Уникальность – в универсальности: светодиодные драйверы MEAN WELL семейства SLD

15 сентября

светотехникауниверсальное применениеMEAN WELLстатьяисточники питанияККМLED драйверлинейный источник питанияплоский блок питания

Игорь Елисеев (г. Химки)

Универсальность режимов работы и низкий профиль конструкции делают семейство светодиодных драйверов SLD производства MEAN WELL уникальным: эти изделия подходят для всех сфер светодиодных приложений – от декоративной подсветки и рекламных щитов до полноценных светильников офисного и производственного применения.

Светодиодные светильники занимают сегодня ведущие позиции в рейтинге осветительных приборов. Они надежны, долговечны, экономичны и, главное, способны удовлетворять даже самым жестким требованиям стандартов и нормативных актов, применяемых к осветительным приборам, включаемым в сеть переменного тока общего назначения. Эти требования, включают, во-первых, нормативы по электромагнитной совместимости, и во-вторых – санитарные нормы, касающиеся пульсаций светового потока. За обе эти группы требований в первую очередь несет ответственность светодиодный драйвер, используемый в светильнике. Кроме того, драйвер должен, в зависимости от области применения, обладать рядом специфических технических и эксплуатационных характеристик в соответствии с назначением осветительного прибора и условий его использования. Поэтому первостепенной задачей, которую должен решить производитель светодиодного светильника, становится выбор источника питания.

Компания MEAN WELL по праву считается одним из мировых лидеров в области производства источников питания для светодиодов. MEAN WELL была одной из компаний, которые обратили внимание на этот вид продукции еще в то время, когда первые образцы осветительных светодиодов белого свечения, едва покинув стены лабораторий, начали применяться в качестве источников света. С тех пор компания приобрела огромный опыт в данной области и значительно расширила линейку своей продукции. Сегодня, пожалуй, нет такой области применения в сфере освещения, где бы не нашлось места светодиодным драйверам компании MEAN WELL.

Источники питания MEAN WELL объединены в группы по конструктивному исполнению и схемотехническому решению. Такие группы называются семействами. Общие для всех представителей группы тип корпуса и набор основных технических характеристик определяют, в конечном итоге, предназначение семейства, его основные области применения. В статье будет рассмотрено семейство светодиодных драйверов SLD, которое имеет свои специфические конструктивные и технические особенности, определяющие его предназначение.  Данная аббревиатура (SLD) расшифровывается как Slim Linear Design (тонкий линейный дизайн), что свидетельствует об определенном конструктивном исполнении драйверов семейства – корпус в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором длина намного превышает ширину и особенно – высоту. Внешний вид драйвера семейства SLD изображен на рисунке 1.

Рис. 1. Светодиодный драйвер семейства SLD

Рис. 1. Светодиодный драйвер семейства SLD

В семейство SLD входят драйверы на 50 и 80 Вт. На рисунке 1 представлен драйвер на 50 Вт. Драйвер на 80 Вт имеет точно такие же ширину и высоту, но длиннее примерно на 14%. Габаритные размеры драйверов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Габаритные размеры драйверов семейства SLD

Серийное наименование Длина, мм Ширина, мм Высота, мм
SLD-50 280 30 16,8
SLD-80 320

Подобная форма и размеры корпуса выбраны не случайно – они свидетельствуют о предназначении драйверов семейства SLD. В данном случае речь идет не столько об области применения, сколько об определенном типе конструктивного исполнения светодиодных светильников, где эти драйверы могли бы быть применены. Светодиодные светильники устроены достаточно просто, в их состав входят всего два компонента – печатная плата с напаянными на ее поверхность светодиодами и светодиодный драйвер. Печатные платы для светодиодов делаются, в основном, на алюминиевой подложке для обеспечения лучшего теплоотвода. Если площадь данной подложки достаточно велика, то нет необходимости в использовании дополнительных радиаторов. Таким образом, если размеры осветительного прибора позволяют обойтись без радиатора, то основной осветительный компонент светильника – плата со светодиодами – будет представлять собой конструкцию с относительно большими поперечными размерами, но толщиной всего в несколько миллиметров. Даже если конструкция светильника предполагает наличие светодиодной оптики, то и в этом случае вполне возможно подобрать оптические элементы (линзы или рефлекторы) небольшой высоты (обычно не выше 10…12 мм), так что толщина осветительного компонента увеличится незначительно и в общем случае будет не более 2 см. Такой компонент прекрасно подойдет для создания широко распространенного в сфере светодиодного освещения типа светильников – плоской (планарной) конструкции небольшой толщины. Но для этого типа светильников необходим и драйвер соответствующей толщины. Именно для такого случая и разработаны драйверы тонкой (Slim) конструкции высотой менее 17 мм семейства SLD.

