Каждому светодиодному светильнику – свой источник питания MEAN WELL!

14 декабря 2011

Варианты применения светодиодов для освещения весьма разнообразны. Существует много различных классификаций светодиодных светильников. Самая очевидная — по месту установки: Ourdoor — наружная установка на открытом воздухе и Indoor — внутренняя установка, т.е. внутри помещения. Для наружной установки важны устойчивость к климатическим воздействиям и защита от внешних факторов окружающей среды: широкий температурный диапазон -30…60°C, а лучше -40…70°C и защита от проникновения от пыли и влаги (Ingress Protection) не хуже IP64. Для светильников внутри помещений, например, офисных, весьма важен низкий коэффициент пульсаций света и т.д.

Эта классификация не учитывает других требований: по эмиссии гармоник в сеть, по энергетической эффективности светильников, которые зависят от места установки светильника и типа системы полупроводникового освещения:

• Декоративная подсветка
• Уличное освещение
• Офисное освещение
• Светильники ЖКХ
• Освещение витрин и холодильников.

В каждом из этих приложений — свои требования к источникам питания светодиодного светильника, весьма разнообразные, а иногда — противоречивые.

В предлагаемом читателю материале дается краткий обзор светодиодных источников питания MEAN WELL. Материал рассчитан прежде всего на новичков. Он призван помочь сориентироваться в требованиях к источникам питания для разных светодиодных приложений и содержит примеры подходящих источников питания. Возможно, и опытные специалисты найдут подобную систематизацию полезной для своей работы.

Требования к светильникам и источникам питания

Рассмотрим требования к светодиодным светильникам и источникам питания для них.

Требования к наличию корректора коэффициента мощности (ККМ, PFC), к коэффициенту пульсаций и диапазону рабочих температур определяются мощностью светильника и местом установки. В частности, ККМ нужен в источниках питания для уличного и офисного освещения.

Допустимый уровень гармоник тока в сети для оборудования разных классов, в том числе для класса C (Светотехника) определен в отечественном стандарте ГОСТ 51317.3.2-2006 «Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний», зарубежный аналог этого ГОСТа — EN-61000-3-2. Из требований стандарта следует, что источник питания светодиодного светильника должен иметь встроенный корректор коэффициента мощности (ККМ) начиная с мощности 25 Вт и выше.

Светодиодные источники питания могут быть построены по однокаскадной схеме преобразования на основе совмещенного PFC-PWM-контроллера или по двухкаскадной схеме с отдельными PFC- и PWM-контроллерами. Источники питания с однокаскадной схемой имеют на выходе высокий уровень шумов и пульсаций, что может привести к колебаниям освещенности. Это неприемлемо в помещениях с постоянным пребыванием людей: в офисах, магазинах, помещениях консьержей жилых домов. Источники питания с двухкаскадной схемой имеют низкий уровень шумов и пульсаций, но несколько дороже.

Требования к допустимому уровню пульсаций освещенности содержатся в СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-10 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СанПиН 2.2.2/2.4.2620-10 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ». Например, для помещений с мониторами и/или компьютерами разработчик светодиодного светильника для внутренней установки должен обеспечить не более 5% пульсаций света. В случае применения источника питания с однокаскадным преобразованием уменьшить уровень пульсаций света до приемлемой величины можно с помощью конденсаторов, подключенных непосредственно перед светодиодами. Эта мера несколько ухудшает значение коэффициента мощности источника питания в составе светильника. Грамотный инженер найдет компромисс между уровнем пульсаций и стоимостью конечного изделия.

При установке светодиодных светильников внутри помещений (освещение офиса, подъезд жилого дома, декоративная подсветка комнаты или холла) источник питания может быть выполнен без защиты от внешних воздействий (IP20) и иметь относительно узкий температурный диапазон работы -10…60°C.

Если же светильник предназначен для применения под открытым небом (уличное освещение, козырек подъезда, освещение прохода между корпусами склада, наружная архитектурная подсветка), тогда его источник питания, как правило, должен быть защищен от проникновения пыли и влаги по IP64…IP67 и обладать широким диапазоном рабочих температур, как минимум от -30 до 60°C.

