Молодые орлы: новое поколение светодиодных драйверов EagleRise

14 декабря 2011

EagleriseстатьяAC-DCLED

 логотип

При электропитании одиночных светодиодов (LED) (например, для индикации в приборах) достаточно простого ограничительного резистора, но при использовании сегментов со множеством элементов такой подход недопустим. Дело в том, что существуют технологические различия в падениях напряжения между отдельными LED, и поэтому яркость свечения и временная деградация диодов в сегменте будет не одинакова. Во избежание этого необходимо применять в таких конструкциях источники тока, отслеживающие, чтобы ток через цепочку последовательно соединенных диодов был одинаковым независимо от обстоятельств, главным из которых является изменение температуры. При этом напряжение на линейке будет регулироваться так, чтобы ток оставался неизменным.

Основным средством реализации этого являются импульсные источники питания, основанные на управляемых с помощью широтно-импульсной модуляции ключах. Изменяя длительность импульсов на выходе такого источника, можно регулировать напряжение. В дальнейшем полученные импульсы сглаживаются фильтром для получения постоянного значения напряжения. В случае если речь идет об источниках тока, регулятор отслеживает и поддерживает постоянное падение напряжения на прецизионном образцовом резисторе, включенном в цепь последовательно со светодиодами. Это эквивалентно поддержанию через цепь постоянного тока, не зависящего от величины нагрузки. Таким образом, не важно, больше или меньше светодиодов подключено последовательно, а также изменилась ли температура в помещении — ток через цепь будет оставаться постоянным, а значит, яркость свечения диодов — тоже.

Новые источники тока
для светодиодов компании EagleRise

Множество различных компаний выпускают микросхемы, включающие в себя силовой ключ, ШИМ-генератор для управления им, схему слежения за получаемым напряжением, а также различные элементы для защиты от короткого замыкания, перегрузки, перегрева. Однако для построения целостного источника одной микросхемы мало, необходимо добавить навесные элементы, фильтр, измерительный элемент для тока, в случае питания от сети — еще и выпрямитель с дополнительным фильтром. Кроме того, необходимо чисто физически разработать печатную плату, смонтировать элементы, позаботиться о корпусе и т.п.

Поэтому для конечных применений гораздо более удобными являются драйверы, выполненные в виде готового устройства, на вход которого подается напряжения прямо от промышленной сети переменного тока, а к выходу можно непосредственно присоединить цепочку светодиодов. Именно об этих устройствах, выпускаемых компанией EagleRise, пойдет речь в данной статье.

Компания EagleRise работает на рынке электротехнических изделий с 1992 года. В 2000 г. открыто подразделение по выпуску электронных трансформаторов и импульсных источников питания. За последующие десять лет было открыто несколько филиалов и дочерних компаний — в Америке и в Германии. С 2009 года компания EagleRise поставляет в Россию источники питания для светодиодных приложений. Эти изделия хорошо зарекомендовали себя на российском рынке.

А в 2011 году были выпущены готовые корпусные модули драйверов светодиодов нового поколения, отличающиеся, при сохранении привлекательной цены, более высокими потребительскими характеристиками:

  • расширенным диапазоном мощности (до 30Вт),
  • широким диапазоном значений выходного стабилизированного тока,
  • наличием корректора коэффициента мощности,
  • низким уровнем пульсаций на выходе.

Состав серии представлен в табл. 1 (как обычно, все изделия доступны для заказа в компании КОМПЭЛ).

Таблица 1. Основные параметры источников питания LAxxPE с активным ККМ 

Наименование Мощность, Вт Номинальный ток, мА Корпус Примечание
ELP010C0350LS 10 350 IP20
ELP018C0350LSP 18 350 IP65
ELP15X1LSD 15 350 IP20 возможно диммирование
ELP030C0500LS 30 500 IP20
ELP030C0700LS 30 700 IP20
ELP10X3LSD 24 700 IP20 возможно диммирование

Рассмотрим новую серию драйверов подробнее.