Драйверы семейства SLD представляют собой AC/DC-конвертеры с широким диапазоном входных напряжений – от 110 до 305 В переменного тока. В отличие от стандартных светодиодных драйверов, приборы одной серии классифицируются не по величине выходного тока, как общепринято, а по значению номинального выходного напряжения одного из трех номиналов – 12, 24 и 56 В. При этом, драйверы различаются еще и по режимам работы в зависимости от величины выходного напряжения. Драйверы на 12 и 24 В – двухрежимные, они работают в режиме стабилизации либо выходного напряжения, либо выходного тока. В отличие от них, драйвер на 56 В работает в режиме стабилизации выходной мощности.

Для драйверов на 12 и 24 В определяется не только величина выходного напряжения, но и максимальное значение выходного тока. Переключение из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока производится автоматически, когда ток на выходе достигает максимального значения. Данное поведение драйверов иллюстрирует график на рисунке 2.

Рис. 2. Режимы работы драйверов SLD на 12 и 24 В

Рис. 2. Режимы работы драйверов SLD на 12 и 24 В

Как следует из графика на рисунке 2, до тех пор, пока значение выходного тока меньше максимального, драйвер работает в режиме стабилизации напряжения (область A на графике). Но когда выходной ток достигает максимального значения, драйвер переходит в режим стабилизации тока (область B на графике), а выходное напряжение становится равным падению напряжения на нагрузке при данном значении тока. При этом необходимо, чтобы напряжение на выходе было не ниже 70% от номинального выходного напряжения драйвера. В противном случае сработает защита от перегрузок, и драйвер перейдет в режим под названием Hiccup mode (область C на графике). Слово hiccup в переводе с английского означает «икота». Чтобы понять, откуда взялось такое странное название, надо уяснить логику работы драйвера в этом режиме. Как только схема защиты зафиксирует перегрузку, она немедленно выключает драйвер, в результате чего выходные ток и напряжение снижаются до нуля (пунктирная линия на графике). Через некоторое время (порядка секунды) драйвер запускается снова. Если проблема с перегрузкой осталась, снова сработает защита и драйвер выключится. Через секунду он опять запустится и снова отключится и будет так «икать» до бесконечности, пока причина перегрузки не будет устранена.

Драйверы на 56 В работают в режиме стабилизации выходной мощности. Это значит, что драйвер будет стремиться поддерживать заданную мощность нагрузки при условии, что она не превышает максимальную. Напряжение на светодиодах очень слабо зависит от тока. Поэтому, в случае светодиодной нагрузки стабилизация мощности будет фактически означать стабилизацию тока. Драйверы на 56 В поставляются с заданным номинальным значением выходного тока. Но это значение можно регулировать. Для данной цели служит встроенный переменный резистор, который располагается под съемной крышкой с правой стороны рядом с выходными клеммами. Основные технические параметры драйверов на 56 В приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные технические характеристики драйверов SLD на 56 В

Наименование Номинальный
выходной ток, мА
Диапазон
выходных токов, мА
Диапазон
выходных напряжений, В
SLD-50-56 1050 450…1400 30…56
SLD-80-56 1400 700…2100

На основании данных, приведенных в таблице 2, а также учитывая, что выходная мощность не должна превышать максимального значения, можно построить графики рабочих областей драйверов (рисунок 3). Крайние правые границы областей определяют диапазон токов, при котором выходная мощность будет максимальной (Full Power Current Range). Для драйвера SLD-50-56 этот диапазон простирается от 900 до 1400 мА, для SLD-80-56 – от 1400 до 2100 мА. Рекомендуется придерживаться именно этих диапазонов при проектировании светодиодного светильника, чтобы использовать возможности драйверов по максимуму.

Рис. 3. Рабочие области драйверов SLD-50-56 (слева) и SLD-80-56 (справа)

Рис. 3. Рабочие области драйверов SLD-50-56 (слева) и SLD-80-56 (справа)

Возникает резонный вопрос – зачем вообще надо было делать светодиодные драйверы со столь сложными режимами работы? Почему не сделать стандартный вариант со стабилизацией выходного тока? Простой ответ на этот вопрос может звучать так – из-за стремления к универсальности. Как уже отмечалось выше, малая толщина корпуса драйверов предполагает создание плоских светильников. А это – не только потолочные светильники. Это могут быть светящиеся вывески, рекламные панели с подсветкой, светильники для витрин и многое другое. И не во всех этих случаях применяются чисто светодиодные сборки, которым требуется именно питание постоянным током. В ряде случаев применяются устройства на базе светодиодов со встроенной схемой питания, для которых требуется постоянное напряжение. Характерный пример – светодиодные ленты, которые имеют в составе простейший источник тока или даже просто токоограничительный резистор, и которым для работы требуется обычный источник постоянного стабилизированного напряжения. Именно поэтому в линейку драйверов SLD включены приборы на 12 и 24 В со стабилизацией по напряжению, так как эти два напряжения очень часто применяются для питания светодиодных лент. Что касается драйверов на 56 вольт, то там стремление к универсальности проявляется в широком диапазоне выходных токов, что позволяет обойтись одним типом драйвера вместо целой серии приборов на различные токи.

