Ток для наружки: источники питания для светодиодных светильников наружного освещения

13 августа 2014

Текущая тенденция: доля стоимости источника питания (ИП) для светодиодного светильника в его общей стоимости превысила 50%. Важно правильно выбрать ИП. КОМПЭЛ представляет надежные изделия известных на рынке производителей MEAN WELL и Inventronics, а также несколько менее популярные, но заслуживающие внимания ИП компании YYOSS (торговая марка Yesok).

Втечение последних двух лет мы наблюдаем существенное снижение стоимости светодиодов. Так, стоимость светодиодов мощностью 1…3 Вт, которые массово применяются в наружном освещении, за этот период времени снизилась в 2…3 раза. С другой стороны, стоимость такого компонента светодиодного светильника как источник питания за прошедшее время практически не изменилась. Если сравнить между собой стоимость набора светодиодов и источника питания в условном светодиодном светильнике на 100 Вт (9…10.5 клм), то получим примерно такие усредненные цифры:

• 25…30$ – 46…50 светодиодов, работающих на токе 700 мА;
• 35…60$ – источник питания.

Данные приведены на качественную и надежную продукцию известных зарубежных производителей. Источники питания рассматривались только с коррекцией коэффициента мощности (ККМ) в металлическом корпусе по классу защиты от внешних воздействий не ниже IP65/66 и с рабочей температурой от -40°С. В принципе, на рынке можно найти указанную продукцию с меньшей стоимостью, но пропорциональное отношение при этом сильно не изменится. Пример показывает, что в настоящий момент, в светодиодном светильнике наружного освещения стоимость источника питания уже превышает стоимость источника света. Следовательно, разработчику и производителю конечного продукта необходимо подходить к выбору источника питания с большой ответственностью.

На рынке светодиодных светильников можно встретить изделия разного уровня качества, соответствующие и не соответствующие требованиям нормативной документации, имеющие и не имеющие необходимых сертификатов, подтверждающих выполнение норм по электромагнитной совместимости (ЭМС) и электробезопасности. Среди производителей существует жесткая конкуренция, и становится весьма важным выпускать конечный продукт, отвечающий многочисленным требованиям. Этот аспект дополнительно накладывает ряд ограничений на выбор качественного источника питания, поскольку подавляющее большинство параметров светодиодного светильника задаётся именно параметрами источника питания. В частности, ЭМС и устойчивость изделия к воздействию различного рода внешних помех определяются исключительно источником питания. Светильники наружного освещения по излучаемым и наведенным помехам должны отвечать требованиям промышленного класса «В» [1]. Далеко не все производители источников питания заявляют на свою продукцию указанный класс. Часто встречаются изделия, соответствующие по ЭМС более низкому классу «А» или вообще не испытываемые по этому параметру, и на это следует обращать пристальное внимание, если разрабатывается светильник для наружного или промышленного освещения. В этом случае в светильнике потребуется применение дополнительных входных фильтров, увеличивающих конечную стоимость изначально выбранного дешевого источника питания.

Источники питания для светильников наружного освещения – это достаточно мощные изделия от нескольких десятков до нескольких сотен ватт. Источники питания в обязательном порядке должны иметь коррекцию коэффициента мощности. Условия эксплуатации являются достаточно жесткими (температурный диапазон – от -40°С) и требуется повышенная защита от внешних воздействующих факторов (IP65/67). При изготовлении источника должны применяться материалы, стойкие к ультрафиолетовому излучению солнца. Поскольку речь идет о больших потребляемых мощностях, то желательно иметь источники с КПД более 90%. Также предъявляются особые требования по устойчивости изделий к импульсным помехам повышенной энергии. Изделия должны обладать хорошей надежностью, так как ремонт или замена уличного светильника связаны с большими затратами. И, конечно же, источники питания должны иметь адекватную стоимость.

В настоящее время имеется широкий спектр известных и малоизвестных производителей источников питания. В наружном и промышленном освещении хорошо известны производители MEAN WELL и Inventronics. Среди малоизвестных производителей интерес представляет бренд YYOSS, выпускающий продукцию под торговой маркой Yesok.

Компания MEAN WELL имеет самый широкий выбор семейств источников питания, предназначенных для наружного и промышленного освещения (CEN, CLG, LPF, HLG, HLG-C, HBG, HVGC, OWA). Многие серии выпускаются уже несколько лет и хорошо известны производителям светодиодных светильников. Основная особенность продукции компании заключается в том, что это, как правило, изделия с двойным режимом стабилизации выходных параметров (CV+CC). Двойной режим стабилизации подразумевает возможность работы источника питания как в качестве стабилизатора напряжения (CV; constant voltage) так и в качестве стабилизатора тока (СС; constant current). Конечно, в этом случае в мощных изделиях получается некоторый перекос в область повышенных значений токов. Выходной ток источника определяется отношением выходной мощности к выходному напряжению, а модели имеют ограничение по выходному напряжению не выше 48…54 В, поэтому при большой выходной мощности получается повышенное значение тока. Но эту особенность можно успешно обойти посредством параллельного подключения светодиодных модулей в светильнике. С другой стороны, если в светильнике предполагается использование мощных светодиодных матриц, то такие источники оптимально с ними сочетаются. Особенностью матриц как раз и является низкое напряжение и повышенное значение тока.