Преобразователь ELP010C0350LS

Типичный импульсный преобразователь (рис. 1) с четырьмя внешними выводами в корпусе со степенью защиты IP20 (то есть разрешено его использование строго в защищенных от воды местах).

 

Источник тока ELP010C0350LS

 

Рис. 1. Источник тока ELP010C0350LS

 

Универсальный диапазон входных значений переменного напряжения от 100 до 240 В поможет подключить светодиодный сегмент вне зависимости от реального значения напряжения в сети.. Кроме того, источник обладает набором всех необходимых защит: от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения и перегрева. Высокое значение коэффициента мощности при полной нагрузке (порядка 0,9) достигается использованием активного электронного корректора мощности. Это позволяет отнести данный источник к высококачественным нагрузкам, мало влияющим на сеть питания. КПД прибора составляет не менее 80%, что является неплохим показателем для импульсных преобразователей с гальваническим разделением входа и выхода. Ошибка поддержания стабильной величины выходного тока в общем составляет ±5%, что включает ошибку за счет неточности линейной регулировки и за счет изменения нагрузки. Результаты тестирования данного источника приведены на рис. 2.

Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) и спектра (сирен.) ELP010C0350LS

 

Рис. 2. Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) и спектра (сирен.) ELP010C0350LS

 

Коэффициент мощности составил 0,956 при полной нагрузке. Величины третьей и пятой гармоник составили 15% и 6% от первой гармоники соответственно (при том, что нормами допускается приблизительно до 30% и 10%).

Преобразователь ELP018C0350LSP

Источник тока с параметрами, близкими к вышеописанному ELP010C0350LS. Основные отличия касаются более высокой номинальной мощности прибора (до 18 Вт), возросшего в связи с этим диапазона изменения напряжения (30…54 В) и защищенного корпуса в исполнении IP65 (то есть пыленепроницаемое устройство, защищенное от водяных струй). При тестировании (рис. 3) коэффициент мощности составил 0,967 при полной мощности в 20 Вт. Величины третьей и пятой гармоник составили 14% и 4% от первой гармоники соответственно.

Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP018C0350LSP

 

Рис. 3. Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP018C0350LSP

Преобразователи ELP030C0500LS
и ELP030C0700LS

Источники тока (рис. 4) большей мощности — до 30 Вт, а также рассчитанные на работу со светодиодами при токах до 500 мА (ELP030C0500LS) и до 700 мА (ELP030C0700LS).

Источник тока ELP030C0500LS

 

Рис. 4. Источник тока ELP030C0500LS

 

Имеют повышенный коэффициент мощности (до 0,95) и КПД до 88%. Типичная нагрузочная характеристика приборов этой серии приведена на рис. 5. Из нее видно, что источник поддерживает ток в диапазоне 500…523 мА при всех допустимых значениях сопротивления нагрузки от 14 до 112 Ом. Дело в том, что для источника тока большее сопротивление является большей нагрузкой (в отличие от источников напряжения), так как при росте сопротивления необходимо поддерживать рост напряжения (и соответственно мощности) для сохранения того же уровня тока. Поэтому при значении выше 112 Ом включается защита. Это соответствует приблизительно 50 В выходного напряжения. При этом производителем рекомендована как наиболее стабильная область нагрузок от 58 до 112 Ом. При этом гарантируется поддержание рабочего тока в пределах от 517 до 523 мА.

Нагрузочная характеристика ELP030C0500LS. Выделена рекомендованная область работы прибора

 

Рис. 5. Нагрузочная характеристика ELP030C0500LS. Выделена рекомендованная область работы прибора

Во время тестирования (рис. 6) коэффициент мощности составил 0,985 при полной мощности в 32 Вт. Величины третьей и пятой гармоник составили 13% и 5,5% от первой гармоники соответственно.

Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP030C0500LS

 

Рис. 6. Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP030C0500LS

Преобразователи ELP15X1LSD
и ELP10X3LSD

Особенностью этой серии драйверов (рис. 7) является наличие возможности управлять выходным током прибора (и, соответственно, яркостью свечения светодиодов) с помощью внешнего источника широтно-импульсной модуляции, работающего по принципу транзисторного диммера, отключающего напряжение на входе драйвера на протяжении части периода. Таким образом возможно регулировать выходной ток в диапазоне 50…350 мА (ELP15X1LSD), 70…700 мА (ELP10X3LSD). Отметим, что данные устройства предназначены для работы в сетях переменного тока напряжением около 220 В. Также обратите внимание на расширенный к минусовым значениям температурный диапазон. Корпус по-прежнему IP20.

Источник тока ELP10X3LSD

 

Рис. 7. Источник тока ELP10X3LSD

Тестирование (рис. 8) показало, что коэффициент мощности составил 0,983 при полной мощности в 25 Вт. Величины третьей и пятой гармоник составили 19% и 8,5% от первой гармоники соответственно.

Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP10X3LSD

 

Рис. 8. Осциллограммы тока (желт.), напряжения (голуб.) ELP10X3LSD

Основные параметры вышеописанных устройств приведены в сводной таблице 2.

Таблица 2. Параметры драйверов светодиодов компании EagleRise 

Рабочая сторона Параметр Единица
измерения
Наименование драйвера
ELP010C0350LS ELP018C0350LSP ELP030C0 ELP
…500LS …700LS …15X1LSD …10X3LSD
Вход Допустимое рабочее напряжение В. переменного напряжения 100…240 100…240 100…240 220…240
Коэффициент мощности при полной нагрузке, не менее 0,9 0,9 0,95 (230 В), 0,97 (120 В) 0,9
Корректор коэффициента мощности Есть Есть Есть Есть
Максимальный потребляемый ток А 0,15 (при 100 В входного напряжения) 0,3 0,18
(при 230 В входного напряжения)
0,2
(при 230 В входного напряжения)
Пусковой ток, макс. А 10 10
Ток утечки мА 0,5 0,5
Выход Допустимый длительный рабочий ток мА 350 350 ± 5 % 500 700 350 700
Точность поддержания тока ±5 % ±5 % ±8 %
Диапазон выходных значений напряжения В 17…35 30…54 30…60 21…42 42…53 21…35
Диапазон значений мощности Вт 5…10 10…18 15…30 14,4…18 18…30
КПД не менее 80% 80% 86…88 % 80%
Защита От перегрузки, самовосстанавливающаяся при 110 % номинальной мощности Нет при 108…110% номинальной мощности Нет
От перенапряжения, самовосстанавливающаяся В 37 Нет 50…55 60…68 Нет
От перегрева, самовосстанавливающаяся °С 120 Есть 135 ±5 Есть
От короткого замыкания, самовосстанавливающаяся Есть Есть Есть
Сопротивление изоляции «вход-выход», не менее МОм 4 4 100
Прочее Рабочая температура °С 0…50 0…50 5…50 -70
Температура хранения °С -70 -70
Влажность % 10…95
Срок службы, при 25°С час 50 000 30 000 50 000 30 000
Размеры мм 111х42х24 139х31,2х21,5 170х45х35 140х45х28.5
Вес г 85 110

Функциональная схема типичного источника питания приведена на рис. 9. По сути, это импульсный регулятор с гальваническим разделением входа и выхода. Сначала входное переменное напряжение выпрямляется и сглаживается, предварительно пройдя через импульсный помехоподавляющий сетевой фильтр. После этого постоянное напряжение подается на силовой ключ, который, переключаясь с высокой частотой, снова создает из постоянного напряжения переменное, но значительно более высокой частоты (около 100 кГц) и формы, близкой к прямоугольной.