Следует упомянуть еще один важный параметр драйверов SLD, который оказывает непосредственное влияние на область применения светодиодных светильников на их базе. Это – коэффициент пульсаций выходного тока. Как известно, светодиод – прибор безынерционный и его световой поток практически прямо пропорционален питающему току. Поэтому относительная величина пульсаций светового потока светодиодного светильника будет в точности соответствовать пульсациям питающего тока. Согласно нормативным актам, регламентирующим качество света для помещений различных категорий, самые жесткие требования ограничивают допустимую величину пульсаций светового потока на уровне 5%. Этому требованию полностью соответствуют драйверы SLD на 56 вольт – согласно технической документации, величина пульсаций номинального тока не превышает 5%. Их можно применять без ограничений абсолютно в любых приложениях. А вот для драйверов на 12 и 24 В этот параметр не нормируется. Вместо этого в технической документации приводятся пульсации по напряжению (максимальные величины). Они имеют следующие значения: для драйверов на 12 В – 150 мВ (1,25% от номинала), для драйверов на 24 В – 240 мВ (1% от номинала). Несмотря на то, что светодиоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику (ВАХ), при столь незначительных относительных изменениях напряжения (в районе одного процента), можно считать, что на этом небольшом участке ВАХ они ведут себя как обычные сопротивления, то есть имеют линейную зависимость тока от напряжения. А значит, пульсации выходного тока будут соответствовать пульсациям напряжения, то есть не будут превышать 1,25%. Следовательно, эти драйверы тоже могут применяться без ограничений по уровню пульсаций.

По всем остальным параметрам драйверы семейства SLD также полностью удовлетворяют всем стандартам и нормативам, принятым в Российской Федерации, для электрических приборов, подключаемых к электрической сети переменного тока общего пользования. Все драйверы SLD имеют в составе корректор коэффициента мощности высокого качества – коэффициент мощности всех приборов семейства не ниже 0,95. По уровню гармонических составляющих драйверы SLD также соответствуют всем стандартам.

Драйверы SLD характеризуются высокой эффективностью, коэффициент полезного действия у серии SLD-50 – от 88% до 90%, а у серии SLD-80 – от 90,5% до 92%. Все приборы семейства имеют защиты от коротких замыканий, перегрузок по току, перенапряжений и перегрева.

Что касается эксплуатационных характеристик, то все драйверы семейства предназначены для работы при температуре корпуса от -20 до 90°C и влажности от 20 до 95%. Напряжение изоляции составляет 3,75 кВ, сопротивление изоляции – 100 МОм. Время наработки на отказ по стандарту Telcordia SR-332 – 1304510 часов, а по стандарту MIL-HDBK-217F – 362820 часов. Гарантия производителя на все приборы семейства – 3 года.

Компания MEAN WELL наделила драйверы SLD уникальными свойствами, которые однозначно выделяют это семейство из ряда подобных. Низкий профиль и линейная конструкция делают эти драйверы незаменимыми там, где требуется тонкий или узкий дизайн изделия. А наличие своеобразных режимов работы делает их поистине универсальными, позволяя использовать с любыми, в том числе и с нетрадиционными светодиодными источниками света, такими, как светодиодные ленты. Все это создает условия для широчайшего применения драйверов семейства SLD во всех сферах светодиодных приложений – от декоративной подсветки и рекламных щитов до полноценных светильников офисного и производственного применения.

•••

Наши информационные каналы

О компании MEAN WELL

Компания MEAN WELL Enterprises Co., Ltd. основана в 1982 году. В настоящее время MEAN WELL является одним из ведущих и крупнейших тайваньских производителей источников питания. Номенклатура изделий фирмы включает более 5000 наименований источников питания AC/DC, конверторов DC/DC и инверторов DC/AC, производимых на заводах в КНР и на Тайване. Продукция компании характеризуется высоким качеством, конкурентоспособными ценами и широтой номенклатуры. Особенно хорошо представлена номенклатура исто ...читать далее

Товары
Наименование
SLD-50-12 (MW)
SLD-50-56 (MW)
SLD-50-24 (MW)
SLD-80-56 (MW)
SLD-80-24 (MW)
SLD-80-12 (MW)