Напомним, что степень защиты электрооборудования от воздействий окружающей среды IPхх кодируется двумя цифрами: первая показывает степень защиты от механических частей, а вторая — от влаги. Например, IP64 означает полную защиту от пыли и от брызг воды с любого направления, а IP67 — защиту от пыли такую же, а защиту от воды более серьезную — при частичном или полном погружении прибора на глубину от 15 см до 1 м.

Для соответствия энергосберегающей концепции светодиодного освещения источник питания должен иметь высокий КПД, как правило, более 80…90% в зависимости от мощности и области применения.

Компания MEAN WELL выпускает 18 серий светодиодных источников питания мощностью 16…320 Вт в различном конструктивном исполнении. Они отвечают вышеизложенным требованиям и предназначены для светодиодных светильников самого разного назначения. Основные параметры источников питания MEAN WELL:

• Мощность 12…320Вт;
• Сетевые источники питания (AC/DC): универсальный вход 90…264В или 90…305В переменного тока;
• DC/DC-преобразователи: вход 5, 12 или 24В постоянного тока;
• Корректор коэффициента мощности (в зависимости от модели);
• Высокий КПД;
• Комплекс защит от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения;
• Защита от перегрева (в зависимости от модели);
• Монтаж на шасси;
• Корпус: герметичный по IP64, IP67, незащищенный IP20 или открытый;
• Режим стабилизации тока «CC» или стабилизации напряжения «CV» или оба режима «CV+CC» в одном универсальном источнике питания;
• Диапазон температур: -40…70°С, -30…70°C или -20…60°С (в зависисмости от модели);
• Защита от молнии для источников питания наружной установки;
• Подстройка Uвых, Iвых в зависимости от модели.

Уличное освещение

К источникам питания уличных светодиодных светильников предъявляются следующие требования:

• Мощность: десятки-сотни ватт;
• Корректор коэффициента мощности;
• Защита от внешних воздействий не менее IP64, желательно IP67 (IP67 становится стандартом де-факто);
• Защита от молнии.

Поскольку требований по пульсациям светового потока к светодиодным светильникам уличного освещения не предъявляется, можно использовать более дешевые источники питания с однокаскадным преобразованием.

Обзор источников питания MEAN WELL для уличных светодиодных светильников приведен на рис. 1.

Рис. 1. Источники питания MEAN WELL для уличных светодиодных светильников

Наиболее популярны источники питания CLG мощностью 60, 100 или 150 Вт в металлическом корпусе. Им на смену приходят продвинутые модели серии HLG мощностью 40…320 Вт с превосходным набором технических параметров: это высокий КПД 90…95%, встроенный активный корректор коэффициента мощности (обеспечивающий значение коэффициента мощности 0,94), степень защиты IP67 или IP65 в зависимости от модели, диапазон рабочих температур -40…70°C, устойчивость к импульсным помехам до 4 кВ (защита от молнии), широкий выбор вариантов диммирования, соответствие международным стандартам электробезопасности и электромагнитной совместимости, гарантия производителя 5 лет. Эта серия источников питания заслуженно получила у себя на родине высокую правительственную награду товаров «Taiwan Excellence Selection» и сразу стала популярной в Европе и в России.

Варианты источников питания HLG-H обладают расширенным диапазоном входного напряжения 90…305 В, что очень востребовано в условиях отечественных сетей с нестабильным напряжением.

В моделях HLG с суффиксом «B» имеется возможность дистанционного управления яркостью свечения светодиодов (димминга) в процессе эксплуатации через дополнительные провода управляющего входа. Выбор управляющего воздействия очень широк: это может быть или потенциометр, или внешнее управляющее аналоговое напряжение, или внешние ШИМ-импульсы. Следует специально отметить, что источники питания HLG сохраняют высокие значения КПД и коэффициента мощности даже при димминге, т.е. при изменении нагрузки. В диапазоне нагрузок от 60 до 100% коэффициент полезного действия более 90%, а коэффициент мощности — больше 0,9.

