LDC: Регулируемые LED-драйверы MEAN WELL со стабилизацией выходной мощности
23 июля 2018
AC/DC LED-драйверы серии LDC от MEAN WELL, обладающие широкими возможностями регулировки выходного тока и диммирования, помогут сократить время и средства на разработку LED-светильников со светодиодами любых характеристик.
При разработке LED-светильников производитель руководствуется двумя основными вводными – характеристиками светодиода и параметрами его питания. Со стороны выглядит просто, однако на практике возникает ряд проблем.
Любой успешный производитель с ростом компании вынужден расширять охватываемую долю рынка. Это приводит к росту модельного ряда и использованию источников питания с различными параметрами. При массовом производстве часто возникает необходимость заменить один светодиод на другой, их параметры могут не совпадать. Поставщик не всегда может ответить на вопрос заказчика подобрать необходимые комплектующие в короткие сроки. Например, когда на рынок выходит новая серия светодиодов с отличными характеристиками по привлекательной цене, существующие источники питания (ИП) от производителя LED-светильников не подходят к ним. Под новый тип светодиода подобрать источник питания с подходящими параметрами без испытаний, доработок КД и повторной сертификации часто не получится. На это уходит много времени, и что более важно – средств, для компенсации которых производителю приходится увеличивать стоимость готового продукта. В результате теряется преимущество на рынке.
Серия LDC: Регулируем значение выходного тока
В вопросах сокращения ряда используемых источников питания хорошим подспорьем являются драйверы с регулируемым значением выходного тока, но неизменной выходной мощностью. Для анализа универсальных источников питания для осветительного оборудования рассмотрим новую линейку источников питания производства компании MEAN WELL – серию LDC [1]. Это AC/DC LED-драйверы, которые способны выдавать мощность 35, 55 и 80 Вт (LDC-35, LDC-55 и LDC-80 соответственно) с пятью интерфейсами управления яркостью, такими как управление постоянным напряжением, ШИМ-модуляция, управление сопротивлением, цифровой интерфейс DALI (Digital Addressable Lighting Interface) [2] и управление с помощью кнопки (PUSH Button).
Корпус LED-драйверов серии LDC изготовлен из металла, имеет вытянутую форму, которая подходит для изготовления LED-панелей и светодиодных светильников в линейном форм-факторе для освещения различных помещений (рисунок 1). Размеры корпуса сравнительно компактны для его сферы применения:, ширина составляет 30 мм, высота – 21 мм, длина – 280, 320 и 360 мм соответственно возрастанию мощности драйвера.
Таблица 1. Входные параметры LED-драйверов
Наименование | LDC-35 | LDC-55 | LDC-80 |
---|---|---|---|
Диапазон входного напряжения, В | 180…295 | 180…295 | 180…295 |
Диапазон рабочей температуры, °С | -25…70 | ||
КПД, %, при 230 В AC | 88 | 90 | 90 |
Коэффициент мощности при 230 В AC | 0,95 | 0,95 | 0,95 |
Электрическая прочность изоляции «вход-выход», кВ | 3,75 |
Входные параметры рассматриваемой линейки LED-драйверов указаны в таблице 1. Из нее видно, что источники питания рассчитаны на работу со входным напряжением в диапазоне 180…295 В AC, характеризуются высоким КПД (88…90%, в зависимости от выходной мощности), работоспособны в температурном диапазоне -25…70°С (с зависимостью выходной мощности) и имеют каскад коррекции мощности (с коэффициентом не менее 0,95).
Теперь обратим внимание на выходные параметры серии LED-драйверов LDC, а также на то, в каких диапазонах их можно регулировать. Это важно для решения задачи максимального охвата параметров возможных нагрузок. В таблицу 2 сведены основные параметры и диапазоны их величин [3].
Таблица 2. Выходные параметры LED-драйверов
Наименование | LDC-35 | LDC-55 | LDC-80 |
---|---|---|---|
Мощность, Вт | 35 | 55 | 80 |
Диапазоны вых. тока, мА | 300…1000 | 500…1600 | 700…2100 |
Пульсации вых. тока, % | < 3 | < 3 | < 3 |
Диапазон вых. напряжения, В DC | 27… 56 | 27…56 | 27…56 |
Для питания светодиодов необходим стабилизированный ток. Рассматриваемое семейство источников питания позволяет получить стабилизированный выходной ток в широком диапазоне на постоянной выходной мощности и при низком уровне пульсаций – не более 3% от пика до пика во всем диапазоне выходного тока.
Мощность источника зашифрована в обозначении модели LED-драйвера. Она постоянна и не меняется при изменении выходного тока, который регулируется в достаточно широком диапазоне. Это позволяет применять светодиоды, рассчитанные на различные значения тока питания. У старшей линейки LDC-80 выходной ток можно изменять в диапазоне 700…2100 мА. В случае с LDC-35 и LDC-55 ток на выходе драйвера можно подстраивать в диапазонах 300…1000 и 500…1600 мА соответственно. В целом, линейка LED-драйверов LDC охватывает наиболее часто используемые значения тока в светодиодных модулях.
