Дроссель для светодиодных светильников: Дроссели для люминесцентных ламп (ЛЛ) оптом, по низкой цене в Москве — SmartLamps

Немного об основах схемотехники светодиодных ламп / Хабр

Судя по комментариям, многих людей интересуют не только параметры светодиодных ламп, но и теория их внутреннего устройства. Потому я решил немного поговорить об основах схемотехнических решений, чаще всего применяемых в этой области.

Итак, ядром и главным компонентом светодиодной лампочки является светодиод. С точки зрения схемотехники светоизлучающие диоды ничем не отличаются от любых других, разве только тем, что в смысле применения их как собственно диодов они обладают ужасными параметрами – очень маленьким допустимым обратным напряжением, относительно большой емкостью перехода, огромным рабочим падением напряжения (порядка 3.5 В для белых светодиодов – например, для выпрямительного диода это был бы кошмар) и т.д.

Однако мы понимаем, что главная ценность светодиодов для человечества состоит в том, что они светятся, причем порой достаточно ярко. Чтобы светодиод светился долго и счастливо, ему необходимо два условия: стабильный ток через него и хороший теплоотвод от него.

Качество теплоотвода обеспечивается различными конструкционными методами, потому сейчас мы не будем останавливаться на этом вопросе. Поговорим о том, зачем и как современное человечество достигает первой цели – стабильного тока.

К слову, о белых светодиодах

Понятное дело, что для освещения более всего интересны белые светодиоды. Делаются они на основе кристалла, излучающего синий свет, залитого люминофором, переизлучающим часть энергии в желто-зеленой области. На заглавной картинке хорошо видно, что токоведущие проволочки уходят в нечто желтое — это и есть люминофор; кристалл расположен под ним. На типичном спектре белого светодиода хорошо виден синий пик:

Спектры светодиодов с разными цветовыми температурами: 5000K (синий), 3700K (зеленый), 2600K (красный). Подробнее тут.

Мы уже разобрались, что в схемотехническом смысле светодиод отличается от любого другого диода только значениями параметров.

Здесь надо сказать, что прибор это принципиально нелинейный; то есть, знакомому со школы закону Ома он совершенно не подчиняется. Зависимость тока от приложенного напряжения на таких устройствах описывается т.н. вольт-амперной характеристикой (ВАХ), причем для диода она носит экспоненциальный характер. Из этого следует, что самое незначительное изменение приложенного напряжения приводит к огромному изменению тока, но и это еще не все – при изменении температуры (а также старении) ВАХ смещается. Кроме этого, положение ВАХ слегка разное для разных диодов. Оговорю отдельно – не только для каждого типа, но для каждого экземпляра, даже из одной партии. По этой причине распределение тока через диоды, включенные параллельно, обязательно будет неравномерным, что не может хорошо сказаться на долговечности конструкции. При изготовлении матриц стараются либо использовать последовательное включение, что решает проблему в корне, либо выбирать диоды с примерно одинаковым прямым падением напряжения. Чтобы облегчить задачу, производители обычно указывают так называемый «бин» — код выборки по параметрам (по напряжению в том числе), в которую попадает конкретный экземпляр.

ВАХ белого светодиода.

Соответственно, чтобы все работало хорошо, светодиод необходимо подключать к устройству, которое вне зависимости от внешних факторов будет с высокой точностью автоматически подбирать такое напряжение, при котором в цепи протекает заданный ток (например, 350 мА для одноваттных светодиодов), причем контролировать процесс непрерывно. Вообще, такое устройство называется источником тока, но в случае светодиодов в наши дни модно употреблять заморское слово «драйвер». В целом, драйвером часто называют решения, главным образом предназначенные для работы в конкретном применении – например, «драйвер MOSFET» — микросхема, предназначенная для управления конкретно мощными полевыми транзисторами, «драйвер семисегментного индикатора» — решение для управления конкретно семисегментниками, и т.д. То есть, называя источник тока драйвером светодиодов, люди намекают, что этот источник тока по задумке предназначен именно для работы со светодиодами. Например, он может иметь специфичные функции – что-нибудь в духе наличия светового интерфейса DMX-512, определения обрыва и короткого замыкания на выходе (а обычный источник тока, вообще, должен без проблем работать и на короткое замыкание), и т.

п. Тем не менее, понятия часто путают, и, например, называют драйвером самый обычный адаптер (источник напряжения!) для светодиодных лент.

Кроме того, устройства, предназначенные для задания режима осветительного прибора, часто называют балластом.

Итак, источники тока. Самым простым источником тока может быть сопротивление, включенное последовательно со светодиодом. Так делают при малых мощностях (где-то до полуватта), например, в тех же светодиодных лентах. С увеличением мощности потери на резисторе становятся слишком велики, а требования к стабильности тока повышаются, и потому возникает необходимость в более продвинутых устройствах, поэтичный образ которых я нарисовал выше. Все они строятся по одинаковой идеологии – в них имеется регулирующий элемент, контролируемый обратной связью по току.

Стабилизаторы тока разделяются на два типа – линейные и импульсные. Линейные схемы – родственники резистора (сам резистор и его аналоги также относятся к этому классу). Особого выигрыша в КПД они обычно не дают, зато повышают качество стабилизации тока.

Импульсные схемы являют собой наилучшее решение, однако они сложнее и дороже.

Давайте теперь кратко пробежимся по тому, что в наши дни можно увидеть внутри светодиодных ламп или рядом с ними.

1. Конденсаторный балласт

Конденсаторный балласт являет собой развитие идеи насчет включения сопротивления последовательно со светодиодом. В принципе, светодиод можно подключить в розетку прямо так:

Встречновключенный диод необходим для того, чтобы не допустить пробоя светодиода в момент, когда сетевое напряжение сменит полярность – я уже упоминал, что светодиодов с допустимым обратным напряжением в сотни вольт не встречается. В принципе, вместо обратного диода можно поставить еще один светодиод.

Номинал резистора в схеме выше рассчитан для тока светодиода около 10 – 15 мА. Поскольку напряжение сети гораздо больше падения на диодах, последнее можно не учитывать и считать прямо по закону Ома: 220/20000 ~ 11 мА. Можно подставить пиковое значение (311 В) и убедиться, что даже в предельном случае ток диода не превысит 20 мА. Все выходит замечательно, кроме того, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 2.5 Вт, а на светодиоде – около 40 мВт. Таким образом, КПД системы составляет порядка 1.5% (в случае одного светодиода будет еще меньше).

