest, aby użytkownicy wybrali odpowiedni i niezawodny produkt. Musimy rozważyć równowagę między takimi czynnikami, jak wydajność, funkcje, rozmiary, certyfikaty, cena i czas wprowadzenia na rynek. Znalezienie sterownika LED lub zaprojektowanie go dobrze w oprawie oświetleniowej nie jest więc łatwym zadaniem. Jesteśmy gotowi pomóc projektantom w rozwiązaniu problemów związanych ze sterownikiem LED i optymalizacji kosztów całego projektu oprawy.

Autor: George Mao

Pan George Mao jest założycielem firmy uPowerTek, która powstała w 2016 roku i od ponad 20 lat związany jest z branżą elektroenergetyczną, a od 12 lat branżą oświetleniową. Uzyskał tytuł magistra EE na Uniwersytecie Zhejiang i pracował jako lider działu marketingu i sprzedaży w wielu spółkach publicznych, takich jak MPS, Belfuse i Inventronics. Jest właścicielem ponad 10 patentów na wynalazek w Chinach. Obecnie pracuje jako dyrektor generalny i główny menedżer produktu w uPowerTek i wierzy, że innowacyjność i jakość są kluczem do przyszłości uPowerTek jako wiodącego światowego producenta sterowników LED.

Masz inne pytania dotyczące sterowników LED? Nie martw się, mamy profesjonalny zespół, który odpowie na wszystkie Twoje pytania, po prostu wyślij nam wiadomość tutaj.



    Powiązane posty

    Spis treści

    dali ultimate guide 1

    Aby pomóc Ci lepiej zrozumieć technologię ściemniania DALI, stworzyliśmy 30-stronicową książkę w formacie PDF. Możesz go otrzymać bezpłatnie już dziś, podając tutaj swój adres e-mail.

    Scroll to Top