Zdroj LED diód v režime konštantného výkonu je v poslednom čase populárnou témou. S tým sa spája niekoľko otázok. Prečo musia byť LED diódy napájané konštantným prúdom? Prečo nie pomocou zdroja s konštantným výkonom?
Pred začatím diskusie o uvedenej problematike musíme pochopiť, prečo musia byť LED diódy napájané konštantným prúdom. Ako je znázornené na grafe (a) V-A charakteristikou LED diódy, ak sa napätie LED diódy v priepustnom smere zmení o cca 2,5%, prúd prechádzajúci cez LED diódu sa zmení o cca 16%, pričom samotné napätie LED diód v priepustnom smere závisí vo veľkej miere od teploty PN prechodu. Kolísanie teplôt môže spôsobovať zmeny napätia na úrovni až 20%. Jas LED diód je úmerný prúdu, ktorý cez ne preteká. V prípade veľkých zmien v hodnote prúdu sa bude významne meniť aj jas. Preto musia byť LED diódy napájané pomocou prúdového zdroja. Dajú sa však LED diódy napájať pomocou zdroja s konštantným výkonom? V ďalšej časti tejto témy vynecháme otázky, či konštantný výkon znamená konštantný jas LED diód. Na základe V-A charakteristiky a teplotnej krivky LED diód vidíme, že projekt zdroja s konštantným výkonom sa zdá byť funkčný. Ak áno, prečo potom producenti LED zdrojov neponúkajú takéto modely? Navrhnutie zdroja s konštantným výkonom nie je náročné, ak sa v ňom použije mikrokontrolér, ktorý bude ovládať výstupný výkon reguláciou pracovného cyklu (striedy, t.j. činiteľa plnenia) (impulzová šírková modulácia, PWM).
[1]
Kvôli výberu vhodného činiteľa plnenia mikrokontrolér vypočítava spätné signály, ktoré ho informujú o napätí a prúde na výstupe a tak ovláda výstup, aby dosiahol konštantný výkon, čo je znázornené modrou farbou na grafe (b). Avšak výroba LED zdroja s konštantným výkonom znamená nielen významné výdavky, ale spôsobuje aj iný problém. Konkrétne ten, že v prípade poškodenia LED diódy bude výstupný prúd narastať, čo bude viesť k ďalšiemu zhoršovaniu situácie. Keďže je LED dióda súčiastkou so záporným teplotným koeficientom, v prípade vyšších teplôt je potrebné znížiť výstupný prúd a tak predĺžiť životnosť diódy. No metóda napájania zdrojom s konštantným výkonom je v rozpore s týmto predpokladom. Zdroj s konštantným výkonom bude zvyšovať výstupný prúd v závislosti od znižovania napätia v priepustnom smere pre použitie pri vyšších teplotách. Po zohľadnení rôznych faktorov je najúčinnejším riešením „LED zdroj s konštantným výkonom“ so širokým rozsahom výstupného napätia a prúdu.
LED zdroje s konštantným výkonom produkované spoločnosťou MEAN WELL boli navrhnuté takým spôsobom, aby zákazníkom zabezpečili široký rozsah napätia a prúdu. Aby sme sa vyhli ďalším nákladom spojeným so zbytočne komplikovaným zariadením, nesprávnym používaním kvôli charakteristike LED diód, a tiež kvôli poškodeniu svietidiel, v súčasnosti je „stabilizovaný” LED zdroj so širokým rozsahom tým najlepším riešením.
Obrázok (a) V-A charakteristika LED diód
Obrázok (b) V-A charakteristika LED diód so zohľadnením teploty PN prechodu
Celá séria XLG bola navrhnutá na základe topológie stáleho výkonu. Široký rozsah výstupného napätia a prúdu ponúka flexibilné a účinné riešenia pre rôzne LED inštalácie, a na dôvažok minimalizuje nutnosť zakúpenia a používania rôznych modelov. Porovnajme si napríklad modely ELG-75-48 a XLG-75-H. Maximálny výkon modelu ELG-75-48 bude pri 48 V / 1,56 A (pozri obr. c). Ak je napätie LED diód výrazne nižšie ako 48 V, nie je možné príslušne zvýšiť výstupný prúd kvôli konštrukčným obmedzeniam. Menovitý výstupný výkon preto nemôže byť dosiahnutý kvôli príliš nízkemu napätiu. Avšak model XLG-75-H si s týmto problémom hravo poradí. Vďaka topológii konštantného výkonu XLG-75-H poskytuje plný výkon v intervale napätia od 36 V do 58 V. Zákazníci môžu výstupný prúd prispôsobiť a navrhnúť LED osvetlenie pracujúce s plným výkonom (pozri obr. d). Navyše, aby bolo možné dodať LED zdroj so širokým rozsahom konštantného výkonu, v sérii XLG boli použité najlepšie súčiastky spĺňajúce vyššie verifikačné požiadavky, vďaka čomu sa dosiahla vyššia úroveň spoľahlivosti a dlhšia životnosť. Široký rozsah nastavení charakteristický pre sériu XLG je uľahčením pre zákazníkov pri samotnej montáži. Ďalšie informácie o produktoch zo série XLG môžete nájsť na stránke TME, oficiálneho distribútora spoločnosti MEAN WELL: www.tme.eu [2].
|
|
|
|
Obrázok (c) V-A charakteristika série ELG-75-H |
|
Obrázok (d) V-A charakteristika série XLG-75-H
Tony Hsieh
Technical Service Manager
MEAN WELL