Идея рассматриваемого метода заключается в том, чтобы заменить резистор конденсатором, ведь известно, что в цепях переменного тока реактивные элементы обладают способностью ограничивать ток. Кстати, использовать дроссель тоже можно, более того, так делают в классических электромагнитных балластах для люминесцентных ламп.

Считая по формуле из учебника, легко получить, что в нашем случае требуется конденсатор емкостью 0.2 мкФ, либо катушка индуктивностью около 60 Гн. Здесь становится ясно, почему в подобных балластах светодиодных ламп никогда не встречаются дроссели – катушка такой индуктивности представляет собой серьезное и дорогое сооружение, а вот конденсатор на 0.2 мкФ добыть гораздо проще. Разумеется, он должен быть рассчитан на пиковое сетевое напряжение, причем лучше с запасом. На практике применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В. Немного дополнив схему, получаем то, что уже видели в предыдущей статье.

Лирическое отступление

«Микрофарад» сокращется именно как «мкФ». Я останавливаюсь на этом потому, что достаточно часто вижу людей, пишущих в этом контексте «мФ», в то время как последнее — сокращение от «миллифарад», то есть 1000 мкФ. По-английски «микрофарад», опять же, пишется отнюдь не как «mkF», но, напротив, «uF». Это потому, что буква «u» напоминает букву “μ” с оторванным хвостиком.

Итак, 1 Ф/F = 1000 мФ/mF = 1000000 мкФ/uF/μF, и никак иначе!

Кроме того, «Фарад» — мужского рода, так как назван в честь великого физика-мужчины. Так что, «четыре микрофарада», но не «четыре микрофарады»!

Как я уже говорил, преимущество у такого балласта только одно – простота и дешевизна. Подобно балласту с резистором, здесь обеспечивается не слишком хорошая стабилизация тока, и, что еще хуже, присутствует значительная реактивная составляющая, что не особо хорошо для сети (особенно при заметных мощностях). Кроме того, при увеличении желаемого тока будет расти необходимая емкость конденсатора. Например, если мы хотим включить одноваттный светодиод, работающий при токе 350 мА, нам потребуется конденсатор емкостью около 5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В. Это уже дороже, больше по габаритам и сложнее в конструкционном плане. С подавлением пульсаций здесь тоже все непросто. В целом можно сказать, что конденсаторный балласт простителен только для небольших ламп-маячков, не более того.

2. Бестрансформаторная понижающая топология

Это схемотехническое решение относится к семейству бестрансформаторных преобразователей, включающему в себя понижающую, повышающую и инвертирующую топологии. Кроме того, к бестрансформаторным преобразователям также относится SEPIC, преобразователь Чука и другая экзотика, вроде переключаемых конденсаторов. В принципе, драйвер светодиодов можно построить на основе любой из них, однако на практике в этом качестве они встречаются гораздо реже (хотя повышающая топология применяется, например, во многих фонариках).

Один из вариантов драйвера на основе бестрансформаторной понижающей топологии приведен на рисунке ниже.

В живой природе такое включение можно наблюдать на примере ZXLD1474 или варианта включения ZXSC310 (которая в исходной схеме включения, кстати, как раз повышающий преобразователь).

Здесь светодиод включается последовательно с катушкой. Схема управления отслеживает ток с помошью измерительного резистора R1 и управляет ключом T1. Если ток через светодиод падает ниже заданного минимума, транзистор открывается, и катушка с включенным последовательно с ней светодиодом оказывается подключенной к источнику питания. Ток в катушке начинает линейно нарастать (красный участок на графике), диод D1 в это время заперт. Как только схема управления регистрирует достижение током заданного максимума, ключ закрывается. В соответствии с первым законом коммутации катушка стремится поддержать ток в цепи за счет энергии, накопленной в магнитном поле. В этот момент ток протекает через диод D1. Энергия поля катушки расходуется, сила тока линейно убывает (зеленый участок на графике). Когда ток падает ниже заданного минимума, схема управления регистрирует это и снова открывает транзистор, подкачивая энергию в систему – процесс повторяется. Таким образом, ток поддерживается в заданных пределах.

Отличительная особенность понижающей топологии – возможность сделать пульсации светового потока сколь угодно малыми, поскольку в таком включении ток через светодиод никогда не прерывается. Путь приближения к идеалу лежит через увеличение индуктивности и повышение частоты коммутации (сегодня существуют преобразователи с рабочими частотами до нескольких мегагерц).

На основе такой топологии был сделан драйвер лампы Gauss, рассмотренной в предыдущей статье.

Недостатком метода является отсутствие гальванической развязки – когда транзистор открыт, схема оказывается напрямую соединенной с источником напряжения, в случае сетевых светодиодных ламп – с сетью, что может быть небезопасно.

3. Обратноходовый преобразователь

Несмотря на то, что обратноходовый преобразователь содержит нечто, похожее на трансформатор, в данном случае эту деталь правильнее называть двухобмоточным дросселем, поскольку ток никогда не течет через обе обмотки одновременно. В действительности по принципу действия обратноходовый преобразователь похож на бестрансформаторные топологии. Когда T1 открыт, ток в первичной обмотке нарастает, энергия в запасается в магнитном поле; при этом полярность включения вторичной обмотки сознательно подбирается такой, чтобы диод D3 на этом этапе был закрыт и тока на вторичной стороне не текло. Ток нагрузки в этот момент поддерживает конденсатор С1. Когда T1 закрывается, полярность напряжения на вторичной обмотке становится обратной (поскольку производная тока в первичной обмотке меняет знак), D3 открывается и накопленная энергия передается на вторичную сторону. В смысле стабилизации тока все то же самое – схема управления анализирует падение напряжения на резисторе R1 и подстраивает временные параметры так, чтобы ток через светодиоды оставался постоянным. Чаще всего обратноходовый преобразователь применяется при мощностях не более 50 Вт; далее он перестает быть целесообразным из-за возрастающих потерь и необходимых габаритов трансформатора-дросселя.

Надо сказать, что существуют варианты обратноходовых драйверов без оптоизолятора (например). Они полагаются на тот факт, что токи первичной и вторичной обмоток связаны, и при определенных оговорках можно ограничиться анализом тока первичной обмотки (или, чаще, отдельной вспомогательной обмотки) – это позволяет сэкономить на деталях и, соответственно, удешевить решение.

