Универсальный солдат: светодиодный источник питания с широкими возможностями

14 декабря 2011

При всем многообразии современных источников питания для светодиодов, модели «на все случаи жизни» встречаются не часто. Либо нет соответствия современным нормативам по энергоэффективности, либо превышены нормы по пульсациям выходного напряжения, либо пылевлагозащита оставляет желать лучшего. Если же все перечисленное имеется в наличии — обычно такой источник оказывается весьма недешев.

В серии LPF компания MEAN WELL сумела найти ту самую «золотую середину». С одной стороны — уникальное сочетание электрических и механических характеристик, таких как высокий КПД, корректор коэффициента мощности, малый уровень выходных пульсаций, широкий диапазон входных напряжений, отличный температурный диапазон, пылевлагозащита, опция димминга, высокая надежность. С другой стороны — относительно невысокая цена. Все это позволяет использовать серию LPF в светильниках разнообразного назначения. Освещение офисов, ЖКХ, архитектурная и интерьерная подсветка, освещение промышленных объектов — далеко не полный перечень возможных применений.

Основные параметры источников питания LPF (рис. 1):

• КПД 86…90%;
• Мощность 16, 25, 40, 60, 90 Вт;
• Активный корректор коэффициента мощности;
• Защита от короткого замыкания, перегрузки, повышенного входного напряжения, перегрева;
• Диапазон входных напряжений 90…305В переменного тока;
• Степень защиты от внешних воздействий IP67;
• Диапазон рабочих температур -30…70°C (в особых случаях возможна работа при -40…70°C);
• Широкий выбор вариантов диммирования (3 в 1) — для моделей с суффиксом "D";
• Соответствие международным стандартам электробезопасности и электромагнитной совместимости;
• Подходят для внутренней и наружной установки.

Рис. 1. Внешний вид источников питания LPF для светодиодных светильников  

Варианты моделей мощностью 40 и 60 Вт приведены в табл. 1.

Таблица 1. Популярные источники питания серии LPF мощностью 40 и 60 Вт компании MEAN WELL  

Рассмотрим систему обозначений: первые две цифры после названия серии означают мощность. Если дальше следует буква "D" — значит, эта модель имеет функцию димминга (управление яркостью свечения светодиодов). Последние две цифры говорят о номинальном выходном напряжении.

Источники питания серии LPF относятся к типу CC+CV — то есть могут работать как в режиме стабилизации напряжения (CV), так и в режиме стабилизации тока (CС). В режим CC (рис. 2) устройство переходит автоматически при подключении соответствующей нагрузки.

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика источника питания с режимами CV и CC

Наличие режима CC позволяет подключить светодиодную нагрузку напрямую к источнику без дополнительных токозадающих драйверов. Чтобы ввести источник в режим стабилизации тока, необходимо подобрать количество последовательно включаемых светодиодов так, чтобы сумма прямого падения напряжений в цепи находилась в соответствующем диапазоне (см. таблицу 1).

В режиме стабилизации напряжения серия LPF может успешно применяться и в «несветовых» приложениях.

Применение серии LPF для внутреннего освещения

Согласно требованиям ГОСТ Р 51317.3.2-2006 светодиодные источники питания мощностью более 25 Вт должны быть оборудованы корректором коэффициента мощности (ККМ). Конструктивно ККМ может быть совмещен с силовым каскадом или реализован в виде отдельной схемы. В первом случае модуль питания будет иметь меньшую стоимость, а во втором существенно уменьшится уровень выходных пульсаций. Поскольку светодиод не инерционен, пульсации питающего напряжения превращаются в мерцание света. Это, в свою очередь, негативно влияет на зрение. Наличие отдельного каскада ККМ у серии LPF обеспечивает малый уровень выходных пульсаций, что позволяет применять данную серию для освещения мест с постоянным пребыванием людей — офисы и жилые помещения.

Важно отметить, что источники питания серии LPF обеспечивают коэффициент мощности более 0,9 начиная с 50% нагрузки (см. рис. 3) при использовании в отечественных сетях с напряжением 220 В.