И это еще не все положительные стороны серии LDC. В ней продумана надежная защита от таких сбоев как КЗ, перенапряжение или перегрев. Драйверы серии LDC в случае такого рода неполадок отключаются до тех пор, пока внешние условия работы не станут снова безопасны. Восстановление выходных параметров произойдет автоматически.
Заслуживает внимания и еще одно решение компании MEAN WELL для повышения надежности и долговечности. В серии LDC предусмотрен специальный вход NTC для подключения терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Установить его нужно на сам светодиодный модуль или вблизи от него. LED-драйвер с помощью встроенной функции термокомпенсации будет автоматически подстраивать выходной ток, в зависимости от условий окружающей среды и температуры светодиодов. Эта возможность положительно влияет на срок службы светодиодов и ИП, что позволяет выпускать более надежные решения.
Все представители серии LDC прошли сертификацию на соответствие техническим регламентам Таможенного Союза EAC ТР ТС 004/2011 и ТС 020/2011.
Возможности регулировки начального выходного тока серии LDC
LED-драйверы линейки LDC привлекают широкими возможностями регулировки выходного тока и диммирования. Рассмотрим настройку начального выходного тока драйвера. На выходном соединителе предусмотрены специальные клеммы IADJ для подключения подстроечного резистора. С помощью установки необходимого сопротивления в соответствии с зависимостью, приведенной в таблице 3, можно настроить начальный ток LED-драйверов. При неподключенных клеммах, например, для серии LDC-35, начальный выходной ток будет равен 300 мА, а если установить сопротивление величиной 15,2 кОм – величина тока достигнет максимального для этой серии значения в 1 А. Однако если уменьшить выходной ток – в обычном ИП одновременно уменьшится и выходная мощность. Это во многих случаях может оказаться неприемлемым.
В качестве примера рассмотрим случай, когда нам нужно разработать светильник на определенный световой поток, но по какой-то причине мы вынуждены применить другой светодиодный модуль с другими параметрами питания и нам нужно только изменить ток, не меняя при этом расчетную мощность. В таком случае наиболее удобным становится использовать ИП в режиме стабилизации выходной мощности. При изменении выходного тока одновременно будет происходить изменение выходного напряжения и на выходе ИП наблюдается мощность 100%.
Если с уменьшением выходного тока нам требуется также и снижение выходной мощности, то этот источник питания сможет обеспечить и такой режим, поскольку его выходное напряжение подстраивается под параметры нагрузки (в определенных пределах).
На рисунке 2 проиллюстрирована рабочая область выходных тока и напряжения. Любая точка, принадлежащая выделенной области, соответствует сочетанию выходных параметров ИП, при которых качественные показатели работы драйвера находятся на приемлемом уровне. Верхняя косая грань области включает в себя все значения выходной мощности. При настройке LED-драйвера в режимах, расположенных ниже, на выходе будет получена меньшая по величине мощность. В нижнем левом углу рабочей области серии LDC выходная мощность ИП составит величину около 30% от максимальной.
Управление яркостью серии LDC
Наличие разнообразных механизмов управления яркостью освещения в значительной степени повышает привлекательность ИП на рынке. В моделях линейки LDC, которые маркируются буквой «B» на конце, присутствует регулировка яркости постоянным напряжением 0…10 В. Подавать управляющий сигнал необходимо на вход DIM+/DIM-. Величина выходного тока будет изменяться в зависимости от разницы потенциалов между клеммами DIM+ и DIM-. Эта зависимость изображена на рисунке 3. «Ступенька» в начале графика – это порог отключения драйвера. Ниже 8% уровень выходного тока не определен и это – минимальный уровень яркости.
Реостат с максимальной величиной сопротивления 100 кОм также можно подключить к клеммам DIM+/DIM-. Зависимость в этом случае, как и при управлении напряжением, линейная (рисунок 4) с аналогичным минимальным порогом яркости. Это достаточно удобный способ, который позволяет экономить средства на дополнительном источнике напряжения. Также линейность позволяет избежать дополнительных подстроек.