Обратноходовый преобразователь хорош тем, что он, во-первых, обеспечивает изоляцию вторичной части от сети (выше безопасность), а, во-вторых, позволяет относительно легко и дешево изготавливать лампы, совместимые со стандартными диммерами для ламп накаливания, а также устраивать коррекцию коэффициента мощности.

Лирическое отступление

Обратноходовый преобразователь называется так потому, что изначально подобный метод применялся для получения высокого напряжения в телевизорах на основе электронно-лучевых трубок. Источник высокого напряжения был схемотехнически объединен со схемой горизонтальной развертки, и импульс высокого напряжения получался во время обратного хода электронного луча.

Немного о пульсациях

Как уже было упомянуто, импульсные источники работают на достаточно высоких частотах (на практике – от 30 кГц, чаще около 100 кГц). Потому ясно, что сам по себе исправный драйвер не может быть источником большого коэффициента пульсаций – прежде всего потому, что на частотах выше 300 Гц этот параметр просто не нормируется, ну и, кроме того, высокочастотные пульсации в любом случае достаточно легко отфильтровать. Проблема заключается в сетевом напряжении.

Дело в том, что, разумеется, все перечисленные выше схемы (кроме схемы с гасящим конденсатором) работают от постоянного напряжения. Потому на входе любого электронного балласта прежде всего стоит выпрямитель и накопительный конденсатор. Предназначением последнего является питать балласт в те моменты, когда сетевое напряжение уходит ниже порога работы схемы. И здесь, увы, необходим компромисс – высоковольтные электролитические конденсаторы большой емкости, во-первых, стоят денег, а, во-вторых, занимают драгоценное место в корпусе лампы. Здесь же коренится причина проблем с коэффициентом мощности. Описанная схема с выпрямителем имеет неравномерное потребление тока. Это приводит к возникновению высших гармоник оного, что и является причиной ухудшения интересующего нас параметра. Причем чем лучше мы будем пытаться отфильтровать напряжение на входе балласта, тем более низкий коэффициент мощности мы получим, если не предпринимать отдельных усилий. Этим объясняется тот факт, что почти все лампы с низким коэффициентом пульсаций, которые мы видели, показывают очень посредственный коэффициент мощности, и наоборот (разумеется, введение активного корректора коэффициента мощности скажется на цене, потому на нем пока что предпочитают экономить).

Пожалуй это все, что в первом приближении можно сказать на тему электроники светодиодных ламп. Надеюсь, что этой статьей я в какой-то мере ответил на все вопросы схемотехнического толка, которые были заданы мне в комментариях и личных сообщениях.

Анализ электронных источников питания и электромагнитных источников питания. Плюсы и минусы. Практика применения.

История вопроса и терминология

Первые массово выпускаемые и доступные светодиоды в конце 60-х-начале-70-х годов XX века применялись в целях индикации, а не освещения [1]. В первую очередь из-за их малой световой отдачи, яркости и мощности, а во вторую — потому что они были цветными. Белые сверхъяркие светодиоды, которые сегодня зачастую подразумеваются под понятием «светодиод», среди них отсутствовали. Для питания таких цветных маломощных светодиодов применялись простейшие электронные схемы (см. рис. 1) в виде линейных стабилизаторов (ЛС).

Рисунок 1. Пример принципиальной схемы линейного стабилизатора постоянного тока

Характерной особенностью этих схем являлось отсутствие элементов, накапливающих энергию, таких как дроссели и конденсаторы. Вместо них применялись полупроводниковые элементы, такие как транзисторы, диоды, стабилитроны. В виду своей простоты и малых габаритов данные схемы не выделялись в отдельный источник питания и не имели собственного корпуса. Как правило, они располагались вместе со светодиодами на одной печатной плате.

Появление в 1994 году первого коммерческого яркого синего светодиода послужило толчком к созданию первых белых светодиодов в наиболее распространённом на сегодняшний день виде: с люминофором. Но, несмотря на то, что первые образцы белых светодиодов с люминофорным покрытием появились уже в 1996 году, их высокая стоимость и невысокая по сравнению с современными светодиодами эффективность не способствовали широкому применению в области освещения. Лишь во второй половине 2000-х годов сверхъяркие белые светодиоды начали активно применяться в освещении, постепенно набирая обороты. Мощность этих светодиодов значительно возросла по сравнению с применяемыми для индикации монохромными светодиодами, соответственно, возросли и потери мощности в источнике питания, применение линейных стабилизаторов стало невыгодно.

На сцену вышли электронные импульсные источники питания (ИИП), более дорогие, конструктивно и технологически более сложные, но обладающие гораздо лучшей эффективностью. Кроме того, ИИП позволяли обеспечить более высокую точность и стабильность тока через светодиоды, что было важно для первых коммерчески успешных белых светодиодов, предъявлявших высокие требования к качеству питания.

Отличительной особенностью класса импульсных источников питания является обязательное наличие накопительного реактивного элемента (см. рис. 2) (конденсатор, дроссель, трансформатор) и силовых полупроводниковых элементов (транзистор, диод).

Рисунок 2. Структурная схема импульсного источника питания светодиодов на основе понижающего преобразователя постоянного тока

В отличие от схем с линейными стабилизаторами, где полупроводниковые элементы работают непрерывно, в импульсных источниках питания формирование тока через светодиоды обеспечивается короткими импульсами. Во время этих импульсов полупроводниковые элементы включаются и выключаются, обеспечивая накопление поступающей из внешнего источника питания электрической энергии (будь то сеть переменного тока или источник постоянного напряжения) с помощью реактивных элементов, затем выводя эту энергию в нагрузку, на светодиоды. Импульсный принцип работы и дал название всему семейству источников питания.

Современные мощные белые светодиоды значительно дешевле тех, что были доступны на рынке 10 лет назад, а их эффективность значительно выше. При этом требования к качеству питания они предъявляют значительно более мягкие и многое «прощают». Всё это приводит к тому, что для ряда приложений может оказаться выгодным применение электромагнитных источников питания (ЭМИП). Электромагнитные источники питания, как и электронные импульсные, имеют реактивный элемент — дроссель (см. рис. 3), но, в отличие от них, используют его не для накопления энергии, а в качестве реактивного сопротивления для ограничения тока через светодиоды, т.е. дроссель здесь является балластом.