Подобные высокие значения параметров и такие же широкие возможности управления интенсивностью света имеет другая новая серия LPF, реализованная не в металлическом, а в пластмассовом корпусе, и имеющая модели меньшей мощности: от 16 до 90 Вт.

Офисное освещение

Главным требованием к офисным светодиодным светильникам является низкий уровень пульсаций света. Другие требования:

• Мощность: десятки ватт;
• Корректор коэффициента мощности для обеспечения низкого уровня пульсаций;
• Двухкаскадная (PFC- и PWM-контроллеры) схема источника питания;
• Конкурентоспособная цена;
• Малые размеры и масса.

Обзор источников питания MEAN WELL для офисных светодиодных светильников приведен на рис. 2.

Рис. 2. Источники питания MEAN WELL для офисных светодиодных светильников

Наиболее популярны источники питания PLP мощностью 45 или 60 Вт открытого исполнения. Корректор коэффициента мощности обеспечивает его значение более 0,9, однако он совмещен с ШИM-контроллером, поэтому на выходе PLP высок уровень пульсаций. Для его снижения можно применить конденсаторы, как упоминалось выше. В остальном — это прекрасный выбор для офисных светильников, монтируемых в подвесные потолки, поскольку источники PLP и дешевы, и легки, и компактны.

Альтернативой источникам питания серии PLP могут служить модули LPF. Их достоинство — в двухкаскадной схеме преобразования и, соответственно, низком уровне пульсаций. А вот с точки зрения конструкции источники питания LPF — слишком избыточны для офисных светильников, поскольку реализованы в залитом компаундом пластмассовом корпусе и имеют широкие возможности димминга. Ждем выхода на рынок новейшей серии HLP открытого исполнения — уже с двухкаскадной схемой преобразования и мощностью моделей 40 или 60 Вт. Следует отметить, что модели серии HLP мощностью 80 Вт уже доступны в качестве образцов со склада КОМПЭЛ в Москве.

Светильники ЖКХ

Светильники ЖКХ весьма разнообразны в зависимости от места установки. В целом к ним предъявляются следующие требования:

• Мощность: единицы-десятки ватт;
• Корректор коэффициента мощности- в зависимости от мощности и места установки;
• Защита от внешних воздействий- в зависимости от места установки;
• Димминг- в зависимости от места установки.

Варианты светильников ЖКХ, требования к их источникам питания и подходящие модели MEAN WELL приведены в табл. 1. Подробно эти варианты обсуждены в номере 3 журнала «Современная светотехника» за 2011 г.

Таблица 1. Светодиодные светильники ЖКХ и источники питания MEAN WELL для них  

Место установки	Требования к источникам питания	Источники питания MEAN WELL
		Серии	Параметры	Внешний вид
Вход в подъезд	-30…60°C, IP67	LPC-20, LPC-35	-30…60°C, IP67
Служебные и подвальные помещения	-20…60°C, IP64	PLN-20, PLN -30	-30…60°C, IP64, однокаскадный ККМ
Лестничные площадки и служебные комнаты	-20…50°C, димминг, ККМ	PCD-16, PCD-25, PLD-25	-30…60°C, IP20, однокаскадный ККМ, димминг у PCD
Лестничные площадки	-10…50°C, бюджетная цена	PLP-20, PLP-30	-30…60°C, открытые, монтаж в корпус светильника, однокаскадный ККМ

Самыми популярными источниками питания для светильников ЖКХ наружной установки являются токовые драйверы LPC-20 и LPC-35 в герметичном по IP67 пластиковом корпусе, работающие в широком диапазоне температур от -30 до 70°C. Выпускаются модели с выходными токами 350, 700, 1050 и 1400 мА. Источники питания LPC-20 и LPC-35 имеют универсальный вход 90…264 В переменного тока, ограничение пускового тока, мягкий старт. Кроме того, встроенная защита от внезапных изменений напряжения в нестабильных линиях переменного тока позволяет им выдержать скачок входного напряжения 300 В в течение 5 секунд.

