Método de selección correcto y configuración del dispositivo de iluminación LED que alimenta la fuen

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Debido al ahorro de energía de los LED, su larga vida útil, su durabilidad y su diseño flexible, los LED están reemplazando rápidamente las luces incandescentes y fluorescentes en la iluminación interior y exterior. Pero elegir el LED correcto es solo una parte de la ecuación de diseño. Para lograr una eficiencia total, durabilidad y longevidad en su diseño de iluminación de estado sólido, debe elegir la fuente de alimentación adecuada para que coincida con los requisitos de su aplicación con los LED que utiliza. Este artículo le proporcionará algunas sugerencias útiles para tener en cuenta al elegir una fuente de alimentación.

Introducción al fondo relacionado

Una vez que la tensión de alimentación del LED es igual o mayor que la caída de tensión directa del diodo (generalmente en la región de 2-3 V), el LED comienza a producir luz. La corriente requerida para el brillo total varía de un dispositivo a otro, pero generalmente es de 350 mA para un LED de 1 W (generalmente el tamaño más pequeño en aplicaciones de iluminación). A diferencia de las lámparas incandescentes, los LED son dispositivos no lineales. Esto significa que una vez que la tensión de alimentación supera la tensión directa del diodo, la corriente de paso aumenta exponencialmente con la tensión de alimentación. Sin algún tipo de regulación actual, los chips LED se convertirán en costosas bombillas de flash monoestables.

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Para evitar esto, la fuente de alimentación debe proporcionar el voltaje adecuado a la corriente correcta. La forma más fácil es seleccionar una fuente de alimentación con un voltaje de salida mayor que el voltaje directo del LED seleccionado y usar una resistencia limitadora de corriente para limitar la corriente al máximo especificado por el fabricante del LED. Una desventaja de este enfoque es que una de las principales ventajas de la iluminación LED es que la alta eficiencia se ve afectada por la potencia disipada por el dispositivo limitador de corriente.

Otro problema con este enfoque es que la temperatura de la unión del LED afecta el voltaje directo. Dado que la tensión de salida de la fuente de alimentación es fija, esto a su vez significa que si la tensión en el dispositivo limitador de corriente cambia, la corriente también cambiará. La corriente variable afectará la cantidad de luz emitida y reducirá la confiabilidad del LED. La mejor manera es conducir el LED con una fuente de corriente constante. De esta manera, la corriente se puede configurar al máximo especificado por el fabricante del LED para lograr la máxima eficiencia y confiabilidad, o para lograr el brillo preciso requerido, y para eliminar los efectos de la temperatura de la unión cuando cambia el LED o la temperatura ambiente.

Una de las ventajas de usar LED en aplicaciones de iluminación es la facilidad de cambiar el brillo. Esto se puede hacer cambiando la corriente a través del LED, pero operar el LED menos que su corriente máxima reducirá la eficiencia y puede resultar en un ligero cambio de color. Por lo tanto, un mejor enfoque es impulsar la corriente entre cero y el máximo para cambiar la luz promedio emitida. Mientras esto se haga con una frecuencia lo suficientemente alta como para evitar que el pulso vea el pulso como un destello, esta es la mejor manera de lograr la atenuación. El pulso de corriente generalmente se mide a una frecuencia fija, y la relación de cero a los cambios de corriente total. Este es el método de modulación de ancho de pulso (PWM).

Seleccionar el poder

El tipo de fuente de alimentación seleccionado para la aplicación de iluminación se basará en varios factores. En primer lugar, considere el entorno en el que se ejecuta la aplicación. ¿Es la aplicación en interiores o exteriores? ¿La fuente de alimentación debe ser impermeable o requiere una clasificación IP especial? ¿Puede la fuente de alimentación usar refrigeración por conducción o usar solo refrigeración por convección?

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A continuación, defina los requisitos generales de potencia. Una sola luminaria puede requerir solo una pequeña fuente de alimentación, pero un sistema complejo puede requerir cientos de vatios de potencia. Además, ¿necesitas otras características? Por ejemplo, ¿la fuente de alimentación necesita operar en un modo simple de voltaje constante o modo de corriente constante, y la aplicación requiere atenuación?

Las regulaciones son importantes

Bueno, ahora es el momento de considerar las regulaciones. ¿Es necesario que todo el sistema funcione dentro de un cierto rango de corriente armónica? ¿Necesita cumplir con los estándares de seguridad para la iluminación o es suficiente la potencia de ITE? Y en esta era de sensibilidad a la energía, ¿cómo puede la fuente de alimentación cumplir con los estándares locales o regionales?

Igualmente importante, en algunas agencias del gobierno local, se ofrecen descuentos u otros subsidios a los productos que cumplen con los niveles específicos de eficiencia y corrección del factor de potencia. ¿Se venden productos en estos lugares? Nuevamente, es importante saber si sus criterios de diseño cumplen con los requisitos, incluidos los requisitos de consumo de energía al apagar la unidad.

estándar de seguridad

Existen varios estándares para los sistemas de iluminación. Internacionalmente, la Parte 1 de IEC 61347 cubre los requisitos generales de seguridad para los dispositivos de control de luminarias, y la Sección 13 (2) de la Parte 2 se aplica a las fuentes de alimentación de módulos LED. Los Estados Unidos tienen UL8750 y Europa tiene EN61347, que se nombran todos en el formato IEC.

Corriente armónica

Las aplicaciones de iluminación generalmente requieren emisiones de corriente armónica para cumplir con los requisitos de EN61000-3-2, mientras que la categoría de iluminación es Clase C. En esta categoría, hay un conjunto de límites para la potencia de entrada activa por encima de 25W, y otro conjunto para 25W y por debajo . Sin embargo, esta norma solo menciona la iluminación de descarga de 25 W e inferior.

Para cumplir con el límite de 25W, generalmente se requiere la corrección del factor de potencia, y como el límite se calcula como un porcentaje del amperaje en lugar de un valor absoluto, es mejor usar una fuente de alimentación específica para aplicaciones de iluminación en lugar de una fuente de alimentación de tipo ITE. Sin embargo, siempre que la carga de iluminación sea superior al 40-50% de la capacidad de carga total, la fuente de alimentación de ITE puede alcanzar su límite.