Типичная структурная схема импульсного источника для питания светодиодов (драйвера)

 

Рис. 9. Типичная структурная схема импульсного источника для питания светодиодов (драйвера)

 

Это позволяет использовать понижающий трансформатор значительно меньших размеров и стоимости, и повышает КПД. После трансформатора напряжение вновь выпрямляется и фильтруется. Для того, чтобы получить стабилизированный источник напряжения или тока, предназначена схема измерения выходного напряжения (или тока соответственно). Сигнал с этой схемы поступает на элемент, управляющий силовым ключом и изменяющий скважность его переключения. Есть также несколько дополнительных схем — коррекции коэффициента мощности, защиты от перегрева, перегрузки, короткого замыкания и т.п. Их задача — предупреждать разрушение источника питания при различных воздействиях окружающей среды. Защита сделана таким образом, что ее срабатывание не ведет к постоянной потере работоспособности устройства. После устранения причин, вызвавших сбой (перегрев, уменьшение нагрузки), защита автоматически восстановит нормальную работу устройства.

Заключение

В качестве основной сферы применения заказчик указывает решения, где есть необходимость в массовых и недорогих устройствах подсветки, ограничения или указания, например, в коммунальных службах, офисном освещении или в декоративной подсветке. Рассмотренные в данном обзоре несколько типов устройств — лишь часть того , что может предложить компания EagleRise потребителю в области маломощных источников питания для светодиодов. В ближайшее время готовится расширение линейки устройств новыми драйверами.

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

 

Компэл — официальный дистрибьютор Eaglerise

В соответствии с соглашением, заключенным в сентябре этого года, компания Компэл является дистрибьютором Eaglerise Electric & Electronic (China) Co., Ltd. на территории России и стран СНГ.

Компания Eaglerise была создана в 1992 году в Китае, в городе Фошань. Сегодня в компании трудится более 3100 сотрудников. Общая сумма заводских площадей — порядка 72000 кв.м. Области применения продукции Eaglerise — промышленный контроль, освещение, бытовое применение, энергоснабжение, системы энергосбережения и др.

 

ELP040C1400LS — новый LED-драйвер с выходным током 1400 мА

Известный производитель источников питания для светодиодов EagleRise расширил линейку выпускаемой продукции по значению выходной мощности. Максимальная выходная мощность выпускаемых до настоящего времени LED-драйверов ограничивалась значением 30 Вт, что не всегда было достаточно, если разрабатывался светодиодный светильник, аналогичный люминесцентному 4х18 Вт.

Теперь это ограничение устранено, и на склад Компэл уже поступили источники питания ELP040C1400LS мощностью 40 Вт с выходным током 1400 мА. Источник питания имеет активный корректор коэффициента мощности с l > 0,95 во всем диапазоне входного напряжения 100…240 В при полной нагрузке и коэффициенте полезного действия более 86%.

ELP040C1400LS выпускается в пластиковом корпусе, имеет класс защиты от внешних воздействующих факторов IP20 и максимальную рабочую температуру окружающей среды до 50°C. Как и все аналогичные модели, ELP040C1400LS имеет гальваническую изоляцию «вход-выход», выполненную по II классу электробезопасности (3,75 кВ). Данные источники тока оптимальны для светильников внутреннего освещения, например, для светильников, встраиваемых в подвесной потолок типа «Армстронг».

•••

Наши информационные каналы

О компании Eaglerise

Компания Eaglerise Electric & Electronic (Foshan) Co., Ltd. была создана в 1992 году в Китае, в городе Фошань, Китай. В настоящий момент имеется 3 производственных базы и 3 центра исследований и разработок. Eaglerise стремится поставлять на мировой рынок конкурентоспособные источники питания, компоненты и решения. Спектр продукции компании  включают в себя 7 основных групп включая светодиодные драйверы, светодиодные светильники, повышающие и распределительные трансформаторы, промышленные упр ...читать далее