Блок питания для светодиодов. Виды и параметры выбора

блок питания светодиодных ламп

В последнее время можно наблюдать стремительное развитие новых источников освещения – светодиодов. По сравнению с обычными источниками света, такими как лампы накаливания или газонаполненные светильники, светодиодные имеют ряд преимуществ. Эти преимущества, в основном, связаны с их экономичностью и надежностью, а подробнее об этом можно прочитать тут.

Для сравнения различных источников света обычно используют энергетические и качественные показатели. В качестве энергетического показателя обычно используется коэффициент светоотдачи, а в качестве качественных показателей – коэффициент цветопередачи, цветовая температура и вид спектра излучаемого света.

Лампы накаливания имеют отличное качество света, но малую светоотдачу, газонаполненные светильники имеют хорошую светоотдачу, но плохое качество света.

Светодиоды же имеют отличные энергетические характеристики и прекрасный коэффициент цветопередачи. Кроме того, являясь твердотельным изделием, светодиод имеет прочную конструкцию и большую надежность. Со сравнительной характеристикой светодиодов и ламп накаливания можно ознакомиться в этой статье.

Для того чтобы светодиодный источник света нормально работал, для него нужен стабильный источник питания.

Основные требования к источнику питания для светодиодов

Основные качества, которым должен отвечать источник питания для светодиодов следующие:

  • надежность;
  • энергоэффективность;
  • электромагнитная совместимость;
  • электробезопасность.

Светодиоды являются надежными приборами. Их разработчики заявляют, что срок службы светодиодов не менее 50000 часов. Следовательно, и срок службы блоков питания светодиодов должен быть на соответствующей высоте.

Использование светодиодов связано с внедрением энергосберегающих технологий. Для того чтобы общая эффективность светодиодной системы освещения не снизилась, и источники питания должны иметь достаточно высокий кпд.

В светодиодном светильнике единственным источником электромагнитных помех является блок питания. Поэтому от его характеристик зависит общая электромагнитная совместимость светодиодного светильника.

В светодиодной системе освещения единственным элементом, к которому подводится сетевое напряжение в 220В, является блок питания. Поэтому электробезопасность системы целиком зависит от его конструкции.

блок питания для светодиодных светильников

Различные блоки питания для светодиодов

Кроме того, поведение блока питания для светодиодных светильников влияет и на их светотехнические характеристики. Эти характеристики зависят, в частности, от того, какой ток будет протекать через светодиод. Если этот ток будет изменяться во времени или пульсировать, то и качество освещения будет невысоким.

Особенности питания светодиода

Особенностью работы светодиода является то, что у него имеется нелинейная зависимость тока от напряжения. При увеличении по какой-либо причине номинального напряжения на светодиоде резко возрастает его ток, что может привести к его выходу из строя.

В связи с этим часто в недорогих светодиодных светильниках последовательно со светодиодом включается ограничивающий резистор, который при скачках напряжения не позволяет увеличиваться току.

Платой за такое ограничение является потеря мощности на резисторе. В результате кпд такого светильника уменьшается.

Блоки питания и драйверы

Блоки питания  для светодиодных ламп представляют собой устройство, предназначенное для обеспечения электропитания какого-то электронного устройства. Обычные блоки питания обеспечивают постоянное стабилизированное напряжение на выходе в независимости от скачков входного сетевого напряжения и перепадов тока потребления.

Электропитание светодиодов чаще всего осуществляется с помощью блока, обеспечивающего на выходе постоянный ток. Его называют драйвером. Можно считать, что драйвер – это маркетинговое обозначения источников стабилизированного тока для питания светодиодов. Таким образом, источник постоянного напряжения обозначается как блок питания для светодиодов 12v, а источник стабилизированного тока – драйвер.

Блоки питания

Блоки питания бывают трансформаторные и импульсные.

Основным элементом трансформаторного блока питания является, естественно, трансформатор. Для рассматриваемых потребителей этот трансформатор – понижающий. Он понижает напряжение с сетевого в 220В до требуемого в 12 или 24В. Низкое напряжение подается на выпрямитель. Пульсирующее напряжение подается на фильтр из конденсаторов и дросселя, а затем на схему стабилизации. На выходе блока питания получается постоянное напряжение.

Преимуществом трансформаторного блока питания для светодиодов 12в является его простота, развязка от сети и способность выдерживать режим холостого хода. Недостатками такого блока питания является большой вес трансформатора, малый кпд и чувствительность к перегрузкам.

