Драйверы для светодиодных светильников

     Для питания светодиодов, как и галогенных ламп накаливания, требуется низкое напряжение. Но если для ламп может использоваться как переменное, так и постоянное напряжение, то для светодиодов требуется только постоянное. Величина этого напряжения зависит от цвета излучения: для красных светодиодов это 1,9–2,1 В, для зеленых – 2,5–3 В, для синих и белых – от 3 до 4 В.

     Параметры светодиодов зависят от протекающего через них тока гораздо сильнее, чем от приложенного к светодиоду напряжения. Поэтому большинство устройств управления – это источники стабилизированного тока. Сегодня мощные светодиоды выпускаются с номинальным рабочим током 350, 700 или 1050 мА, маломощные светодиоды – от 5 до 20 мА, светодиоды средней мощности – от 50 до 100 мА.

    Выходное напряжение устройств управления – от трех до 480 В. К одному аппарату может быть подключено практически любое количество светодиодов; ограничение накладывают выходные параметры устройства – мощность, ток и напряжение. Рыночный ассортимент устройств управления сегодня огромен; серийно выпускаются сотни типов таких устройств с различными выходными параметрами.

    Как правило, КПД устройств управления очень высок не ниже 85%. Большинство устройств делается с коррекцией коэффициента мощности (cos φ > 0,9). К сожалению, часто встречаются устройства с высокими пульсациями выходного напряжения (больше 20%). Для уличного и декоративного освещения это не имеет большого значения, но для освещения помещений с длительным пребыванием людей, помещений с компьютерами и промышленных помещений со станками применение таких устройств управления абсолютно не допустимо.

    Из-за малой единичной мощности светодиоды редко используются поодиночке. Группы светодиодов или светодиодных модулей обычно соединяются в цепочки последовательно. Количество светодиодов или модулей в цепочках подбирается так, чтобы суммарное напряжение на них было равно или несколько ниже выходного напряжения устройства управления.

     Принцип работы устройств управления не отличается от принципа работы электронных трансформаторов для галогенных ламп накаливания, но с обязательным выпрямлением выходного напряжения.

      Светодиоды легко поддаются регулированию. Поэтому практически все устройства управления могут работать в режиме регулирования, которое, как и при традиционных источниках света, может быть аналоговым, цифровым или потенциометрическим. Цифровое регулирование светового потока светодиодов позволяет создавать бесконечно разнообразные цветодинамичные картины. Чередование цветов и интенсивности света может быть заранее запрограммировано. Аппараты, предназначенные для программирования цветодинамичных режимов освещения, называются секвенсорами. Крупные фирмы, производящие светодиоды и устройства управления, обычно изготавливают и секвенсоры, а также усилители мощности для подключения многих тысяч светодиодов (например, для рекламно-информационных табло, установленных на многих площадях в центре Москвы). 

     Для упрощения включения и расширения областей использования светодиодов некоторые фирмы выпускают готовые светодиодные цепочки разных цветов (а иногда и многоцветные) в виде линеек, гибких лент, наборов светодиодов на общей плате (модулей или кластеров) и т. п. Такие цепочки или модули всегда содержат и ограничительные сопротивления, поэтому могут прямо подключаться к выходу устройств управления.

     Южнокорейская фирма Seoul Semiconductor производит светодиодные модули Acrich, предназначенные для прямого включения в сеть 220 В без устройств управления. Модули представляют собой две цепочки из 60 светодиодов, включенных последовательно. Цепочки через небольшие ограничительные сопротивления подключаются к сетевому напряжению антипараллельно, то есть так, что в один полупериод ток течет через одну цепочку, в другой полупериод – через другую. Прямое напряжение шестидесяти белых светодиодов примерно равно 220 В; максимально допустимое обратное напряжение каждого светодиода – не менее 5 В. Поэтому модули Acrich без всякого устройства управления нормально работают при их непосредственном включении в сеть переменного тока. Модули имеют световую отдачу до 100 лм/Вт при общем индексе цветопередачи не менее 80. Недостатком этих модулей является большая пульсация светового потока (100%), что значительно ограничивает области их применения.

      Большинство устройств управления производится в герметичных корпусах, обеспечивающих степень защиты от пыли и влаги IP67, и могут работать в достаточно широком интервале температуры окружающего воздуха – от -40 до +50 °С. Это позволяет использовать их практически в любых осветительных приборах как для внутреннего, так и для наружного освещения.

       Важным параметром устройств управления является электромагнитная совместимость, определяемая степенью искажения формы потребляемого из сети тока и излучаемыми радиопомехами.       

       Срок службы серийных устройств управления, как правило, 50 000 часов. Он определяется в основном сроком службы электролитических конденсаторов, необходимых, прежде всего, для обеспечения электромагнитной совместимости.