Рисунок 3. Структурная схема электромагнитного источника питания светодиодов

По эффективности ЭМИП превосходят на средних и больших мощностях линейные стабилизаторы, но уступают импульсным. Выгодным отличием электромагнитных источников питания от импульсных является надёжность (меньше элементов — меньше шансов выхода из строя), конструктивная простота, ремонтопригодность, меньшая стоимость.

Текущее положение дел

На данный момент линейные стабилизаторы довольно широко применяются в области освещения: для питания светодиодов в составе бегущих строк, декоративных светильников, ретрофитных ламп, светильников для транспортных средств, медицинских светильников, портативных фонариков и пр. Линейные стабилизаторы сегодня можно встретить даже в бытовых холодильниках. Однако общая доля линейных стабилизаторов среди всех источников питания для светодиодов крайне мала: 1-2 %. Оставшуюся часть занимают импульсные источники питания. И это неудивительно, т.к. они позволяют сделать компактный, эффективный, относительно недорогой драйвер для светодиодных светильников любой мощности. Электромагнитные источники для питания светодиодов начали рассматривать относительно недавно [2], и широкого распространения они пока не получили.

Если в процентном соотношении ситуация ясна, то в абсолютных величинах картина остаётся туманной. Чтобы оценить мировые масштабы обратимся к информации британской аналитической компании IHS (рис. 4).

Рисунок 4. Распределение по уровню мощности источников питания для светодиодов

Помимо общей тенденции к увеличению количества произведённых светодиодных источников питания в мире, мы видим, что согласно прогнозу продажи источников питания средней мощности (25-59 Вт), применяемых в основном для внутреннего освещения и ритейла, к 2020 году составят порядка 2 миллиардов штук в год — 53.7 % от общего количества. И приблизительно столько же будет продано источников питания малой мощности (менее 25 Вт) для ЖКХ и бытового потребления — 44.9 % от общего количества. При этом источники питания высокой мощности (60-150 Вт) составят около 80 миллионов шт. в год — менее 2 % от общего количества.

Характерные особенности электронных импульсных источников питания

Общей чертой всех импульсных источников питания для светодиодов является стабилизация выходного тока, т.е. при изменении напряжения в сети, ток светодиодов будет неизменным. Среди всего многообразия топологий схем импульсных источников питания наибольшее распространение получили две.

Однокаскадная

Импульсные источники питания, построенные по однокаскадной топологии, любимы многими производителями за простоту и невысокую стоимость. В основе данной топологии лежит совмещение функций коррекции коэффициента мощности и стабилизации тока в одном преобразователе (см. рис. 5). Если требуется гальваническая развязка, то в этой роли выступает обратноходовой преобразователь (flyback converter), если можно обойтись без развязки, то источник строится на основе повышающе-понижающего преобразователя (buck-boostconverter).

Рисунок 5. Структурная схема однокаскадного импульсного источника питания для светодиодов

Простота и дешевизна достигнуты использованием всего одного реактивного моточного элемента — дросселя или трансформатора, в зависимости от требования гальванической развязки. Кроме того, используется один силовой полупроводниковый элемент для запасания энергии в трансформаторе, и ещё один для её вывода. Данная топология оказалась оптимальной по стоимости, габаритным размерам, эффективности, стабильности и точности поддержания выходных параметров для большинства светодиодных нагрузок мощностью от 10 до 100 Вт с номинальными токами от 150 до 2000 мА. При повышении мощности и/или увеличении выходного тока оптимальность однокаскадной топологии достаточно легко ставится под вопрос.

Особенности однокаскадной топологии

Пусковой ток в сети при подаче напряжения питания равен или незначительно превышает номинальный потребляемый ток. Например, если включить в сеть 230 В однокаскадный ИИП мощностью 60 Вт, амплитуда броска тока будет порядка 260 мА. Почему этот параметр важен? Потому что, если пусковой ток значительно превышает номинальный, может сработать защитный автомат на линии питания и обесточить всю линию.

Нормальным значением коэффициента мощности для однокаскадной топологии можно считать величину в пределах 0.95-0.97. Эта величина зависит от мощности светодиодной нагрузки и входного напряжения, и обычно меняется в диапазоне от 0.85 до 0.99. Ещё одной важной особенностью однокаскадной топологии является ограниченный диапазон рабочей выходной мощности. Проще говоря, вы не сможете запитать светодиодную нагрузку мощностью 10 Вт от источника питания мощностью 40 Вт.

Он, скорее всего, даже не включится, хотя по току драйвер вам подходит. Большинство однокаскадных источников питания не работают при мощности нагрузки менее 50 % максимальной.

Также источники питания для светодиодов, выполненные по однокаскадной топологии, не могут диммироваться до нуля. Как правило, диммирование для них доступно в диапазоне от 10 % до 100 % номинального выходного тока.

Снижение пульсаций светового потока и, соответственно, освещённости может достигаться двумя путями. Первый — увеличение ёмкости выходных фильтрующих конденсаторов, что влечёт за собой рост габаритов источника и его стоимости. Второй — применение активного фильтра с использованием полупроводниковых элементов, что лишь незначительно увеличивает стоимость, но эффективность понижает на 1-2 %. Поэтому не стоит гнаться за сверхнизким значением пульсации светового потока без крайней на то необходимости, платить за это придётся снижением КПД.

Двухкаскадная

В основе двухкаскадной топологии лежат по сути два отдельных преобразователя, объединённых на одной печатной плате и помещённые в общий корпус.

Рисунок 6. Структурная схема двухкаскадного импульсного источника питания для светодиодов

Один преобразователь выполняет функцию корректора коэффициента мощности, другой — обеспечивает требуемый режим работы светодиодов. Количество реактивных и силовых полупроводниковых элементов в данной топологии как минимум в два раза больше по сравнению с однокаскадной, что обуславливает увеличение стоимости в сравнении с однокаскадной топологией. ИИП, выполненный по двухкаскадной топологии, способен показать высокую эффективность при высоких значениях выходных токов (2 А и выше) и/или при низком сетевом напряжении (110 В). Наибольшее распространение получили источники питания по двухкаскадной топологии на мощности от 100 до 250 Вт. В этом диапазоне мощностей их более высокая по отношению к однокаскадным ИИП стоимость компенсируется более высокой эффективностью и меньшими размерами.

