Параметры светодиодного освещения во многом зависят от используемого драйвера. Неправильный выбор этого электронного модуля непременно скажется на производительности осветительного прибора. Также возможен сокращённый срок службы или полный выход из строя светильника, если он эксплуатируется в неподходящих для его условиях. В этой статье рассмотрим, как получить максимальную отдачу от светодиодной установки при помощи согласования драйвера со светодиодной матрицей.
Факторы совместимости драйвера
При выборе светодиодного драйвера, прежде всего, надо сосредоточиться на ключевых факторах. Совместимость должна быть по основным электротехническим параметрам.
Диапазон питающего напряжения
Во первых драйвер и используемая светодиодная матрица должны быть согласованы по напряжению. Те и другие могут быть рассчитаны на питание от постоянного или переменного тока, также быть комбинированными. Если светодиодная матрица расчитана на +12В, то такое же напряжение должно быть на выходе драйвера, хотя сам он питаться может от любого типа тока с разным значением и диапазоном допустимого напряжениея. Это тоже должно учитываться. Нельзя питать адаптер напряжением, которое не входит в параметры его характеристик.
Если светодиоды расчитаны на питание от напряжения в диапазоне 100 – 260 В. В этом случае подойдёт адаптер с выходным напряжением 110±10% или ~230±10%. Первый предпочтительнее, так как напряжение на светодиоды всё-ровно ослабляется, так что лучше применить оптимальную систему. Также и входное напряжение драйвера должно входить в пределы значений разности потенциалов, которые реально действуют в конкретной сети.
Максимальный ток и мощность
В некоторых инструкциях в параметрах указывается ток, а в некоторых только мощность. Итак, если для драйвера известна одна характеристика, а для светильника другая, то понадобятся расчёты, приводящие к одной какой-нибудь величине: току или мощности. Напомним, мощность P, в Ваттах, рассчитывается по формуле:
P=I×U, где I — это ток, в Амперах, а U — напряжение питания модуля, а Вольтах.
Для расчёта тока выходит такая зависимость:
I=P/U, если неизвестна мощность, то можно использовать сопротивление нагрузки. Тогда для расчёта тока можно будет использовать закон Ома:
I=U/R, где R — это сопротивление нагрузки.
Вот только измерить его с помощью тестера не получится, так как светодиоды — это полупроводники и их вольтамперная характеристика нелинейная. Впрочем, эту формулу, всё же, можно использовать при расчёте тока питания светодиода или их цепочек. Вместо сопротивления R — подставляют значение добавочного резистора, а вместо U — величину питающего напряжения минус напряжение падения на светодиоде. Для большинства белых светодиодов оно составляет около 2,5В, но может доходить до 3,5В.
ВНИМАНИЕ: Ток питания светодиодов и мощность их потребления не должны превышать значений, на которые рассчитан модуль.
Сказанное выше справедливо при выборе источника питания для светодиодных модулей, рассчитанных на питание постоянным напряжением и имеющих в своем составе токоограниичтельные резисторы или другие средства для ограничения тока.
Мощность драйвера может указываться в двух видах:
1. В явном — 10 ватт или 10 w
2. В неявном — 8-11×1 Вт или 8-11×1 w. Такую запись следует читать как «можно подключить от 8 до 11 светодиодов мощность 1 ватт».
Мощность любого источника питания всегда должна быть больше мощности подключаемой нагрузки. То есть если вам нужно запитать ленту мощностью 100 ватт, значит, блок питания должен быть 115-120 ватт. Можно хоть на 1000, но будет дорого. Главное, что нужно понять: нагрузка сама возьмет столько сколько ей нужно. А вот если мощность будет слишком низкой, то блок питания либо уйдет в защиту и выключится, либо выйдет из строя.
При выборе драйвера для мощных светодиодов, нужно учитывать диапазон мощностей (пример №2), мощность ваших светодиодов должна быть в этом диапазоне, не больше и не меньше.
Выходной ток (Iout)
Главный параметр выбора драйвера для мощных светодиодов и токовых светодиодных линеек или матриц — выходной ток. На драйвере он обозначаетая как Iout. Измеряется в амперах или миллиамперах. Например, запись в виде Iout = 0.3 A и Iout = 300 mA — это одна и та же величина выходного тока: 300 миллиампер.
Степень защиты IP
Под стандартом IP имеется ввиду состояние запыленности и влажности среды, где будет эксплуатироваться устройство. Поэтому предполагаемое нахождение светильника, должно соответствовать условиям установленного параметра. К примеру, изделия с индексом IP20 должны эксплуатироваться в отапливаемых и проветриваемых помещениях, без нахождения в них мелких насекомых: муравьёв, клопов, тараканов и пр. Это могут быть помещения с регулярной санобработкой: офисы, магазины, кафе/рестораны, театры, теплые сухие цеха и пр.
Для установки светильника под навесом, степень защиты должна быть не менее IP54, а на улице, не менее IP64. С такими параметрами должны быть выбраны изделия, если в помещении есть колонии насекомых. Это следует учесть для того, чтобы они не посчитали светильник прекрасным отапливаемым общежитием и не свили там свои гнёзда. Следует понимать, что современная техника выполняется SMD-монтажом на КМОП-компонентах. Электронная плата очень чувствительна к влажным загрязнениям, особенно, если схема питается от сети ~230В.