Рис. 3. Пример зависимости коэффициента мощности от нагрузки для LPF-60D

В этом же диапазоне нагрузок источник питания имеет высокий коэффициент полезного действия (см.  рис. 4): 88% при нагрузке 0,5 от номинальной и 91% при номинальной нагрузке.

Рис. 4. Зависимость КПД от нагрузки для LPF-60D

Специфика наружного применения

Для использования в светодиодных светильниках наружной установки требуются источник питания с широким диапазоном рабочих температур и высокой степенью защиты от внешних воздействий. Посмотрим на источник питания LPF с этой точки зрения. Вот его параметры:

• Класс защиты от внешних факторов IP67, означающий возможность погружения прибора в воду на глубину до 1 метра и полную защиту от пыли.
• Температурный диапазон от -30 до 70°C. Возможен запуск даже при -40°C при входном напряжении 220…230В, но стабильность выхода и уровень шумов и пульсаций не гарантируется. Взоне положительных температур серия LPF также показывает «армейский характер»: работает без снижения выходной мощности до температуры 50°C и сохраняет работоспособность до 70°C при естественном охлаждении (см. рис.5).
• Широкий диапазон входных напряжений- от 90 до 305В- обеспечивает надежную работу при нестабильной питающей сети;
• Возможность крепить модуль питания непосредственно на деревянную поверхность (обеспечено конструкцией корпуса);
• Регулировка яркости света в моделях с индексом "D".

Рис. 5. Зависимость выходной мощности LPF от температуры окружающей среды

В серии LPF, как и в популярной серии HLG, для управления яркостью можно применить на выбор один их трех вариантов:

1. Регулировка при помощи переменного резистора — максимально простой и дешевый вариант для ситуации, когда требуется регулировать яркость конкретного светильника простым вращением ручки потенциометра.

2. Управление постоянным напряжением (от 1 до 10 вольт).

3. Управление при помощи широтно-импульсная модуляции (ШИМ) частотой от 100 Гц до 3 кГц.

Последние два варианта удобны для создания централизованных систем одновременного управления яркостью многих светильников, либо для управления яркостью в зависимости от освещенности и/или сигнала с датчика движения Эта функция может быть востребована, например, при создании светильников для ЖКХ. Значения управляющих параметров для димминга приведены в таблице 2.

Таблица 2. Значения управляющих параметров для димминга источников питания LPF  

Рекомендации по применению

Рассмотрим примеры применения источников LPF для питания светодиодов Cree.

Для светильников внутренней установки компания выпускает серию MX-6, а для уличных светильников — серии XP-G и XM-L. Для светильников разного назначения требуется различное количество светодиодов в зависимости от решаемой задачи. Светодиоды соединяются в линейки, а линейки включаются параллельно, если это необходимо. При этом от источника питания нужно получить определенные значения выходного стабильного тока и значения выходного напряжения. В табл. 3 приведены варианты включения светодиодов MX-6, XP-G, XM-L и соответствующие модели источников питания LPF.

Таблица 3. Расчет матриц на светодиодах Cree для источников питания LPF-60 и LPF-60D  

Заключение

LPF — универсальная серия источников питания MEAN WELL для светодиодных светильников. Уникальное сочетание характеристик и функций при разумной цене, плюс проверенная годами надежность источников от MEAN WELL делают эту серию перспективной для широкого круга приложений.

Подробную информацию об этих и других источниках питания можно найти на специализированном сайте официального дистрибьютора компании КОМПЭЛ http://www.compel.ru/ в разделе «Источники питания/ИП для LED». На сайте реализованы параметрический поиск, автоматическое определение аналогов и постоянное обновление информации о технических параметрах, а также о цене и наличии на складе. Новые источники питания LPF имеются на складе КОМПЭЛ в Москве, и их можно оперативно заказать у менеджеров по продажам.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: lighting.vesti@compel.ru