Для светильников ЖКХ внутренней установки весьма перспективны токовые драйверы PCD-16, PCD-25 и PLD-25 мощностью 16 или 25 Вт в пластмассовом корпусе по IP20. Варианты моделей — с рабочими токами 350, 700, 1050, 1400 мА. Особенность источников питания PCD, PLD: коэффициент мощности при 100% нагрузке — более 0,9.

Кроме того, источники питания PCD можно использовать в существующих осветительных сетях со стандартными симисторными диммерами, которые позволяют выполнять регулировку выходного тока в диапазоне от 5 до 100% от номинального значения выходного тока. Функции регулировки востребованы при освещении служебных помещений и лестничных площадок.

Источники питания серии PLP мы уже обсуждали выше, но в светильниках ЖКХ, в отличие от офисных, востребованы модели меньших мощностей 20 или 30 Вт. Высокое значение пульсаций на выходе источников питания PLP не мешает применять их в сфере ЖКХ (табл. 1).

Декоративная подсветка

Варианты декоративной светодиодной подсветки настолько разнообразны, что требуют для обсуждения отдельной большой статьи. Вместе с тем можно выделить следующие разновидности и требования к светильникам (см. также табл. 2).

Таблица 2. Декоративная подсветка. Типовые требования к источникам питания  

Область применения	P, Вт	Диапазон температур, °C	Защита по IP	Требования к ККМ	Требования к КПД	Выход	Пример применения
Архитектурно-художественная подсветка	10…50	-30…60	Выборочно	Выборочно	Нет	Ток или напряжение
Интерьерные и жилые системы освещения	1…25	0…40	Выборочно	Выборочно	Нет	Ток или напряжение

Внутренняя, интерьерная подсветка:

• ККМ начиная с мощности 25Вт- не жесткое требование, особенно для малых систем и одиночных светильников;
• Димминг- в зависимости от задачи;
• Удобство монтажа.

Наружная подсветка:

• Дополнительная защита от внешних воздействий.

Автор благодарит сотрудника компании «Cветотроника» Михаила Селезнева за представленный ниже обобщающий материал по теме подсветки.

Среди архитектурно-художествен­ных систем освещения наиболее часто востребованы:

• Контурная подсветка зданий (в том числе RGB);
• Акцентное освещение;
• Прожекторы (в том числе RGB).

Для интерьерных и жилых систем освещения наиболее популярны:

• Интеллектуальные световые системы;
• Акцентная RGB-подсветка;
• Светодиодные ленты всех типов;
• Световые короба, управляемые панели.

И здесь для разработчика светодиодного светильника декоративной подсветки компания MEAN WELL предоставляет широчайший выбор светодиодных источников питания в металлических или пластмассовых корпусах или в бескорпусном исполнении для встраивания внутрь светильника, с разнообразными возможностями димминга как по входу, так и по выходу источника питания.

Освещение витрин и холодильников

Светодиодное освещение торговых центров, витрин и холодильников — еще одна быстро развивающееся направление полупроводникового света, поскольку светодиоды обладают уникальными качествами.

В частности, в брендовых бутиках, где востребован вид интерьера "High-tech", c помощью светодиодов достигаются интересные эффекты, можно гибко и с фантазией подойти к световому дизайну помещения.

В ритейле косметики востребовано уникальное свойство полупроводникового света: отсутствие нагрева в процессе работы.

При освещении ювелирных изделий достигается сверкающий эффект; востребованы компактность светодиодных ламп и долгий срок службы светодиодов.

Особо следует выделить холодильники-витрины: полупроводниковый свет имеет большую эффективность при низких температурах; светодиодный светильник включается очень быстро и он долговечен.

Суммируем требования к источникам питания для торговли в табл. 3.