Доп/функции
Наличие дополнительных возможностей изначально следует учесть, таких как диммирование или автономная работа от встроенного аккумулятора и пр. Напомним, что диммирование — это возможность плавной регулировки яркости освещения. Она может осуществляться установленной рукояткой поворотного или ползункового типа.
Также регулировка возможна через приложение на смартфоне. Ещё изменение яркости может быть реализовано с пульта. Последние 2 варианта — это функция дистанционного управления. Впрочем, у современных систем освещения могут быть такие опции:
- Гальваническая развязка — это когда мощность от питающей сети передаётся без непосредственного электрического контакта. Это бывает необходимое условие обеспечения изоляции токопроводящих элементов светодиодов от попадания на них фазного напряжения сети;
- Защита от КЗ (короткого замыкания) — она может быть электронной, т.е. самовосстанавливающейся или обеспечена плавким предохранителем. Если доступ линиям питания светодиодов закрыт, то не имеет значения, какого типа там защита. Для питанияч гирлянд лучше использовать драйвер с электронной автозащитой от КЗ;
- Защита от перенапряжения до 320 Вольт (светильник работает с таким напряжением в течение 1 часа или 24 часов, далее отключается). Такой тип защиты актуален, если питание светильников осуществляется фазой 3-фазного электропитания. В этом случае аварийные ситуации и случайные ошибки в работе электрооборудования, также монтажа, которые допустили пападания на вход устройства завышенного напряжения, не приведут к повреждению светильников;
- Защита от скачков напряжения свыше 380 Вольт (отключение, восстанавливается автоматически) — то же, что и в предыдущем варианте;
- Активный корректор мощности — нужен для повышения коэффициента мощности драйвера (cos Ф) и снижения тока в питающей цепи.
- Защита от холостого хода — у некоторых драйверов простейшей топологии недопустим обрыв цепи питания светодиодов. В таких случаях разность потенциалов на месте разъединения контактов может быть очень высокой. Так что для использования драйверов для гирлянд и коммутируемых линий светодиодов условие защиты от холостого хода должно быть обязательным;
- Защита от перегрева — при эксплуатации светильника в сверхтёплых или жарких помещения требуется недопустить перегрев светодиодной матрицы. Это бывает нужно, если светильник средней или большой мощности установлен так, что не имеет достаточного отвода тепла. Такая ситуация может возникнуть в сверхпыльных помещениях, если не проводить своевременных регламентных работ.
Сертификаты безопасности тоже имеют значение, также как и размеры, конструкция и вес. При эксплуатации в общественных помещениях немаловажное значение имеет форм-фактор корпуса и его дизайн. Мощные устройства, также средней мощности имеют наружные теплоотводы, к ним должен быть обеспечен постоянный приток воздуха для естественного охлаждения.
Допустимый уровень пульсаций
Кроме основных факторов существуют второстепенные, которые играют немаловажную роль в эффективности эксплуатации прибора. И если первые можно определить по параметрам, представленным в характеристиках устройства, то такой показатель как допустимый уровень пульсаций можно просто даже не найти в инструкции по применению.
Впрочем, статья рассчитана для консультации по сборке светильника, т.е. подборке драйвера к светодиодной матрице. Поэтому на теме остановимся более подробно. Понятно, что чем лучше стабилизировано выходное напряжение драйвера элементами электронной схемы, тем лучше. Но это не всегда напрямую влияет на конечную стоимость устройства. Уровни пульсаций обусловлены не только фильрами, выпрямителем и топологией инвертора, но и действием сетевых помех.
Скачки перенапряжения пагубно воздействует даже на высококачественные светодиоды. Поэтому, даже дорогой брендовый драйвер может со сбоями работать, например, при заниженном напряжении сети. В то время как дешёвый ширпотреб в подобных условиях показывает более стабильные результаты. Почему так? Всё зависит от того, какая топология схемы применена.
В городской черте сетевое напряжение довольно стабильное, без временных провалов и пиков. Поэтому для таких пользователей не обязательно наличие во входной схеме драйверов варисторов и синфазных дросселей, сглаживающих скачки напряжения. Но тем, которые живут рядом с крупными предприятиями или в сельской местности, отдалённой от трансформаторной подстанции, очень даже рекомендуется использовать драйвер с вышеупомянутыми компонентами.
Как это проверить, если в инструкции по эксплуатации никаких пометок нет? Остаётся только визуальный осмотр электронного модуля драйвера. Впрочем, если производитель применил в топологии дополнительную фильтрацию от сетевых помех, то он об этом непременно похвастается не только в инструкции, но и на картинке рекламной упаковки.
Дотошному приобретателю драйверов для большого проекта предлагаю разобрать одно изделие избранной модели и исследовать модуль на предмет наличия сглаживающих компонентов в схеме устройства. А ещё лучше исследовать данный прибор с использованием не только мультиметра, но и ЛАТРа с осциллографом. Впрочем, если электрические характеристики сети стабильные, то всё это делать не нужно.