Virran syöttämisestä valaistus-LEDeihin tasavirtamoodissa on tullut suosittu puheenaihe. Siihen liittyy muutama kysymys. Esimerkiksi miksi niihin on syötettävä tasavirtaa? Miksi ei tasavirtalähteen avulla? Tässä komponenttijakelija TME:n artikkeli Mean Well -yhtiön ratkaisuista ja tekniikoista.

Voit lukea artikkelin myös originaaliversiona englanniksi. An article in English: What is the Contant Power Design of a LED driver? (LINK) ja tuotetiedot TME:n sivuilta, www.tme.eu

Ennen kuin aloitamme keskustelun yllä mainituista aiheesta, meidän täytyy ymmärtää, miksi LEDeihin on syötettävä tasavirtaa.  Kuten on esitetty kuvassa (a), joka esittää valaistus LEDin I-U käyrää, kun LEDin myötäjännite muuttuu noin 2,5 %:lla, LED:n kautta virtaava sähkövirta muuttuu noin 16 %:lla ja itse LED:n  myötävirta riippuu pitkälti liittimen lämpötilasta. Lämpötilan vaihtelu saattaa aiheuttaa jännitteen muutoksia jopa 20 %:n tasolla. LEDien kirkkaus on suhteellista niiden kautta virtaavaan sähkövirtaan.

Sähkövirran arvojen suurten muutosten tapauksessa myös kirkkaus muuttuu merkittävästi. Juuri siksi LED-lamppuihin on syötettävä virtaa nimenomaan virtalähteestä. Voiko kuitenkin syöttää virtaa LEDeihin tasavirtalähteen avulla?

Käsitellessämme tätä aihetta tästä eteenpäin, emme kiinnitä huomiota siihen, tarkoittaako tasavirta LEDien tasaista kirkkautta. I-U käyrän sekä LED-lamppujen lämpötilakäyrän perusteella näemme hyvin, että tasavirtalähteen projekti näyttää toimivan.

Ja jos niin, miksi sitten LED-virtalähteiden valmistajat eivät tarjoa sellaisia malleja? Tasavirtalähteen suunnittelu ei ole vaikeaa, jos siihen käytetään mikrokontrolleria, joka säätää lähtövirtaa säätämällä pulssisuhdetta (pulssinleveysmodulaatio, PWM).

Soveltaakseen sopivan pulssisuhteen, mikrokontrolleri laskee palautussignaalit, jotka tiedottavat sille lähdössä olevasta jännitteestä ja sähkövirrasta ja ohjaa lähtöä siten, että se saavuttaa tasaisen tehon, mikä on esitetty sinisellä värillä kuvassa (b).

Silti LED-tasavirtalähteen tuottaminen sekä tarkoittaa merkittäviä kustannuksia, että se aiheuttaa toisenlaisen ongelman, joka liittyy siihen, että mikäli LED-lamppu vahingoittuu, lähtövirta jatkaa nousemistaan, mikä edelleen johtaa tilanteen pahentumiseen.

Koska valaistus-LEDeillä on negatiivinen lämpötilakerroin, korkeampien lämpötilojen tapauksessa täytyy alentaa lähtövirtaa varmistaakseen lampun pitkän eliniän. Virran syöttäminen tasavirtalähteestä on taas menetelmä, joka on vastakkainen sille edellytykselle.

Tasavirtalähde nostaa lähtövirtaa myötäjännitteen alentamisen myötä, lämpötilan nousun seurauksena. Yhteenvetona, eri tekijöiden huomioon otettua, tehokkain ratkaisu on LED-virtalähde, joka ”muistuttaa tasavirtalähdettä” ja jolla on laaja jännitteen ja sähkövirran arvoalue.

MEAN WELL-yhtiön tuottamat LED-tasavirtalähteet ovat suunniteltu siten, että asiakkaat saavat laajan sekä jännitteen, että sähkövirran arvoalueen.

Jos halutaan välttää ylimääräisiä kustannuksia, jotka saattavat liittyä laitteen liialliseen monimutkaisuuteen, LEDien väärään käyttöön niiden ominaisuuksia huomioon ottaen, sekä lamppujen vahingoittumiseen, parhaillaan LED-virtalähde, jolla on laaja arvoalue ja joka ”muistuttaa tasavirtalähdettä”, on paras ratkaisu.

Koko WEAN WELL:n XLG-sarja on suunniteltu tasavirran topologian perusteella. Lähtöjännitteen ja -sähkövirran laaja arvoalue varmistaa joustavuuden ja tehokkuuden eri LED-järjestelmien tarpeisiin ja lisäksi sen avulla on mahdollista rajoittaa eri mallien ostamisen ja käyttämisen välttämättömyyttä.

Verratkaamme esimerkiksi ELG-75-48 ja XLG-75-H mallit. ELG-75-48 mallin maksimaalisen tehon arvo on 48 V * 1,56 A (katso kuva c).

Kun valaistusLEDien jännite on huomattavasti matalampi kuin 48 volttia, ei ole mahdollista nostaa sopivasti lähtövirtaa rakennerajoitusten takia. Sen vuoksi lähtönimellisvirta ei voi olla saavutettu matalan jännitteen takia. XLG-75-H malli pärjää puolestaan helposti sen ongelman kanssa. XLG-75-H, tasavirran topologian ansiosta, varmistaa täyden tehon 36  – 58 voltin arvoalueella. Asiakkaat voivat mukauttaa lähtövirran ja suunnitella LED, joka toimii täydellä teholla (katso kuva d).

Kaiken lisäksi, voidakseen toimittaa LED-virtalähteen, jolla on tasavirran laaja arvoalue, XLG-sarjaan käytettiin parhaat komponentit ja täytettiin korkeammat tarkastusvaatimukset, sillä tavoitteena oli korkeamman luotettavuustason ja pidemmän eliniän saavuttaminen. XLG-sarjalle tyypillinen laaja asetusvalikoima on lisäksi merkittävä helpotus asiakkaille itsenäisen asennuksen aikana.

Lisää: WEAN WELL:n XLG-sarjan tuotetiedot TME:n sivuilta, www.tme.eu

Tämän artikkelin sisältö on TME:n tuottamaa. Voit lukea artikkelin myös originaaliversiona englanniksi. An article in English: What is the Contant Power Design of a LED driver? More: (LINK)

Aloituskuvassa MEAN WELL:n XLG-75-A.