Керівництво з вибору блоків живлення для світлодіодного освітлення




 

Завдяки своїй економії енергії, тривалого терміну служби, довговічності і гнучкості конструкції світлодіоди (СІД) швидко замінюють лампи розжарювання і люмінесцентні лампи як в світильниках для внутрішнього, так і для зовнішнього застосування. Але вибір правильного світлодіода — це тільки частина дизайнерського рівняння. Щоб ваша конструкція твердотільного освітлення могла повністю реалізувати свою ефективність, довговічність і довговічність, вам необхідно вибрати джерело живлення з характеристиками, які точно відповідають вимогам вашого застосування і використовуваних світлодіодів. Блоки в продажу бувають різної потужності, і з різним робочою напругою. Це коротке керівництво пропонує кілька корисних порад про те, що вам потрібно враховувати в процесі вибору.

Почнемо з основ

Світлодіоди починають випромінювати світло, коли їх напруга живлення стає дорівнює або перевищує пряме падіння напруги на діоді (зазвичай в районі 2-3 В). Струм, необхідний для повної яскравості, варіюється від пристрою до пристрою, але зазвичай становить 350 мА для світлодіода потужністю 1 Вт (зазвичай це найменший розмір, який використовується в освітлювальних приладах). Наприклад, певний підійде для світильників з напругою на діод 3-3,5 В. Але на відміну від ламп розжарювання світлодіоди — пристрої нелінійні. Це означає, що як тільки напруга живлення перевищує пряме напруга діода, ток, який вони пропускають, експоненціально збільшується в залежності від напруги живлення. Без будь-якого регулювання струму світлодіодний чіп перетвориться в дорогу одноразову твердотельную спалах.

Тому, щоб запобігти такому незручне поведінку, джерело живлення повинен забезпечувати відповідне напруга при відповідному струмі. Найпростіший спосіб домогтися цього — вибрати блок живлення з вихідною напругою вище прямого напруги обраного світлодіода і обмежити струм до максимуму, зазначеного виробником світлодіода, за допомогою резистора обмеження струму. Зворотною стороною цього підходу є те, що одна з основних переваг світлодіодного освітлення — висока ефективність — знижується за рахунок потужності, що розсіюється пристроєм обмеження струму.

Ще одна проблема з цим підходом полягає в тому, що температура переходу світлодіода впливає на його пряму напругу. Оскільки вихідна напруга джерела живлення є фіксованим, це, в свою чергу, означає, що напруга на пристрої обмеження струму змінюється, і, отже, змінюється і струм. Зміна струму вплине на кількість випромінюваного світла і знизить надійність світлодіода. Найкращий підхід — управляти світлодіодом від джерела постійного струму. Це дозволяє встановити максимальний струм, зазначений виробником світлодіода, для досягнення максимальної ефективності та надійності або для досягнення точної необхідної яскравості, а також для усунення впливу температури переходу при зміні температури світлодіода або навколишнього середовища.

Однією з переваг використання світлодіодів в освітлювальних приладах є простота зміни яскравості світла. Це може бути досягнуто шляхом зміни струму через світлодіод, який пропорційно змінює кількість випромінюваного світла, однак робота світлодіода з струмом менше його максимального знижує ефективність і може привести до незначних змін кольору. Тому найкращий спосіб — це імпульсний струм між нулем і максимумом для зміни середнього випромінюваного світла. Поки це виконується на досить високій частоті, щоб людське око не бачив пульсацію як мерехтіння, це оптимальний спосіб досягнення затемнення. Імпульсний струм зазвичай виконується з фіксованою частотою зі зміною ставлення нульового струму до повного. Це метод широтно-імпульсної модуляції (ШІМ).

Вибір джерела живлення

Тип блоку живлення, обраний для освітлення, буде залежати від декількох факторів. По-перше, розгляньте середу, в якій буде працювати ваш додаток. Чи використовується додаток всередині або поза приміщеннями? Чи повинен джерело живлення бути водонепроникним або мати якийсь особливий рейтинг IP? Також важливо не забувати про робочій напрузі, деякі світильники вимагають  для роботи. Чи буде блок живлення використовувати кондуктивно охолодження або тільки конвекційне охолодження?

Потім визначте загальні вимоги до харчування. Для одного світильника може знадобитися тільки невелике джерело енергії, але для складної системи можуть знадобитися джерела потужністю в сотні ват. Крім того, будуть потрібні чи інші функції? Наприклад, чи буде потрібно блок живлення для роботи в простому режимі постійної напруги або в режимі постійного струму, і чи буде ваше додаток мати регульовану яскравість?