Üblicherweise bestanden Beleuchtungssysteme aus Glüh-, Leuchtstoff- und Halogenlampen. Alles hat sich mit der zunehmenden Popularität von LEDs geändert, die sowohl in der Innen- als auch in der Außenbeleuchtung weite Verbreitung finden. Die Hauptattraktionen dieser Modeerscheinung sind Energieeinsparungen, lange Lebenserwartung, Zuverlässigkeit von Halbleitergeräten und die erstaunliche Anpassungsfähigkeit, die eine LED-Komponente für eine Lichtanwendung bringen kann. Um sie jedoch zu verbessern, muss ihre Stromversorgung sorgfältig ausgewählt werden.
Wählen Sie das LED-Netzteil sehr sorgfältig aus
An alle LEDs wird eine Spannung angelegt, durch die ein Strom fließt, die LED leuchtet. Die Spannung muss gleich oder größer als der direkte Spannungsabfall an der LED sein (normalerweise in der Größenordnung von 2–3 V), und der Strom kann normalerweise 350 mA für eine 1-W-LED betragen, was eine geringe Nennleistung ist, die in Lampen verwendet wird. Nehmen Sie dennoch an, dass die angelegte Spannung über den direkten Spannungswert der LED hinausgeht. In diesem Fall steigt die mitlaufende Gegenwart exponentiell an, wodurch das Temperaturniveau des LED-Chips erheblich ansteigt, was zu dessen Ausfall führen kann.
Liefern Sie eine ausreichende Spannung
Das Netzteil muss daher eine ausreichende Spannung für die richtige Anforderung liefern. Das einfachste Mittel, dies zu tun, besteht darin, ein Netzteil zu verwenden, dessen Ergebnisspannung höher ist als die direkte Spannung der ausgewählten LED, und die vorhandene Spannung mit einem Widerstand auf den vom LED-Hersteller definierten optimalen Wert zu begrenzen. Der Nachteil dieser Strategie besteht darin, dass die Verlustleistung des Widerstands die Vorteile der hohen Leistungsfähigkeit von LED-Leuchten zunichte macht. Ein zusätzliches Problem bei dieser Technik besteht darin, dass der Sperrschichttemperaturpegel der LED ihre Durchlassspannung beeinflusst. Da die Ausgangsspannung des Netzteils festgelegt ist und die Spannung an den Enden des vorhandenen Begrenzungsgeräts variieren kann, kann der LED-Strom auch übermäßig variieren. Diese Anpassung des Stroms kann die abgegebene Lichtmenge beeinflussen und die Integrität der LED verringern.
Steuern Sie die LED mit einer vorhandenen konsistenten Ressource
Die beste Strategie besteht daher darin, die Led mit einer vorhandenen kontinuierlichen Quelle zu verwalten. Dadurch kann der Strom auf den vom LED-Hersteller angegebenen Maximalwert eingestellt werden, um maximale Leistung und Zuverlässigkeit zu erzielen oder um die exakt benötigte Beleuchtung zu erreichen, indem Temperatureinflüsse beseitigt werden, die sich aus der Änderung des LED- oder Umgebungstemperaturniveaus an der Verbindungsstelle ergeben. Zu den Vorteilen der Verwendung von LEDs in Beleuchtungsanwendungen gehört die einfache Variation der Beleuchtung. Dies kann erreicht werden, indem der Strom durch die LED proportional zum erzeugten Licht variiert wird. Allerdings verringert die LED mit einem Strom unterhalb ihres Optimums die Effizienz und kann kleine Varianten im Schirm aussenden.
PWM
Aus diesem Grund besteht ein besseres Mittel darin, einen Impuls mit einem Wert zwischen Null und Maximum zu haben, um das erzeugte durchschnittliche Licht zu variieren. Bei ausreichend hoher Frequenz wird verhindert, dass das menschliche Auge die Impulse als Flimmern wahrnehmen kann; Dies ist die beste Methode, um die Intensität des von der LED ausgesandten Lichts zu variieren. Die Stromimpulse haben normalerweise eine eingestellte Frequenz, indem das Verhältnis zwischen dem stromlosen und dem optimalen Strom unterschiedlich ist. Dieser Ansatz wird als PWM (Pulsgrößenmodulation) bezeichnet.