Таблица 3. Витрины и холодильники. Требования к светодиодным источникам питания и соответствующие серии MEAN WELL  

Требования к светильнику	Требования к источнику питания	Предлагаемые серии MEAN WELL	Пример применения
Эффекты, управление	Возможность димминга	HLG-B, LPF-D, HLP
Отсутствие нагрева	Высокий КПД	HLG (94%), LPF (90%), HLP (90%), PCD (80%)
Компактность	Компактность	Все серии, модели малой мощности
Работа при низких температурах	Широкий диапазон рабочих температур -30…60°C или -40…70°C	LPC, LPV, LPF, PLN, CLG, HLG, CEN

Имеются интересные примеры применения источников питания MEAN WELL в торговом оборудовании. Гигантская розничная сеть Wal-Mart объявила о своих планах снабдить светодиодным освещением холодильники и морозильники во всех новых магазинах и остановилась на источниках питания MEAN WELL.

Компания Coca-Cola для своих холодильников в Европе и США выбрала источники питания MEAN WELL серий PLN-30-24 и LPV-35. Это герметичные по IP64 и IP67 соответственно источники питания с диапазоном рабочих температур -30…60(70)°C, PLN — с ККМ, LPV — без ККМ. Один из европейских производителей морозильников использует для их подсветки источники питания CLG-150-36A мощностью 150 Вт в герметичном по IP67 металлическом корпусе с диапазоном рабочих температур -30…70°C.

В нашей стране активно развивается светодиодное освещение ювелирных витрин. Самыми популярными для них являются токовые драйверы серии LPC. При освещении закрытых витрин с промышленными товарами важно обеспечить хороший теплоотвод от источника питания во избежание его перегрева и выхода из строя.

Заключение

Для каждого рынка светодиодного освещения требуются свои светильники с разными требованиями к источникам питания. Компания MEAN WELL предлагает широчайший выбор светодиодных источников питания, удовлетворяющих всем требованиям.

Полная информация об упомянутых и других интересных, популярных или новых источниках питания, поставляемых компанией КОМПЭЛ, содержится на сайте http://catalog.compel.ru. Сайт catalog.compel.ru содержит краткое описание изделий, параметрический поиск, автоматический поиск аналогов, возможность сравнения параметров, а также актуальную информацию о цене и наличии на складе.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: lighting.vesti@compel.ru

Светодиодная серия LPF от MEAN WELL дополнена 90-ваттными моделями LPF-90(D)

 Теперь доступны версии LPF на 40, 60 и 90 ватт.

Серию характеризуют высокий КПД (активный корректор коэффициента мощности), низкий уровень выходных пульсаций, широкий температурный диапазон при естественном охлаждении, защита от внешних воздействий соответствует IP67.

Модели с суффиксом "D" имеют димминг «3 в 1»: с помощью потенциометра, управляющего напряжения 1…10 В или ШИМ. Это позволяет успешно применять LPF-серию как внутри помещений, так и для уличных систем освещения. Возможно крепление на деревянную поверхность.

• КПД 91%
• Низкие выходные пульсации
• Димминг «3 в 1» (модели с суффиксом D)
• Высокий коэффициент мощности более 0,9 в диапазоне нагрузок от 60 до 100%
• Степень защиты IP67
• Температурный диапазон -40…70°С

Источники питания MEAN WELL серии PCD для светодиодного освещения 

PCD-16 и PCD-25 — серии источников питания со стабилизированным выходным током и ККМ. Оптимально подходят для ЖКХ. Их можно применять даже в неотапливаемых внутренних помещениях. Поддерживают функцию управления значением выходного тока в диапазоне 5…100% от номинального при помощи стандартного симисторного диммера (работа как по переднему, так и по заднему фронту).

• Мощность 16 и 25Вт, соответственно, для серий PCD-16 и PCD-25
• Активный ККМ
• Стабилизация тока (доступны модели на 350, 700, 1050 и 1400мА)
• Входное напряжение 180…295В (для моделей с суффиксом B)
• Изолированный по UL1310 Class 2 корпус
• Защита от КЗ/перегрузки/перегрева
• Естественное охлаждение
• Диапазон рабочих температур -30…60°С
• Управление стандартным диммером