Atât timp cât diodele LED disponibile pe piață au fost folosite ca simple lămpi de control sau afișaje, alimentarea acestora era extrem de simplă și nu necesita soluții speciale, în afara unor rezistențe limitatoare de curent. Însă, de când pe piață au apărut primele componente de mică și medie putere, destinate iluminării diferitelor încăperi, cerințele privind alimentarea acestora s-au modificat în mod semnificativ. Pentru a asigura eficiența și durabilitatea acestor semiconductoare, concomitent cu alimentarea acestora într-un mod corect, a fost necesară utilizarea unor drivere special destinate acestui scop.
De ce numim aceste echipamente „drivere” și nu, pur și simplu, „surse de alimentare”?
Pentru că driverul destinat alimentării diodelor LED nu este doar o simplă sursă de alimentare în sensul tradițional al acestui termen. Proiectul pe care se bazează această soluție a luat în considerare, de la bun început, caracteristicile speciale ale diodelor LED, pentru a asigura funcționarea optimă a acestora, durabilitate, eficiență energetică și protecția împotriva deteriorărilor. O sursă de alimentare clasică nu ar putea să asigure toate acestea, iar pentru a îndeplini aceleași funcții, ar trebui să fie echipată cu un circuit electronic de control.
Driverele disponibile pe piață seamănă toate între ele?
Deloc. Modelele prezintă multe diferențe, inclusiv mari și importante, legate, în principal, de aplicațiile țintă. Cu titlu de exemplu, putem deosebi câteva categorii mari de utilizări, încercând, de fiecare dată, să descriem pe scurt caracteristicile acestora, care trebuie analizate cu atenție în diferitele echipamente.
Iluminatul casnic
În principiu, driverele pentru sistemele de iluminat destinate interiorului casei trebuie să respecte următoarele criterii:
- Dimensiuni reduse;
- Preț competitiv;
- Putere medie – mică;
- Eficiență și fiabilitate crescute;
- Montare ușoară;
- Control al luminozității simplu și imediat (variere a intensității luminoase);
Un exemplu de soluție pentru această categorie de utilizări pot fi driverele din seria LDC cu puteri între 35 și 80W, care permit controlul CP (la putere constantă) al diodelor LED.
În cazul unor utilizări care prevăd integrarea cu sistemul de automatizare a locuinței, în afara soluțiilor de mai sus putem menționa și:
- Disponibilitatea unor interfețe avansate precum DALI sau KNX;
- Posibilitatea controlului fără fir.
De exemplu, seria LCM-BLE combină funcțiile Bluetooth și Mesh Networking. Aceste echipamente pot fi programate și operate cu ușurință cu ajutorul unei aplicații speciale.
Iluminatul stradal
Aceasta este, probabil, una dintre cele mai critice utilizări, întrucât, în cazul acesteia, LED-urile trebuie să funcționeze fără defecțiuni în condiții dificile. Din același motiv, driverele folosite trebuie să aibă cele mai bune caracteristici în ceea ce privește controlul, fiabilitatea și durabilitatea.
- Domeniu larg al temperaturilor de exploatare;
- Eficiență și stabilitate înalte;
- Funcționare la putere constantă;
- Corecție activă a factorului de putere (Active PFC);
- Grad înalt de protecție IP;
- Clasă de izolație 2;
- Posibilitate de control la distanță cu funcția Smart City;
- Raport excelent preț – parametri.
Driverele din seria XLG – prezentate în Figura 1 – de dimensiuni reduse sau din seria ELG cu un excelent raport între preț și parametrii propuși sau din seria HLG, de înaltă eficiență, sunt o alegere foarte bună pentru acest tip de utilizări.
Pentru a oferi o și mai bună economisire a energiei, versiunile D2 din seria ELG (opțional pentru modelul HLG) au fost echipate cu funcția „Smart Timer Dimming”.
În ce constă, în mod exact, funcția „Smart Timer Dimming”?
Această funcție permite modificarea valorii procentuale a varierii intensității luminoase într-un interval de 14 ore, între ora 00:00 și 14:00, urmând trei profiluri implicite (iluminat casnic, iluminat stradal sau pentru tunele). Alternativ, poate fi folosită interfața de programare SDP-001, care permite programarea driverului cu ajutorul unor profiluri definite de utilizator.
Iluminat scenic
Sursele de lumină LED sunt utilizate pe scară foarte largă și în domeniul artistic, de exemplu pe scenele moderne din reprezentațiile teatrale sau muzicale.
În cazul soluțiilor RGB pot fi folosite drivere cu posibilitatea de reglare a tensiunii (CV) de la MEAN WELL ca surse de alimentare de înaltă stabilitate pentru controlere LED în standard DMX, folosind, în acest scop, înalta scalabilitate a acestora și domeniul larg de aplicații. Pe de altă parte, în cazul soluțiilor monocromatice de putere înaltă (de exemplu, proiectoarele punctuale cu fascicul focalizat) pot fi folosite drivere din seria HBG, a căror formă cilindrică este foarte potrivită în acest scop.