Таблица 3. Зависимость выходного тока от сопротивления
Модель | Величина | Значение | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
LDC-35 | Сопротивление, кОм | 15,2 | 19 | 24,5 | 32,5 | 43 | 46 |
Выходной ток, А | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,62 | 0,6 | |
LDC-55 | Сопротивление, кОм | 18 | 20 | 24 | 27 | 30 | 33 |
Выходной ток, А | 1,6 | 1,52 | 1,45 | 1,32 | 1,26 | 1,2 | |
LDC-80 | Сопротивление, кОм | 18,7 | 23,2 | 28 | 34 | 46 | 68 |
Выходной ток, А | 2,1 | 1,9 | 1,75 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | |
LDC-35 | Сопротивление, кОм | 72,5 | 100 | 150 | 300 | NC | – |
Выходной ток, А | 0,5 | 0,45 | 0,4 | 0,35 | 0,3 | – | |
LDC-55 | Сопротивление, кОм | 36 | 39 | 43 | 47 | 56 | 68 |
Выходной ток, А | 1,15 | 1,11 | 1,06 | 1,03 | 0,95 | 0,88 | |
LDC-80 | Сопротивление, кОм | 103 | 188 | NC | – | – | – |
Выходной ток, А | 1,05 | 0,9 | 0,7 | – | – | – | |
LDC-55 | Сопротивление, кОм | 91 | 150 | 200 | NC | – | – |
Выходной ток, А | 0,8 | 0,7 | 0,65 | 0,5 | – | – |
Третий вариант управления яркостью – знакомый метод ШИМ-регулировки. На рисунке 5 видно, что уровень выходного тока зависит от коэффициента заполнения сигнала с ШИМ-модуляцией.
Данные три метода позволяют компании MEAN WELL позиционировать модели линейки LDC с маркировкой «B» как драйверы «3 в 1».
Если у производителя осветительного оборудования есть потребность в цифровом интерфейсе управления яркостью, то стоит обратить внимание на модели серии LDC с маркировкой «DA». Такие LED-драйверы на входе DA+/DA- принимают сигналы по двухпроводному интерфейсу от контроллера DALI. Это – открытый стандартный цифровой протокол управления осветительными приборами. По нему можно подключить до 64 устройств и управлять либо каждым независимо, используя формат «адрес-команда», либо группами устройств и даже сразу всеми, с помощью широковещательных команд. В отличии от метода 0…10 В, DALI, благодаря высокой амплитуде полезного сигнала, работает в зашумленных условиях. При этом отсутствует необходимость в дополнительных ключевых устройствах, так как включение и выключение драйвера осуществляется полностью по цифровому протоколу. Если ограничено пространство – физически линию DALI прокладывают с помощью 5-жильных кабелей вместе с питанием от сети.
Для модели «DA» линейки LDC есть еще один способ управления яркостью. Вместо подключения входа драйвера DA+/DA- к контроллеру DALI можно сделать соединение с замыкающей кнопкой. Это простой и бюджетный метод, не требующий внешней аппаратуры управления. Управлять яркостью через систему нажатий весьма просто: однократное нажатие длительностью 0,1…1 секунды включает или выключает освещение, долгое нажатие 1,5…10 секунд изменяет яркость. В зависимости от длительности, каждое долгое нажатие меняет направление диммирования с увеличения яркости на уменьшение и наоборот. Сбросить уровень яркости на установленные по умолчанию 100% можно долгим нажатием длительностью свыше 11 секунд.
Система обозначений серии LDC
При выборе способа регулировки главное – не ошибиться, заказывая драйвер у поставщика. Кодировка обозначений у серии LDC простая и состоит из трех частей. Рассмотрим это на примере LED-драйвера LDC-55-DA. Первая часть – LDC – обозначает серию устройства. Вторая, как упоминалось выше, обозначает мощность, в данном случае это 55 Вт. Последняя часть обозначения указывает на способ регулировки яркости. Если там пропуск – то это модель без регулировки, если буква «B» – то версия «3 в 1» с регулировками 0…10 В, ШИМ и сопротивлением. Если буквы «DA», как в примере, то модель имеет регулировку яркости по интерфейсу DALI или с помощью кнопки. К сожалению, эти два режима не работают одновременно. Со схемой обозначений можно ознакомиться на рисунке 6.
Заключение
Источники питания со стабилизацией выходной мощности и возможностью установки конкретной величины тока помогают в решении задачи, когда светодиода нужного бина нет в наличии. Они дают возможность изменять и расширять линейку осветительного оборудования в короткие сроки. Производитель может использовать оптимальные компоненты без необходимости вкладывать средства в доработку документации и повторную сертификацию, снизить издержки за счет сокращения количества моделей источников питания на складе и уменьшить количество испытаний на ЭМС.
Следует отметить, что в линейке поставок КОМПЭЛ есть и другое оборудование, работающее по протоколу DALI. На рынке оно известно под брендом EcoDIM. Это диммеры, реле, устройства ввода и адаптеры, датчики движения и освещенности, шлюзы. Предлагается также бесплатное конфигурационное ПО для пусконаладки сети DALI. Оперативная техническая поддержка и трехлетняя гарантия предоставляются от разработчика и производителя — ПА «Контракт Электроника».
Таким образом, появляется целая экосистема, где интеграторы и проектировщики могут решать любые задачи по управлению освещением – в офисе, на складах, в цехах, спортивных комплексах и других объектах.
Наши информационные каналы