Co oznacza zasilanie stałą mocą w przypadku zasilacza LED?

20 sierpnia 2019

2061

Zasilanie diod LED w trybie stałej mocy stało się ostatnio popularnym tematem. Wiąże się z nim kilka pytań. Dlaczego diody LED muszą być zasilane stałoprądowo? Dlaczego nie za pomocą zasilacza o stałej mocy?

Przed rozpoczęciem dyskusji na temat powyższego zagadnienia musimy zrozumieć, dlaczego diody LED muszą być zasilane stałym prądem. Jak pokazano na rysunku (a), przedstawiającym krzywą I-U diody LED, kiedy napięcie przewodzenia diody LED zmienia się o około 2,5%, prąd płynący przez diodę LED zmienia się o około 16%, a samo napięcie przewodzenia diod LED w dużym stopniu zależy od temperatury złącza. Wahania temperatur mogą powodować zmiany napięcia na poziomie nawet 20%. Jasność diod LED jest proporcjonalna do płynącego przez nie prądu. W przypadku dużych zmian w wartości prądu jasność także będzie znacząco się zmieniać. Dlatego też diody LED muszą być zasilane za pomocą źródła prądowego. Czy jednak można zasilać diody LED za pomocą zasilacza o stałej mocy? Przy dalszym omawianiu tego tematu pomijamy kwestię tego, czy stała moc oznacza stałą jasność diod LED. Na podstawie krzywej I-U oraz krzywej temperatury diod LED widzimy, że projekt zasilacza o stałej mocy wydaje się działać. Jeśli tak, to dlaczego producenci zasilaczy LED nie oferują takich modeli? Zaprojektowanie zasilacza stałej mocy nie jest trudne, jeśli zastosuje się w nim mikrokontroler, który będzie sterował mocą wyjściową poprzez regulację współczynnika wypełnienia (modulacja szerokości impulsu, PWM).

W celu dobrania odpowiedniego współczynnika wypełnienia mikrokontroler oblicza sygnały zwrotne, informujące go o napięciu i prądzie na wyjściu i tak steruje wyjściem, aby uzyskać stałą moc, co pokazano kolorem niebieskim na rysunku (b). Jednakże wyprodukowanie zasilacza LED stałej mocy oznacza nie tylko znaczące koszty, ale powoduje także inny problem polegający na tym, że w przypadku uszkodzenia diody LED prąd wyjściowy będzie wzrastał, co będzie prowadzić do dalszego pogorszenia sytuacji. Ponieważ dioda LED jest komponentem o ujemnym współczynniku temperaturowym, w przypadku wyższych temperatur należy obniżyć prąd wyjściowy, tak aby zapewnić długi okres życia diody. Natomiast metoda zasilania źródłem o stałej mocy stoi w sprzeczności z tym założeniem. Zasilacz stałomocowy będzie zwiększał prąd wyjściowy w miarę obniżania się napięcia przewodzenia na skutek wzrostu temperatury. Podsumowując, po uwzględnieniu różnych czynników, najefektywniejszym rozwiązaniem jest zasilacz LED „stałomocowy”, z szerokim zakresem napięcia i prądu wyjściowego.

Zasilacze LED o stałej mocy produkowane przez firmę MEAN WELL zostały zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić klientom szeroki zakres napięcia i prądu. Aby uniknąć dodatkowych kosztów związanych z nadmiernym skomplikowaniem urządzenia, niewłaściwego wykorzystania ze względu na charakterystykę diod LED, a także uszkodzenia lamp, obecnie „stałomocowy” zasilacz LED o szerokim zakresie, jest najlepszym rozwiązaniem.

Cała seria XLG została zaprojektowana w oparciu o topologię stałej mocy. Szeroki zakres napięcia oraz prądu wyjściowego zapewnia elastyczność i wydajność na potrzeby różnych instalacji LED, a dodatkowo pozwala ograniczyć konieczność zakupu i korzystania z różnych modeli. Porównajmy na przykład modele ELG-75-48 oraz XLG-75-H. Maksymalna moc modelu ELG-75-48 to 48 V * 1,56 A (patrz rys. c). Gdy napięcie diod LED jest znacząco niższe niż 48 V, nie można odpowiednio zwiększyć prądu wyjściowego ze względu na ograniczenia konstrukcyjne. W związku z tym znamionowa moc wyjściowa nie może zostać osiągnięta ze względu na za niskie napięcie. Natomiast model XLG-75-H z łatwością radzi sobie z tym problemem. Dzięki topologii stałomocowej XLG-75-H dostarcza pełną moc w zakresie napięcia od 36 V do 58 V. Klienci mogą dostosować prąd wyjściowy oraz zaprojektować oświetlenie LED działające z pełną mocą (patrz rys. d). Co więcej, aby móc dostarczyć zasilacz LED z szerokim zakresem stałej mocy, w serii XLG zastosowano najlepsze komponenty, a także spełniono wyższe wymogi weryfikacyjne, tak aby osiągnąć wyższy poziom niezawodności oraz dłuższy okres życia. Szeroki zakres ustawień charakterystyczny dla serii XLG jest też ułatwieniem dla klientów podczas samodzielnego montażu. Dodatkowe informacje dotyczące produktów z serii XLG znaleźć można na stronie TME, oficjalnego dystrybutora firmy MEAN WELL: www.tme.eu.