Auswahl der Stromversorgung
Die Auswahl des Stromversorgungstyps für Beleuchtungsanwendungen basiert auf mehreren Faktoren. Zunächst Umweltfaktoren zu berücksichtigen. Ist die Anwendung für den Innen- oder Außenbereich geeignet? Soll das Netzteil wasserdicht sein oder ein bestimmtes Sicherheitsniveau haben? Werden die Anforderungen an die Stromversorgung Konduktionskühlung oder Konvektionsklimatisierung nutzen?
Wie hoch ist die benötigte Gesamtleistung?
Eine einzelne Lichtkomponente benötigt möglicherweise nur einen Prozentsatz der Leistung; Ein kompliziertes System benötigt jedoch möglicherweise ein Netzteil, das zahlreiche Watt bietet. Sind darüber hinaus verschiedene andere Attribute erforderlich? Wird beispielsweise gefordert, dass das Netzteil im Konstantspannungs- oder Konstantvorhanden-Modus arbeitet? Gibt es eine Anforderung für eine mögliche Dimmung? Muss das Gesamtsystem aus ordnungspolitischer Sicht Oberschwingungsströme innerhalb bestimmter Grenzen halten? Müssen Sie Beleuchtungssicherheitsgesetze einhalten oder ist ein ITE-Netzteil ideal? Wie effektiv ist die Ballastanforderung in Zeiten des Energiesparens genau? Soll dieser Wirkungsgrad im ausgeschalteten Zustand bei jeder Eingangsleistung erhalten bleiben?
Sicherheitsstandards
Für Beleuchtungssysteme gelten unterschiedliche Normen. Weltweit gibt es IEC61347 Teil 1, der die allgemeinen Sicherheitsanforderungen von Steuergeräten für Leuchten enthält, und Teil 2 Abschnitt 13, der die Stromquelle von LED-Komponenten anwendet, die Vereinigten Staaten haben die UL8750 und in Europa die EN61347. was der IEC für die oben aufgeführten Paragraphen entspricht.
Harmonische Strömungen
In Beleuchtungsanwendungen ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die erzeugten Oberschwingungsströme die Anforderungen von EN61000-3-2 erfüllen, wobei die Kategorie der Beleuchtungswerkzeuge Kurs C ist. Innerhalb dieses Kurses gibt es eine Reihe von Einschränkungen mit einem aktiven Eingang Leistung über 25 W sowie andere Grenzwerte, wenn sie gleich oder unter 25 W aufgeführt sind. Die Anforderungen für 25 W und die unten aufgeführten beziehen sich jedoch hauptsächlich nur auf Entladungslampen. Leistungsvariable Anpassungen werden normalerweise verwendet, um Leistungsgrenzen über 25 W einzuhalten. Weil diese Grenzen als Prozentsatz des Basiswerts und nicht als Gesamtwert der Ampere bestimmt werden. Es ist am besten, ein speziell für Beleuchtungsanwendungen entwickeltes Netzteil anstelle eines ITE-Netzteils zu verwenden. Ein ITE-Netzteil wird jedoch wahrscheinlich an die Grenzen stoßen, da die Lichttonnen höher als 40-50 % der optimalen Netzteillose sind.
Ein Beispiel für ein Netzteil, das hauptsächlich für LED-Beleuchtung entwickelt wurde, ist die DLE-Serie von XP Power mit IP67-Schutz. Die Vielfalt umfasst 15-, 25-, 35- sowie 60-Watt-Modelle und erfüllt die Sicherheitsspezifikationen EN61347 und UL8750.
LED-Setup
Einige Anwendungen verwenden möglicherweise nur eine einzige LED. Die dabei verbrauchte Leistung beträgt üblicherweise etwa 1 W bei einer Vorausspannung von 2-3 V sowie etwa 350 mA. Während dies zweifellos eine Art von Licht erzeugen wird, ist es wahrscheinlicher, dass LEDs in einem bestimmten Bereich in einer Lampe oder Gruppe von Lampen verwendet werden, um eine hellere Lichtquelle zu erhalten und das Licht so gleichmäßig wie möglich zu halten. Die LEDs werden normalerweise in einer von vier möglichen Anordnungen eingerichtet. Durch die Positionierung der LEDs in einer Reihen-, Parallel- oder Matrixstruktur (Mischung aus Reihen und Parallel) können sie von einer einzelnen Stromversorgung betrieben werden. Das 4. Setup verwendet mehrere Kanäle, die zahlreiche Energiematerialien benötigen.