Особенности двухкаскадной топологии

Пусковой ток при подаче питания на вход ИИП может превышать номинальный на несколько порядков. К примеру, при включении в сеть 230 В двухкаскадного ИИП мощностью 100 Вт амплитуда броска тока может составлять 20-50 А, в то время как номинальный ток потребления составит всего 0.43 А. Этот момент необходимо учитывать при выборе защитного автомата. Для борьбы с этим неприятным эффектом могут применяться специальные устройства, ограничивающие бросок пускового тока в линии. Либо можно применять более дорогие источники питания, в которых аналогичный ограничитель встроен.

Коэффициент мощности в двухкаскадной топологии очень высок, обычно 0.98-0.99, и зависит от напряжения сети и нагрузки в меньшей степени, чем в однокаскадной топологии.

Одним из неоспоримых преимуществ двухкаскадных ИИП является возможность обеспечения постоянного тока светодиодов в широком диапазоне выходной мощности. Т.е. речь уже о 10-100 % максимальной выходной мощности, а не о 50-100 %, как у однокаскадных.

Также двухкаскадные ИИП хорошо диммируются до нулевого значения выходного тока.

Наличие двух каскадов, каждый из которых работает на частотах в десятки и сотни килогерц позволяет источнику обеспечить сверхнизкие пульсации светового потока. Типовое значение пульсации светового потока светильника с двухкаскадным источником питания — 0.5 %.

Характерные особенности электромагнитных источников питания

Стоит упомянуть, что сама по себе идея использовать реактивное сопротивление для ограничения тока светодиодов не нова. Довольно давно и с определённым успехом применяются схемы питания с балластной ёмкостью, в которой в качестве токоограничивающего реактивного элемента применяется конденсатор (см. рис. 7).

Рисунок 7. Структурная схема источника питания с балластной ёмкостью

Однако мощность таких схем составляет 1-3 Вт. В этом диапазоне можно использовать ёмкости небольших габаритов, способные уместиться даже в цоколь ретрофитной светодиодной лампы. При дальнейшем увеличении мощности обойтись одним-двумя конденсаторами не получается, приходится использовать целую батарею конденсаторов, соединяя их параллельно. Габариты и цена при этом вырастают до неприличных размеров.

На больших мощностях 60-300 Вт гораздо эффективнее применять в качестве реактивного элемента дроссель. Найти готовый, подходящий по параметрам дроссель не всегда представляется возможным, придётся его рассчитывать и изготавливать. Но в ряде случаев могут подойти готовые дроссели, применяемые для питания газоразрядных ламп.

На мощностях 3-60 Вт использовать для питания светодиодов токоограничивающий дроссель можно, но ИИП будет дешевле и компактнее. Характерной особенностью схем с реактивным сопротивлением, будь то балластная ёмкость или электромагнитный балласт, является зависимость тока светодиодов от входного сетевого напряжения. Чем выше напряжение, тем больше будет ток (см. рис. 8).

Рисунок 8. Зависимость выходного тока от входного напряжения в образце светильника GALAD ДКУ-02 120 Вт с электромагнитным источником питания

Кроме того, ток светодиодов также будет зависеть и от величины напряжения на светодиодах, т.е. от того, в каком количестве и как они соединены. Существует оптимальное напряжение на светодиодах, при котором из сети передаётся максимальная мощность, а пульсации светового потока при этом минимальны [3].

Зависимость тока СД от входного напряжения на первый взгляд — существенный минус. При разработке светильника нужно быть уверенным, что светодиоды не перегреются и не выйдут из строя во всём диапазоне входного напряжения, возникает необходимость применения более дорогих и мощных светодиодов с запасом по максимально допустимому току.

С другой стороны такое поведение выходного тока — плюс, поскольку светодиодные светильники с электромагнитным источником питания с успехом могут быть применены в работающих с газоразрядными лампами системах управления освещением. Например, АСУНО «БРИЗ» компании «Светосервис ТМ» или АСУНО «Кулон» компании «Сандракс».

Кроме того, возможно создание локальной супербюджетной системы управления освещением. Например, вам необходимо осветить небольшую автостанцию с 8-ю светодиодными светильниками 100 Вт, и при этом вы хотите снижать освещённость в ночные часы, но не хотите платить за систему управления освещением, которая стоит дороже, чем все ваши светильники вместе взятые. Для реализации этой задачи всё, что вам понадобится — подсоединить светильники к сети питания через лабораторный автотрансформатор мощностью 1-1.5 кВА. Стоимость решения меньше стоимости одного светильника. Конечно, регулирование придётся осуществлять руками, и это не всегда приемлемо. Но можно не сомневаться, что найдётся немало потребителей, для которых стоимость решения перевесит подобные недостатки.

Коэффициент мощности в ЭМИП также зависит от входного напряжения (см. рис. 9). При номинальном напряжении питания 230 В коэффициент мощности величиной 0.97-0.99 достигается тем же образом, что и в электромагнитных балластах для газоразрядных ламп: подключением конденсатора, компенсирующего сдвиг фазы между сетевым напряжением и потребляемым током. Величина ёмкости этого конденсатора будет зависеть от индуктивности дросселя и мощности светильника.

Рисунок 9. Зависимость коэффициента мощности от входного напряжения в образце светильника GALAD ДКУ-02 120 Вт с электромагнитным источником питания

От входного напряжения будет также зависеть и эффективность ЭМИП (см. рис. 10). Чем ниже входное напряжение, тем выше КПД источника питания. При этом учтем, что снижение тока через светодиоды приводит к возрастанию их световой отдачи. В результате снижение потребляемой мощности приводит к увеличению эффективности всего светильника, и световой поток снижается меньше. На примере образца светильника GALAD Омега LED-120-ШБ/У50с ЭМИП можно отметить (см. рис. 11), что изменение напряжения питания с 220 В до 170 В приводит к снижению потребляемой мощности почти в два раза (на 45 %), а световой поток снижается только на треть (на 34 %).

