Выбираем источник питания для светодиодного освещения правильно. Ч.2. Схемы подключения источника(ов) питания для LED - Новости :: LEDsvit

Выбираем источник питания для светодиодного освещения правильно. Ч.2. Схемы подключения источника(ов) питания для LED

В большинстве светодиодных приложений к одному источнику питания подключается несколько светодиодов, чтобы обеспечить необходимые параметры системы по яркости/световому потоку. Между собой светодиоды могут быть подключены последовательно, параллельно либо в последовательно-параллельной комбинации (матрице).

 

Простейший способ подключения, называемый также прямым подключением – последовательная цепочка из нескольких светодиодов, непосредственно подключаемая к источнику питания. При этом падение напряжения на клеммах источника питания равно сумме падений напряжений на отдельных светодиодах, а ток одинаков во всей цепи (C.V. method). Данное решение наиболее простое, самое бюджетное и при этом имеет наименьшие потери мощности (наибольший электрический КПД).

Простейший способ подключения, называемый также прямым подключением – последовательная цепочка из нескольких светодиодов, непосредственно подключаемая к источнику питания

Однако, такая схема применима лишь к самым простым приложениям, она не подразумевает возможности регулирования яркости светодиодов. Данная схема наименее надежна – выход из строя одного светодиода «потушит» всю цепь. Выходом может стать развитие последовательной схемы в матричную. Повышается надежность (выход из строя одного светодиода не нарушает работу системы), но проявляется другая проблема.

Выходом может стать развитие последовательной схемы в матричную.

Нестабильность характеристик отдельных светодиодов в цепочке приводит к разбросу значений тока в разных цепочках (падение напряжения на каждой из цепочек будет одинаковым и равно падению напряжения на клеммах источника питания). Поскольку яркость светодиода пропорциональна току, то прямое подключение матричной схемы к источнику питания может привести к неравномерной яркости светодиодов в системе. Также неравномерно будет происходить процесс старения светодиодов в системе – одни из них будут со временем тускнеть быстрее, чем соседние.

 

Решение проблемы – балансирование тока в параллельных цепочках с помощью балластных резисторов, включаемых в каждую цепочку. В данной схеме [как правило] используется источник питания с постоянным напряжением на клеммах (C.V. method). Ток в цепочках определяется не только параметрами самих светодиодов, но и сопротивлением балластного резистора. Сопротивление резистора имеет большую стабильность, чем параметры светодиодов, и, кроме того, оно выбирается разработчиком схемы - то есть при помощи выбора значения сопротивления можно управлять режимами работы схемы. По сравнению с предыдущей схемой, в этом случае можно добиться лучшей равномерности распределения токов между цепочками светодиодов. Схема проста в изготовлении и не содержит дорогостоящих компонентов. Подбор светодиодов по величине падения напряжения не требуется.

Решение проблемы – балансирование тока в параллельных цепочках с помощью балластных резисторов, включаемых в каждую цепочку.

Такая схема достаточно проста, она также относится к бюджетным решениям (отличается от прямого подключения лишь стоимостью резистора). КПД такого решения несколько меньше, поскольку наблюдаются потери на нагрев резистора. Кроме того, некоторый разброс значений токов в цепочках все равно наблюдается. Как бы точно не были бы подобраны резисторы. Естественно, такая схема также не предполагает диммирования (регулирования яркости светодиодного источника света).

Оптимальный вариант - это использование специализированных микросхем (драйверов) для управления цепочками светодиодов.

Оптимальный вариант - это использование специализированных микросхем (драйверов) для управления цепочками светодиодов. Ток в каждой цепочке светодиодов регулируется при помощи драйвера и точность распределения токов определяется параметрами драйвера. Микросхемы драйверов могут быть различными: линейными и импульсными. Линейные драйвера имеют меньший КПД, чем импульсные, но не создают проблем с помехами и наводками.

 

Схема с драйвером обеспечивает наилучшее распределение токов и даёт возможность использовать более распространённые источники постоянного напряжения. Кроме того, в данной схеме можно просто реализовать дополнительные функции управления, выбрав соответствующий драйвер. Развитием данного схемного решение может быть использование источника питания со встроенной схемой LED-драйвера.

 

К недостаткам схем с драйвером стоит отнести их меньший КПД и более высокую стоимость и сложность – это профессиональные решения.

 

Как видим, каждое решение имеет как плюсы, так и минусы. Выбор схемного решения определяется параметрами каждого конкретного приложения. В самом общем случае выбор источника питания можно свести к следующей последовательности действий:

 

  • Количество и тип светодиодов, необходимых для конкретного устройства, должны быть определены на основании требований к освещённости, рабочим дистанциям, габаритным размерам и прочим параметрам приложения.
  • Определить используемую схему подключения светодиодов, в зависимости от требований конкретного приложения.
  • Определить требуемую мощность источника питания для светодиодов на основании суммарной мощности, потребляемой схемой, с учётом необходимого запаса. Рекомендуемая величина запаса по мощности - 30-35%.
  • Проверить необходимость наличия в источнике питания дополнительных возможностей (регулирование выхода, режим "C.C.+C.V.").
  • По требуемым условиям эксплуатации выбрать источник питания с подходящей степенью защиты IP, конструкцией корпуса и диапазоном рабочих температур.
  • Проверить допустимую выходную мощность для источника питания при максимальной температуре окружающей среды. Если необходимо, то скорректировать требуемую мощность источника питания.
  • Определить необходимость использования источника питания с коррекцией коэффициента мощности.
  • Определить необходимость наличия сертификатов соответствия требованиям безопасности и иным нормативным документам.

 

Компания Mean Well (Тайвань) предлагает широкий ассортимент AC/DC-преобразователей для питания светодиодных приложений. В распоряжении разработчика широкий выбор моделей источников питания по мощности, по виду конструктивного исполнения, набору встроенных защит, наличию функции коррекции коэффициента мощности и по другим параметрам. В ряде моделей имеется возможность регулирования значения выходного тока во всём диапазоне - от максимально допустимого до минимального значения (5-15%). Регулирование происходит путём подачи управляющего сигнала на специальный вход источника питания.

 

Серия PLN. Источники питания в защищённом пластиковом корпусе. Имеется коррекция коэффициента мощности. Подстройка выходного тока и напряжения.

 

Серия CLG. Источники питания в защищённом металлическом корпусе. Залиты компаундом. Имеется коррекция коэффициента мощности. Различные конструктивные варианты исполнения входов и выходов. Подстройка выходного тока и напряжения.

 

Серия ULP. Источник питания в открытом корпусе. Имеется коррекция коэффициента мощности.

 

Серия PLP. Источники питания в открытом корпусе. Имеется коррекция коэффициента мощности.

 

Серия ELN. Источники питания в защищённом пластиковом корпусе. Регулировка выходного тока в полном диапазоне.

 

Серия LP. Источники питания в защищённом пластиковом корпусе. Залиты компаундом.