В отличие от MEAN WELL, компании Inventronics и Yesok разделяют свою продукцию по типу стабилизации.

В светодиодном освещении, в силу разных причин, удобнее использовать именно стабилизаторы тока, хотя бы потому, что в этом случае можно оперировать значениями, которые уже стали стандартными, и более оптимально рассчитать режим работы светодиодов. Учитывая это, инженеры компании MEAN WELL разработали источники питания с повышенными выходными напряжениями на стандартные значения выходного тока (350, 700, 1050, 1400 мА), работающие в режиме СС.

а) HLG-C

б) HVGC

Рис. 1. Источники питания MEAN WELL

В настоящий момент у компании имеются два семейства источников питания для наружного применения, работающих в режиме CC. Это семейства HLG-C и HVGC. Внешний вид изделий приведен на рисунке 1, а основные технические параметры указаны в таблице 1.

Компании Inventronics и Yesok изначально выпускают модели, работающие в режиме CC. Количество семейств выпускаемой продукции меньше, чем у MEAN WELL, но количество моделей и выбор токов существенно больше. Выпускаемые изделия рассчитаны на стандартные и нестандартные значения тока.

Inventronics

Рис. 2. Источник питания

Внешний вид продукции Inventronics можно увидеть на рисунке 2, а основные параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические параметры источников питания

Как видно из таблицы 1 и рисунков 1…2, рассматриваемые источники питания очень схожи между собой по основным параметрам и внешнему виду, но различаются гарантийным сроком и, соответственно, стоимостью.

Все представленные модели изготовлены в алюминиевом корпусе и полностью залиты компаундом. Наличие каскада ККМ уже является обязательным условием, если изделие позиционируется как источник питания для светодиодного светильника.

Характерной особенностью семейства HVGC является широкий диапазон входного напряжения: 180…528 В. Этот диапазон включает в себя и однофазную (фазное напряжение 220 В) и трехфазную сеть (линейное напряжение 380 В), что позволяет их подключать к трехфазной сети по схеме «звезда» и «треугольник».

Как видно из таблицы 1, все рассмотренные источники питания имеют «уличный» температурный диапазон от -40°С, за исключением двух серий: HLG-120H-C и HLG-185H-C, которые работоспособны при температуре от -25°С. Эту особенность указанных серий следует обязательно учитывать при выборе.

Тем не менее, компания MEAN WELL – одна из немногих, которая может изготавливать источники питания для светодиодного освещения с нижней рабочей температурой от -60°С. Имеется ряд моделей семейства HLG, поставляемых под заказ.

Практически все модели MEAN WELL и Inventronics доступны в варианте с диммингом по протоколам 1…10 В, ШИМ и изменением сопротивления. Полное обозначение моделей с диммингом или без него можно найти в листе технических данных на конкретную серию источников питания.

Рис. 3. Источники питания HLG-600H

В настоящий момент максимальная мощность существующих источников питания для наружного применения ограничена значением 300…320 Вт. В частности, MEAN WELL выпускает серию HLG-320H. Есть ещё несколько компаний с моделями на выходную мощность 300 Вт. Подобные источники широко применяются в архитектурно-декоративной подсветке и в других приложениях в качестве магистральных источников питания. Схема питания – с одним центральным источником в режиме стабилизатора напряжения, к которому подключено большое количество световых приборов, имеющих в своем составе DC/DC-драйверы тока. Потребности рынка требуют наличия моделей источников с еще большей мощностью. Учитывая это, компания разработала серию источников питания уличного исполнения мощностью 600 Вт, работающую в режиме CV+CC. Ожидается, что новая серия HLG-600H будет доступна для заказа со склада КОМПЭЛ в начале осени. Внешний вид новой серии приведен на рисунке 3.

Говоря об источниках питания, следует сказать и о надежности. Рассматриваемые производители указывают в технической документации такие параметры надежности как срок службы (life time) и/или среднее время наработки между отказами (MTBF). По сути, все эти параметры основаны на расчетах. Здесь нет смысла углубляться в эти расчеты, достаточно отметить, что большое значение MTBF и срока службы не гарантирует длительного периода работы до первого отказа. Первый отказ изделия может произойти в любой момент, даже при первом включении в сеть. Практически о надежности можно говорить по многолетнему использованию изделий, но это в данной ситуации невозможно, а косвенно о надежности можно судить по предоставляемому сроку гарантии. Мы прекрасно понимаем, что производитель любой продукции не будет работать себе в убыток. Если предоставляется длительный период гарантии, то вероятность выхода изделия из строя, по крайней мере, за этот период времени невелика и при прочих равных условиях следует руководствоваться именно этим параметром.

Литература

1. ГОСТ Р 51318.15-99 «Радиопомехи индустриальные от электрического светового и аналогичного оборудования. Нормы и методы испытаний».

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.