Рисунок 10. Зависимость эффективности от входного напряжения в образце светильника GALAD ДКУ-02 120 Вт с электромагнитным источником питания

Рисунок 11. Относительное изменение характеристик в образце светильника GALAD Омега LED-120-ШБ/У50 с электромагнитным источником питания

Светодиодный светильник с ЭМИП при правильном расчёте способен выдержать кратковременные скачки сетевого напряжения до 300-380 В. При этом, конечно, ток через светодиоды будет превышать номинальный в 1.5-2 раза, но современные мощные светодиоды способны переносить такие скачки без последствий. Если высокое напряжение появилось на входе источника питания надолго, например, при обрыве нулевого проводника в линии питания, то светильник будет работать на повышенной мощности. Сколь долго? Необходимо испытывать в каждом конкретном случае. Но стоит учитывать, что при обрыве нулевого проводника должна сработать защитная автоматика на линии. Но если есть основания полагать, что она не сработает, то светильнику понадобится дополнительная защита от повышенного входного напряжения.

ЭМИП для светодиодов способен работать без фильтрующих электролитических конденсаторов по выходу. Пульсации светового потока при этом будут близки к 100 %, но зато можно таким образом добиться стабильной надёжной работы при экстремальных температурах от -70 до +95 °С.

При необходимости простым способом снизить пульсации светового потока, можно всё же применить электролитические конденсаторы. Их наличие в источнике питания не является принципиальной помехой для использования его при низких температурах. При включении светильника на температуре -60 °С ток заряда конденсаторов будет ограничен реактивным сопротивлением дросселя и не окажет разрушающего воздействия на замёрзшие конденсаторы.

Высокая надёжность ЭМИП обусловлена малым количеством элементов (меньше шансов сломаться), их высокой помехозащищённостью и стойкостью к внешним воздействиям (сложно вывести из строя дроссель).

Основная сложность, связанная с использованием ЭМИП для питания светодиодов, заключается в том, что источник питания не может восприниматься как чёрный ящик с заранее известными характеристиками. Для каждой конкретной светодиодной нагрузки требуются испытания, требуется тщательное исследование тепловых режимов светодиодов и источника в составе светильника во всём диапазоне сетевого напряжения, требуется подбор индуктивного сопротивления. Всё это занимает как минимум несколько итераций, чаще всего в продаже требуемого дросселя не оказывается, а при отсутствии собственного моточного производства, его заказ на стороне ещё больше затянет сроки вывода светильника на рынок.

Выводы

Подводя итог, можно сказать, что нет повода говорить о конце эпохи электронных импульсных источников питания в освещении. Наоборот, с каждым годом в мире их выпускается всё больше. Там, где требуется высокая эффективность, компактность, низкий уровень пульсаций светового потока, высокая точность и стабильность, электронные импульсные источники питания вне конкуренции. Там, где во главу угла ставится низкая стоимость, надёжность и возможность работы при низких температурах, перспективно выглядят электромагнитные источники питания.

Е.С. Ошуркова, технический консультант ООО «БЛ Трейд»

Список литературы: 1. Георгобиани С.А., Горев Л.В., Клыков М.Е., Коваленко Е.А. Электромагнитные ПРА для светодиодов. Светотехника, № 4, 2013. 2. Клыков М.Е. Устройства питания светодиодов при включении в сеть переменного тока. Светотехника, № 6, 2010. 3. Шуберт Ф.Е. Светодиоды. М.:ФИЗМАТЛИТ, 2008.

Распространенные проблемы со светодиодными панелями и способы их устранения

Поиск

Ссылки по теме

Многие проблемы, влияющие на работу светодиодных панелей, являются общими для всех светодиодов, например мерцание, свечение, перегорание и жужжание. . Для получения подробной информации о том, как бороться с этими типичными проблемами со светодиодами, ознакомьтесь с нашей статьей «Как остановить мерцание, жужжание, свечение и перегорание светодиодов».

Есть некоторые проблемы, которые особенно влияют на светодиодные панели. Содержание на этой странице более подробно рассматривает эти:

• Быстрое обнаружение проблем со светодиодной панелью
• Проблемы с драйверами и преобразованием напряжения
• Проблемы с некачественными светодиодами
• Как выбрать качественную светодиодную панель
• Проблемы с плохой изоляцией, вентиляцией и перегревом
• Проблемы с ранним выходом из строя светодиодных панелей

Быстрое обнаружение проблем со светодиодной панелью

Если ваша светодиодная панель выходит из строя, и вы не уверены в неисправности, вы можете провести быструю диагностику. Попробуйте включить светодиодную панель и проверьте таблицу ниже.

Общие проблемы со светодиодами и их вероятные причины

Проблема	Вероятная причина
Светодиодная панель вообще не светится	Сбой драйвера
Светодиодная панель мигает	Сбой драйвера
Если горят только некоторые светодиоды на панели	Отказ светодиода

Обнаружение проблемы и ее вероятной причины — это только полдела. В разделах ниже вы сможете найти решения этих проблем.

Проблемы с драйверами светодиодов и преобразованием напряжения

Обзор

Драйвер светодиодов регулирует количество энергии, проходящей через систему освещения. Драйверы преобразуют мощность переменного тока из сети в мощность постоянного тока, необходимую для работы светодиодных панелей, и, таким образом, предотвращают скачки напряжения. Драйверы светодиодов представляют собой небольшие блоки, которые подключаются к светодиодной панели. Они играют ту же роль, что и балласты в люминесцентных лампах.

Драйверы подвержены перегреву. Даже правильно работающие драйверы со временем будут подвергаться воздействию тепла. Однако использование дешевых драйверов низкого качества или неправильного драйвера приведет к более раннему риску перегрева.

Это связано с тем, что ток, протекающий через систему, не поддерживается на постоянном уровне, поэтому выделяемое избыточное тепло влияет на работу драйвера.

Проблемы

Проблемы

• Если Напряжение от источника питания составляет 240 В, драйвер преобразует его в 12 В или 24 В для правильной работы панели. Если драйвер работает неправильно, то он не преобразует этот ток и поддерживает напряжение на постоянном уровне. Это означает, что лампочка будет мерцать, а система не будет реагировать на перегрузки, а значит, панели подвержены повышенному риску перегорания.
• Если ваша светодиодная панель вообще не работает, то наиболее вероятной причиной этого является неисправность внутренней проводки , где проводка неправильно подключена к драйверу.
• Хотя технически это не является неисправностью проводки, установка диммируемых светодиодных панелей с диммером , несовместимым с , вызовет мерцание.

Решения

• Убедитесь, что ваши светодиодные панели совместимы со схемами , блок питания и выключатели света у них отключены.
  