блок питания для светодиодов

Схема трансформаторного блока питания

Импульсный блок питания для светодиодов также использует трансформатор. Но благодаря тому, что трансформатор работает на более высоких частотах, его размер и вес в несколько раз меньше обычного трансформатора для сети в 50 Гц. В импульсном блоке питания так же присутствует развязка от сети, и он так же очень чувствителен к перегрузкам. А еще он может выйти из строя и при холостом ходе.

блок питания для светодиодной панели

Схема импульсного блока питания

Драйверы

Драйвер – это импульсный источник тока для питания светодиодов. Основным параметром драйвера является стабилизированное значение выходного тока.

Драйверы бывают однокаскадными и двухкаскадными. Наиболее распространенным и надежным является схема двухкаскадного драйвера. Она состоит из двух каскадов. Один из них представляет собой корректор коэффициента мощности, а второй – схему стабилизации выходного тока. Наличие блока корректора обусловлено тем, что драйвер является импульсным устройством, который должен соответствовать требованиям ГОСТ по подавлению гармоник входного тока. Такой двухкаскадный драйвер может обеспечить коэффициент мощности до 0,92 — 0,96, а пульсацию светового потока до 1%.

Однако двухкаскадная схема драйвера довольно дорога, и поэтому в более простых случаях, например, в ЖКХ, используют однокаскадную схему.

При различных условиях естественного освещения часто требуется регулировка яркости свечения светодиодных светильников. Такая регулировка может осуществляться с помощью диммера, о котором подробнее тут. Димминг может быть аналоговым или цифровым. В первом случае выходной ток драйвера, а, следовательно, и яркость светильников регулируется с помощью управляющего напряжения, а во втором – с помощью широтной модуляции.

блок питания для светодиодов

Схема подключения драйвера к светодиоду

Сравнение типов питания светодиодов

При питании светодиодов с помощью драйвера они могут работать в полную мощность, поскольку нет необходимости понижать напряжение из-за опасения их выхода из строя.

При питании светодиодов с помощью блока питания для светодиодной панели и светильников  часть мощности тратиться при нагревании ограничивающих резисторов.

При питании светодиодов от драйвера срок службы их больше, так как ток в этом случае никогда не превышает допустимый.

Так как драйвер – это специальный прибор, предназначенный для определенного тока и определенной мощности, то для него надо специально подбирать определенное количество светодиодов с определенной мощностью.

Обычные блоки питания можно использовать для различных потребителей, а использование драйверов ограничено определенными приборами – светодиодами.

Более предпочтительно использовать драйверы в следующих случаях:

  • используется схема без резисторов, например, на отдельных диодах;
  • не надо иногда отключать от драйвера часть светодиодов;
  • светодиоды приобретаются в местах, где возможна квалифицированная помощь по расчету необходимого числа светодиодов и драйвера.

Лучше использовать блоки питания в случаях:

  • имеются светодиоды с встроенными резисторами;
  • имеется блок питания;
  • нужно иногда отключать часть подключенных светодиодов.

Блоки питания для светодиодных лент

Для подсветки помещений и уличных украшений часто используются светодиодные ленты. Они представляют собой ленту, на которой располагаются светодиоды и ограничивающие токи резисторы.

Для питания таких лент используются импульсные блоки питания с напряжением 12 или 24В. Чтобы подобрать подходящий блок питания надо рассчитать мощность, требуемую для питания ленты заданной ленты. Эту мощность можно рассчитать в соответствии с таблицей, в которой указана мощность светодиодов, размещенных на 1 м ленты данного типа.

Про подключение блока питания светодиодной ленты и его схему можно прочитать тут.

Порядок выбора источника питания для светодиодов

При выборе светодиодной системы необходимо делать комплексный подход к выбору светодиодов и системы питания.

  1. Необходимо выбрать тип источника питания светодиодов – блок питания или драйвер.
  2. Необходимо определить мощность источника питания. Для этого необходимо вычислить полную потребляемую мощность цепи, подключаемой к источнику питания. При этом мощность источника питания должна быть равна или больше необходимой мощности потребления.
  3. Драйверы светодиодов необходимо выбирать так, чтобы они соответствовали номинальным мощностям и токам светодиодов.
  4. Для осуществления бесперебойного питания светодиодов в различных внешних условиях источники питания должны изготавливаться в корпусах с различной степенью защиты от влаги и тепла. В необходимых случаях источники питания для светодиодов должны иметь определенный класс защиты. Класс защиты определяется 2 цифрами, стоящими после букв IP. Например, IP65 означает защиту от пыли и сильных струй воды.

Оставить ответ