Iluminat pentru culturile în sistem intensiv
Iluminatul LED folosit în culturile în sistem intensiv din sere a înlocuit și îmbunătățit sursele de lumină utilizate anterior, și anume lămpile cu vapori de sodiu de înaltă presiune. În principiu, această îmbunătățire a constat în posibilitatea utilizării unei combinații de diode LED cu diferite culori, pentru obținerea nuanțelor luminoase corespunzătoare, în funcție de specia plantelor cultivate sau de fazele de creștere a acestora. În afară de eficiență, fiabilitate, izolație și protecție, care caracterizau deja categoria anterioară, driverele destinate acestor aplicații trebuie să se mai distingă prin:
- Putere mare de ieșire;
- Un domeniu larg de control, inclusiv în cazul unei tensiuni înalte.
Drivere LED seria LCM de la MEAN WELL
Echipamentele din seria HVGC (Figura 7), datorită caracteristicilor, sunt foarte potrivite pentru utilizări în sectorul agricol. În aceste cazuri, având în vedere folosirea unei puteri înalte, este deosebit de utilă posibilitatea conectării a 2 faze pe linia trifazată (intrare 400 V AC), cu creșterea eficienței energetice și cu o scădere semnificativă a curentului de intrare. În acest cazuri, deosebit de avantajoasă se dovedește a fi prezența circuitului activ „Active PFC”.
În ce constă funcționarea circuitului activ PFC și ce avantaje aduce acesta?
PFC, adică „Power Factor Correction” sau corecția activă a factorului de putere este o funcție foarte utilă, care elimină una dintre problemele obișnuite ale stărilor intrărilor în driverele mai puțin avansate, lipsite de această funcție. În Figura 3 sunt prezentate curbele de tensiune (culoare verde) și curent (culoare roșie) pentru intrarea AC a sursei de alimentare de acest tip. În partea din stânga a figurii este prezentată curba curentului consumat de echipament fără circuitul activ PFC. Dacă le examinăm atent, vom observa că curba de curent este nu doar defazată față de tensiune, dar este și mult deformată. Această situație nu poate fi trecută cu vederea, întrucât conduce la scăderea eficienței instalației electrice (curenți de intensitate înaltă față de puterea activă efectiv transmisă). În plus, o asemenea situație este nelegală și este sancționată de întreprinderile producătoare de energie prin aplicarea unor tarife crescute clienților business și industriali. Circuitul de PFC activ utilizat în driverele MEAN WELL, prin funcționarea continuă și funcția de ajustare automată, permite reducerea semnificativă a deformării curbei de curent și a defazajului dintre cele două semnale (așa cum se prezintă în partea din dreapta a Figurii 3), aducând factorul de putere la o valoare egală sau mai mare de 0,9, indiferent de sarcină.
Figura 3. Curbele de tensiune (cu verde) și de curent (cu roșu) la intrarea AC a unui driver fără circuit de reglare a factorului de putere (în stânga) și cu circuit Active PFC (în dreapta).
Care sunt standardele de alimentare a iluminării LED?
Standardele de alimentare LED sunt, de obicei, o alimentare în curent continuu (CC) sau tensiune continuă (CV). Pentru a afla pe care dintre acestea să le folosim, cel mai bine este să cunoaștem specificațiile tehnice ale componentelor utilizate, furnizate de producători.
Alimentare în curent continuu (CC)
LED-urile (individuale sau conectate în serie) sunt alimentate de un driver care controlează și reglează în mod continuu intensitatea curentului care trece prin conectorii semiconductoarelor. Un exemplu al acestui tip de echipamente poate fi gama de drivere de curent continuu cu un nivel redus al pulsațiilor din seria HVGC de la MEAN WELL, disponibile cu un curent de ieșire cuprins între 350 mA și 7 A, care pot menține un domeniu larg al tensiunii, variabil în funcție de numărul de diode LED care alcătuiesc circuitul controlat de driver.
Alimentare în tensiune continuă (CV)
În acest caz, driverul controlează și reglează cu precizie tensiunea care ajunge la LED-urile care suportă acest mod de funcționare. Curentul furnizat va depinde de numărul elementelor conectate, în timp ce protecția integrată a driverului împiedică depășirea valorilor limită ale puterii prevăzute de specificații. Seria APV de la firma MEAN WELL, care constituie un exemplu de utilizare a soluției „Constant Voltage”, este compusă din produse cu tensiunea de ieșire cuprinsă între 5 V și 48 V, reglabilă sau continuă și cu un curent cuprins între 0,3 A și 40 A.