• Купите панели с задней подсветкой или панели с центральной подсветкой (где светодиодные чипы установлены на панели, а не на краю панели), поскольку эти панели оснащены встроенными драйверами , которые могут помочь уменьшить проблемы с драйверами, описанные выше.
  
• Попросите электрика проверить правильность проводки в системе освещения .

Нужен сменный драйвер для вашей светодиодной лампы/светильника? Нажмите здесь, чтобы просмотреть наш полный ассортимент.
Позвоните нам по телефону 0113 887 6270 для получения дополнительной консультации.

Проблемы с некачественными светодиодами

Обзор

Светодиодные панели дороже, чем традиционные люминесцентные лампы, и по этой причине потребители могут выбирать дешевые светодиоды низкого качества и ожидать от них таких же характеристик, как у ведущих брендов. Светодиодные панели низкого качества часто содержат некачественные компоненты, которые не тестируются должным образом.

Светодиодные панели состоят из нескольких компонентов; если какой-либо из этих компонентов имеет низкое качество или неисправность, это может повлиять на общую производительность светодиодных панелей.

Проблемы

• Кадр:
  • Обычно из алюминия, рама содержит свет внутри панели. Если рама слишком легкая или сделана из материала, отличного от алюминия (дешевые светодиодные панели часто имеют пластиковую рамку), это может привести к избыточному нагреву и увеличению риск сгореть от перегрева.
• Светодиодные чипы:
  • Эти микросхемы крепятся к печатной плате и излучают свет. В зависимости от типа панели они крепятся сзади или сбоку панели. Низкокачественные чипы могут вызвать ряд проблем, включая помутнение панели или ухудшение качества цвета.
  • Если в панели используются низкокачественные светодиодные чипы, это может дать «синий» оттенок, из-за которого комната будет выглядеть холодной.
• Световодная пластина:
  • Направляет свет, исходящий от светодиодов, на рассеиватель. Если он установлен неправильно, это может повлиять на количество света и угол, под которым свет достигает рассеивателя.
• Диффузор:
  • Это обеспечивает равномерное распределение света, исходящего от светодиодов, и помогает уменьшить блики. Рассеиватель низкого качества, сделанный из акрила или ПММА, а не из поликарбоната, не будет распределять свет так же равномерно.
  • Со временем пластиковые рассеиватели могут обесцвечиваться по краям и становиться желтыми, что ухудшает качество света, излучаемого светодиодной панелью.
• Пластина отражателя:
  • Отражает свет обратно в световодную пластину.
  • Проблемы с пластиной отражателя могут вызвать блики.
• Радиатор:
  • Это помогает предотвратить перегрев светодиодных панелей, поскольку проводящий металлический радиатор отводит избыточное тепло, чтобы панель оставалась прохладной. Радиатор низкого качества означает, что от светодиодных чипов рассеивается недостаточно тепла, что может привести к перегоранию чипов.
  • Дешевые пластиковые радиаторы работают не так эффективно, как металлические радиаторы, и могут сократить срок службы светодиодов в панели.
• Задняя крышка:
  • Алюминиевая пластина, защищающая компоненты. Чем лучше задняя крышка прилегает к раме, тем лучше рассеивается тепло, а значит, панель прослужит дольше.

Решение: как выбрать качественную светодиодную панель

• Выберите панель стоимостью не менее 12-30 фунтов стерлингов (или 30-50 фунтов стерлингов для более высокой цены). Когда речь идет о светодиодных панелях , цена говорит о качестве . Панели менее 12 фунтов стерлингов пожелтеют, покроются рябью или деформируются гораздо быстрее.
• Избегайте панелей с двухлетней гарантией. У них всего два года гарантии, потому что они не долговечны! Панели хорошего качества прослужат дольше. Стремитесь к гарантии из  3 года или более .
• Выберите панель со световодной пластиной из акрила (ПММА) или метилстирола (МС).
• Выберите панель с порошковым покрытием , а не с краской.
• Ищите хорошо сконструированную раму.
• Выберите надежную марку . Их много, вот лишь некоторые из наших любимых:
  • Яркий источник
  • Филипс
  • Осрам
  • Тошиба
• Поговорите с компанией, продающей светодиоды, и спросите их о качестве продаваемых ими светодиодных панелей. А доверенная компания сможет дать совет. Если с компанией, у которой вы планируете совершить покупку, трудно связаться, пересмотрите свою покупку.
• Посмотрите отзыва!
• Замените панели низкого качества на панели лучшего качества. Использование существующих панелей низкого качества будет означать, что существующие проблемы сохранятся. Высококачественные светодиодные панели, в которых драйверы, оптика и светодиоды работают на оптимальном уровне, могут снизить эксплуатационные расходы на 25% по сравнению с более дешевыми панелями.

Быстрые покупки

Проблемы с плохой изоляцией, вентиляцией и перегревом

Обзор

Светодиодные панели должны быть надлежащим образом изолированы, чтобы обеспечить рассеивание тепла, которое они производят. sipated исправить, чтобы они не перегревались.

Качественные светодиодные панели оснащены радиатором из проводящего металла (обычно алюминия), который отводит избыточное тепло от панели. Если этот радиатор некачественный, плохо установлен или вообще не установлен, то избыточное тепло может привести к перегоранию светодиодных чипов в панели.

Не все светодиоды подходят для установки в закрытые светильники. Установка неподходящего светодиода в закрытый светильник может привести к его перегреву, поскольку у лампы не будет соответствующего радиатора. Это не такая большая проблема со светодиодными панелями, поскольку они обычно предназначены для установки в закрытые светильники, однако всегда стоит проверить, подходят ли панели для установки в утопленные светильники.

Проблемы

• Некачественные или неисправные радиаторы могут привести к перегреву и перегоранию светодиодных панелей.
• Если драйвер светодиодной панели неисправен, то это также может привести к перегреву панели (см. проблемы с драйверами и преобразованием напряжения выше).

Решение

• Покупайте светодиодные панели только с правильно установленным алюминиевым радиатором. Убедитесь, что панель предназначена для установки в утопленный фитинг.

Метилстирол — лучший материал для световодной пластины (LGP). однако настоящий маркер качества сводится к материалу, из которого изготовлена ​​световодная пластина.

Для изготовления LGP обычно используются три материала:

• ПММА
• Полистирол (ПС)
• МС

Мы рекомендуем выбирать LGP из MS.

ПММА обладает лучшим светопропусканием и долговечностью, но и самый дорогой – это качественный продукт, но не самый доступный.

