Méthode de sélection correcte et configuration de l'appareil d'alimentation de l'éclaira

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Grâce aux économies d'énergie, à la longévité, à la durabilité et à la conception flexible des LED, les LED remplacent rapidement les lampes à incandescence et les lampes fluorescentes pour l'éclairage intérieur et extérieur. Mais choisir la bonne LED n'est qu'une partie de l'équation de conception. Pour obtenir une efficacité, une durabilité et une longévité totales dans votre conception d'éclairage à semi-conducteurs, vous devez choisir la source d'alimentation appropriée pour répondre aux exigences de votre application et aux LED que vous utilisez. Cet article vous fournira des suggestions utiles à prendre en compte lors du choix d’une source d’alimentation.

Introduction de fond connexe

Une fois que la tension d'alimentation de la LED est égale ou supérieure à la chute de tension directe de la diode (généralement dans la région 2-3V), la LED commence à produire de la lumière. Le courant requis pour une luminosité totale varie d'un appareil à l'autre, mais il est généralement de 350 mA pour une LED de 1 W (généralement la plus petite taille dans les applications d'éclairage). Contrairement aux lampes à incandescence, les LED sont des dispositifs non linéaires. Cela signifie qu'une fois que la tension d'alimentation dépasse la tension directe de la diode, le courant de passage augmente de manière exponentielle avec la tension d'alimentation. Sans une réglementation en vigueur, les puces à LED deviendront des ampoules flash monostables et coûteuses.

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Pour éviter cela, l'alimentation doit fournir la bonne tension au bon courant. La méthode la plus simple consiste à sélectionner une alimentation avec une tension de sortie supérieure à la tension directe de la LED sélectionnée et à utiliser une résistance de limitation de courant pour limiter le courant au maximum spécifié par le fabricant de la LED. Un inconvénient de cette approche est que l’un des principaux avantages de l’éclairage à LED est que le rendement élevé est affecté par la puissance dissipée par le dispositif de limitation de courant.

Un autre problème de cette approche est que la température de jonction des LED affecte la tension directe. Puisque la tension de sortie de l'alimentation est fixe, cela signifie que si la tension aux bornes du dispositif de limitation de courant change, le courant changera également. La variation du courant affectera la quantité de lumière émise et réduira la fiabilité de la LED. Le meilleur moyen consiste à piloter la LED avec une source de courant constant. De cette manière, le courant peut être réglé au maximum spécifié par le fabricant de LED pour une efficacité et une fiabilité maximales, ou pour atteindre la luminosité précise requise, et pour éliminer les effets de la température de jonction lorsque la LED ou la température ambiante change.

L'un des avantages de l'utilisation des LED dans les applications d'éclairage est la facilité de modification de la luminosité. Cela peut être fait en modifiant le courant via la LED, mais une utilisation de la LED inférieure à son courant maximum réduira l'efficacité et peut entraîner un léger changement de couleur. Par conséquent, une meilleure approche consiste à impulser le courant entre zéro et le maximum pour modifier la lumière moyenne émise. Tant que cette opération est effectuée à une fréquence suffisamment élevée pour éviter que le pouls ne soit perçu par l'œil humain comme un éclair, c'est le meilleur moyen d'obtenir une gradation. L'impulsion de courant est généralement mesurée à une fréquence fixe, et le rapport du zéro au courant total change. C'est la méthode de modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Sélectionnez le pouvoir

Le type de source d'alimentation sélectionné pour l'application d'éclairage sera basé sur plusieurs facteurs. Tout d'abord, considérons l'environnement dans lequel l'application s'exécute. L'application est-elle à l'intérieur ou à l'extérieur? L'alimentation doit-elle être étanche ou nécessite un indice de protection IP particulier? L'alimentation peut-elle utiliser le refroidissement par conduction ou uniquement un refroidissement par convection?

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Ensuite, définissez les exigences générales en matière d'alimentation. Un seul luminaire peut ne nécessiter qu'une petite alimentation, mais un système complexe peut nécessiter des centaines de watts de puissance. Aussi, avez-vous besoin d'autres fonctionnalités? Par exemple, l'alimentation doit-elle fonctionner en mode simple tension constante ou en mode courant constant, et l'application nécessite-t-elle une gradation?

Les règlements et les règlements sont importants

Eh bien, le moment est venu d'examiner le règlement. L’ensemble du système doit-il fonctionner dans une plage de courant harmonique définie? Doit-il respecter les normes de sécurité en matière d’éclairage ou l’alimentation électrique est-elle suffisante? Et en cette ère de sensibilité énergétique, comment l’alimentation électrique peut-elle effectivement répondre aux normes locales ou régionales?

De manière tout aussi importante, dans certains organismes publics locaux, des réductions ou d’autres subventions sont offertes pour les produits répondant à des niveaux spécifiques de correction du facteur de puissance et d’efficacité. Les produits sont-ils vendus dans ces endroits? Encore une fois, il est important de savoir si vos critères de conception répondent aux exigences, y compris aux exigences en matière de consommation d'énergie lors de la mise hors tension.

norme de sécurité

Il existe différentes normes pour les systèmes d'éclairage. Sur le plan international, la partie 1 de la CEI 61347 couvre les exigences générales de sécurité pour les dispositifs de commande de luminaires, et le paragraphe 13 (2) de la partie 2 s'applique aux alimentations des modules à LED. Les États-Unis ont UL8750 et l'Europe EN61347, qui sont tous nommés dans le format IEC.

Courant harmonique

Les applications d'éclairage exigent généralement que les émissions de courant harmonique soient conformes aux exigences de la norme EN61000-3-2, tandis que la catégorie d'éclairage est la classe C. Dans cette catégorie, il existe un ensemble de limites pour la puissance d'entrée active supérieure à 25 W et un autre ensemble pour 25 W et moins. . Cependant, cette norme ne mentionne que l'éclairage à décharge de 25 W et moins.

Pour respecter la limite de 25 W, une correction du facteur de puissance est généralement nécessaire. Etant donné que la limite est calculée en tant que pourcentage d’ampérage plutôt qu’en valeur absolue, il est préférable d’utiliser une alimentation spécialement pour les applications d’éclairage plutôt qu’une alimentation de type ITE. Cependant, tant que la charge d'éclairage est supérieure à 40-50% de la charge nominale à pleine charge, l'alimentation ITE peut atteindre sa limite.