Sammlungskonfiguration
Bei dieser Anordnung sind die privaten LEDs in Reihe geschaltet. Das hat den Vorteil, dass bei allen und auch die gleiche Gegenwart fließt. Als Ergebnis haben Sie die gleiche Helligkeitsausgabe. Ein weiterer Vorteil: Wenn eine LED keinen Kurzschluss auslöst, arbeiten die verschiedenen anderen LEDs weiter. Ein Nachteil ist jedoch, dass bei einer Unterbrechung einer beschädigten LED der Stromkreis unterbrochen wird und alle anderen LEDs ausfallen. Ein zusätzlicher Nachteil besteht darin, dass, wenn mehrere LEDs aufgerufen werden, um die gewünschte Lichtmenge zu erzeugen, die an den LEDs geführten Spannungen aufsummiert werden, um sicherzustellen, dass eine Stromversorgung mit einer sehr hohen Ergebnisspannung erforderlich ist.
Identische Anordnung
Bei paralleler Anbringung können die LEDs dennoch in zwei oder mehr LED-Stränge in Reihe angeordnet werden. Der Vorteil besteht darin, dass für dieselbe Vielzahl von LEDs, dh um dieselbe Helligkeit zu haben, die Stromversorgung möglicherweise eine niedrigere Ergebnisspannung hat; Dies liegt daran, dass Sie in jeder Zeichenfolge eine geringere Anzahl von LEDs haben. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass, wenn eine der LEDs nicht mehr funktioniert und einen offenen Stromkreis in der Reihe erzeugt, die verschiedenen anderen Leitungen weiterhin funktionieren und das Werkzeug auch bei verringerter Helligkeit noch Licht erzeugen kann. Der Nachteil ist, dass ein einzelnes Netzteil den Strom jeder Sammlung nicht genau steuern kann. Dies liegt daran, dass in jeder Gruppe von LEDs winzige Unterschiede in den geraden Spannungen vorhanden sein können. Infolgedessen kann es erforderlich sein, dass das Gadget das Vorhandensein in jeder Saite stabilisiert, was die Gesamtleistung beeinträchtigen kann.
Matrixkonfiguration
Bei einem Matrixdesign können die LEDs ähnlich wie bei der parallelen Konfiguration organisiert werden, jedoch mit Verbindungen zwischen jedem LED-Modul in einer Sammlung und den verschiedenen anderen. Dieser Anordnungsvorteil besteht darin, dass, wenn eine einzelne LED ausfällt und am Ende ein offener Stromkreis ist, immer noch ein Pfad für das vorhandene vorhanden ist, um mit allen anderen LEDs in dieser Kette zu streamen. Das Licht wird jedoch freigegeben, da das Array zweifellos etwas weniger sein wird. schwieriger, das Vorhandene in jeder Serie zu regulieren, da Sie kein Gerät verwenden können, um das Vorhandene zu stabilisieren, ist der Hauptvorteil. Dies legt nahe, dass die verwendeten LEDs eine bemerkenswert ähnliche Gleichspannung haben sollten, und dies kann zusätzliche Kosten verursachen.
Mehrere Netzwerkanordnung
Unter Verwendung dieser Strategie werden die LEDs in mehreren Strängen in einem System organisiert, das mit Parallel- und Matrixanordnungen vergleichbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die komplette Spannung jeder Zeile minimiert werden kann, um die geforderte Ausleuchtung zu haben. Da jede Serie über eine eigene Stromversorgung verfügt, hat der Ausfall einer Reihe sicherlich keinen Einfluss auf andere. Ein Nachteil ist, dass die Stromversorgung extra teuer sein wird, da jede Serie ein einziges Ergebnis verwendet – mehr Flexibilität in der Anwendung. Die Helligkeit einer LED-Kollektion muss sich von den anderen unterscheiden, oder die Intensität des von jeder Kette abgegebenen Lichts muss genau angepasst werden.