PS обеспечивает хорошую передачу, но имеет тенденцию желтеть со временем из-за износа и воздействия тепла. Это хорошо известная проблема в отрасли, поэтому гарантия на эти панели составляет всего 2 года. Со временем они также могут деформироваться или деформироваться, потому что они недостаточно прочны, чтобы выдерживать нормальное тепловое воздействие. Это самый дешевый вариант из трех, но мы считаем его некачественным выбором.

MS представляет собой комбинацию ПММА и ПС. Он обеспечивает очень хорошую светопропускную способность, а также долговечен, но при более низкой цене является наиболее экономичным решением.

Проблемы со светодиодными панелями, которые рано выходят из строя

Обзор

Светодиоды невероятно популярны, поскольку известно, что они служат намного дольше, чем стандартные галогенные или люминесцентные лампы. Некоторые светодиоды могут работать более 15 000 часов, а это означает, что они должны работать невероятно долго. Такая долговечность делает светодиоды экономичными и экологически чистыми.

Если ваша светодиодная панель рано выходит из строя, это означает наличие проблемы.

Проблема

• Светодиодная панель не служит ожидаемому количеству времени.

Решение: устранение высоких температур

• Светодиоды работают при гораздо более низкой температуре, чем галогенные лампы.
Светодиоды
• не очень хорошо справляются с высокими температурами.
• Убедитесь, что для ваших светодиодов достаточно места для вентиляции (см. рекомендации выше).
• Убедитесь, что ваши панели не находятся рядом с источниками сильного тепла.
• Старайтесь избегать одновременного использования люминесцентных и светодиодных панелей в одной комнате.

Решение: наши рекомендации по светодиодным панелям

Модель	Мощность	Цвет	Люмен	Срок службы (часы)
Яркий источник 600×600	40 Вт	4000к	3600лм	30 000	Купить сейчас
Яркий источник 600×600	40 Вт	6000к	3600лм	30 000	Купить сейчас
Яркий источник 600×600	40 Вт	3000к	3600лм	30 000	Купить сейчас
Прималюкс 600×600	36 Вт	4000к	3550лм	30 000	Купить сейчас
Прималюкс 600×600	36 Вт	6000к	3350лм	30 000	Купить сейчас
Яркий источник 1200×600	72w	Выбираемый	6500лм	30 000	Купить сейчас

Связанный контент

Почему делать покупки с Lampshoponline?

USP	LampShopOnline
Только лучшие бренды	У нас есть только лучшие бренды на рынке, и мы предлагаем их вам по отличным ценам с оптовыми скидками, доступными для торговли и крупных заказов на дом.
Количество	Купите столько или меньше, сколько пожелаете, со скидкой при покупке оптом. Amazon, например, может потребовать, чтобы вы покупали оптом, что может быть нецелесообразно, учитывая широкий диапазон цветовой температуры, рейтинг IP и разницу в углах луча по всему дому.
Наличие на складе	У нас всегда есть большие запасы.
Доставка и возврат	Доставка 3,32 фунта стерлингов. Бесплатная доставка на сумму свыше 65 фунтов стерлингов. 30-дневная политика возврата.
Отзывы	У нас более 10 000 отзывов клиентов, и мы получили оценку «Отлично». 90% наших клиентов рекомендуют нас.
Отличное расположение	Наш склад и вся служба поддержки клиентов находятся в Йоркшире.
Упаковка	Мы известны своим превосходным качеством упаковки продукции, что означает, что ваши луковицы доставляются в идеальном состоянии.
Приятный шоппинг	Мы вкладываем значительные средства в наши впечатления от покупок. Мы постоянно запрашиваем обратную связь от наших клиентов, чтобы помочь нам улучшить наш магазин.
Выберите способ оплаты	Мы принимаем кредитные и дебетовые карты, Paypal, American Express и Amazon Pay.
Условия торгового счета	Мы предлагаем специальные торговые счета для крупных клиентов.
Эксперты отрасли	Наша команда состоит из высококвалифицированных специалистов и может ответить на большинство вопросов по освещению.

Доставка и возврат

Доставка

• Заказы на сумму более 65 фунтов стерлингов – бесплатная доставка.
Варианты оптовых закупок
• применимы ко многим продуктам, перечисленным в нашей линейке GU10.
• Королевская почта с отслеживанием 2-го класса — 3,32 фунта стерлингов + НДС
• Королевская почта с отслеживанием 1-го класса — 4,99 фунтов стерлингов + НДС
• Заказы с предметами длиной более 2 футов имеют обязательную стоимость 7,49 фунтов стерлингов + НДС (если стоимость не превышает 65,00 фунтов стерлингов + НДС).

Возврат

Если вы недовольны своей покупкой, вы можете вернуть нам товар в течение 30 дней с момента получения заказа, при условии, что товар не использовался. Чтобы вернуть ваши товары, отправьте электронное письмо по адресу [email protected] с номером вашего заказа, и мы вышлем вам номер возврата и инструкции по возврату.

Служба поддержки клиентов

LampShopOnline гордится заботой о наших клиентах и ​​старается ответить на каждый запрос. Ответ может занять до 48 часов, однако обычно мы отвечаем в течение нескольких часов с понедельника по пятницу.

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ НАПРЯМУЮ ПО ТЕЛЕФОНУ

Тел.: 0113 8876270

[email protected]

Оставайтесь на связи

© 2023 LampShopOnline. Все права защищены. Компания № 07754783 – НДС № GB 991 4552 91

Электронный светодиодный ламповый дроссель

• Дом
• Продукты
• org/ListItem”> Дроссель лампового света
• Электронный светодиодный ламповый дроссель

Электронный светодиодный ламповый дроссель

Код продукта: 01

Цена и количество

• Минимальный заказ
• 100 шт.
• Диапазон цен
• 50,00 – 60,00 индийских рупий

Описание продукта

Являясь одним из ведущих предприятий в этой области, мы производим и поставляем электронный светодиодный ламповый дроссель высшего качества . Широко востребованы на различных складах, во дворах, в актовых залах. Дроссель можно использовать для замены обычных металлических индукционных дросселей. Эти электронные дроссели потребляют мало энергии. Более того, это Электронный светодиодный ламповый дроссель протестирован по различным параметрам качества, что обеспечивает высокую освещенность и долговечность светодиодных ламп.