Método de seleção correta e configuração do dispositivo de iluminação LED condução de alimentação

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Devido à economia de energia do LED, vida útil longa, durabilidade e design flexível, os LEDs estão substituindo rapidamente lâmpadas incandescentes e fluorescentes em iluminação interna e externa. Mas escolher o LED certo é apenas parte da equação do design. Para alcançar total eficiência, durabilidade e longevidade em seu projeto de iluminação de estado sólido, você precisa escolher a fonte de alimentação correta para atender aos requisitos de sua aplicação para os LEDs que você usa. Este artigo fornecerá algumas sugestões úteis para consideração ao escolher uma fonte de alimentação.

Introdução de fundo relacionada

Uma vez que a tensão da fonte de alimentação do LED é igual ou maior que a queda de tensão direta do diodo (tipicamente na região de 2-3V), o LED começa a produzir luz. A corrente necessária para o brilho total varia de dispositivo para dispositivo, mas normalmente é de 350 mA para um LED de 1 W (geralmente o menor tamanho em aplicações de iluminação). Ao contrário das lâmpadas incandescentes, os LEDs são dispositivos não lineares. Isso significa que, uma vez que a tensão de alimentação excede a tensão direta do diodo, a corrente de passagem aumenta exponencialmente com a tensão de alimentação. Sem alguma forma de regulação atual, os chips de LED se tornarão lâmpadas flash caras e monoestáveis.

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Para evitar isso, a fonte de alimentação deve fornecer a voltagem correta na corrente correta. A maneira mais fácil é selecionar uma fonte de alimentação com uma tensão de saída maior que a tensão direta do LED selecionado e usar um resistor limitador de corrente para limitar a corrente ao máximo especificado pelo fabricante do LED. Uma desvantagem desta abordagem é que uma das principais vantagens da iluminação por LED é que a alta eficiência é afetada pela energia dissipada pelo dispositivo limitador de corrente.

Outro problema com essa abordagem é que a temperatura da junção do LED afeta a tensão direta. Como a tensão de saída da fonte de alimentação é fixa, isso significa que, se a tensão no dispositivo de limitação de corrente mudar, a corrente também será alterada. A corrente variável afetará a quantidade de luz emitida e reduzirá a confiabilidade do LED. A melhor maneira é dirigir o LED com uma fonte de corrente constante. Desta forma, a corrente pode ser ajustada para o máximo especificado pelo fabricante do LED para máxima eficiência e confiabilidade, ou para alcançar o brilho preciso requerido, e para eliminar os efeitos da temperatura da junção quando o LED ou a temperatura ambiente mudar.

Uma vantagem de usar LEDs em aplicações de iluminação é a facilidade de alterar o brilho. Isso pode ser feito alterando a corrente através do LED, mas operar o LED menos que sua corrente máxima reduzirá a eficiência e poderá resultar em uma pequena alteração na cor. Portanto, uma abordagem melhor é pulsar a corrente entre zero e máximo para alterar a média de luz emitida. Contanto que isso seja feito em uma freqüência suficientemente alta para evitar que o pulso seja visto pelo olho humano como um flash, essa é a melhor maneira de obter o escurecimento. O pulso de corrente é geralmente medido em uma freqüência fixa, e a razão de zero para a corrente total muda. Esse é o método de modulação por largura de pulso (PWM).

Selecione o poder

O tipo de fonte de energia selecionada para a aplicação de iluminação será baseado em vários fatores. Primeiro, considere o ambiente no qual o aplicativo é executado. A aplicação é interna ou externa? A fonte de alimentação precisa ser à prova d'água ou requer uma classificação IP especial? A fonte de alimentação pode usar resfriamento por condução ou usar somente resfriamento por convecção?

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Em seguida, defina os requisitos gerais de energia. Uma única luminária pode exigir apenas uma pequena fonte de alimentação, mas um sistema complexo pode exigir centenas de watts de energia. Além disso, você precisa de outros recursos? Por exemplo, a fonte de alimentação precisa operar em um modo de tensão constante simples ou modo de corrente constante, e o aplicativo requer escurecimento?

Regulamentos e regulamentos são importantes

Bem, agora é a hora de considerar os regulamentos. Todo o sistema precisa operar dentro de uma certa faixa de corrente harmônica? Precisa atender aos padrões de segurança para iluminação ou a energia ITE é suficiente? E nesta era de sensibilidade energética, como o suprimento de energia pode efetivamente atender aos padrões locais ou regionais?

Igualmente importante, em algumas agências governamentais locais, descontos ou outros subsídios são oferecidos a produtos que atendem a níveis específicos de eficiência e correção do fator de potência. Os produtos são vendidos nesses locais? Novamente, é importante saber se seus critérios de projeto atendem aos requisitos, incluindo quaisquer requisitos para consumo de energia ao desligar a energia.

padrão de segurança

Existem vários padrões para sistemas de iluminação. Internacionalmente, a Parte 1 da IEC 61347 abrange os requisitos gerais de segurança para dispositivos de controle de luminárias, e a Seção 13 (2) da Parte 2 se aplica a fontes de alimentação de módulos de LED. Os Estados Unidos têm UL8750, e a Europa tem EN61347, todos nomeados no formato IEC.

Corrente harmônica

As aplicações de iluminação normalmente exigem emissões de corrente harmônica para atender aos requisitos da EN61000-3-2, enquanto a categoria de iluminação é Classe C. Nesta categoria, há um conjunto de limites para potência de entrada ativa acima de 25W e outro para 25W e abaixo . No entanto, este padrão menciona apenas iluminação de descarga de 25 W e abaixo.

Para atender ao limite de 25W, a correção do fator de potência é normalmente necessária e como o limite é calculado como uma porcentagem de corrente em vez de um valor absoluto, é melhor usar uma fonte de alimentação especificamente para aplicações de iluminação em vez de uma fonte de alimentação ITE. No entanto, desde que a carga de iluminação esteja acima de 40-50% da carga máxima, a fonte de alimentação ITE poderá atingir seu limite.