Zasilanie LED

Rys. 9. Najbardziej rozpoznawalni dostawcy zasilaczy w Polsce

Rosnąca popularność systemów oświetleniowych bazujących na diodach LED dużej mocy spowodowała, że w ofertach części dostawców zasilaczy pojawiły się specjalizowane produkty przeznaczone dla tych elementów. Od zwykłych zasilaczy różnią się one głównie obudową i mocowaniem oraz połączeniami.

Zasilacze dla LED mają parametry napięcia wyjściowego dobrane tak, aby dawało się zasilać te elementy bez dodatkowych zabiegów (np. ograniczenie prądu do typowej dla diod wartości), a z drugiej strony zostały okrojone z wszystkich niepotrzebnych funkcji kontrolnych i dodatkowych. Zasilacze dla LED mocy są dzisiaj nowością widoczną w ofertach większych producentów, niemniej od strony elektrycznej nie są one żadnym przełomem.

Rys. 10. Najbardziej rozpoznawalne w kraju światowe marki w zakresie zasilaczy

Prawdopodobnie popyt na te produkty też w przyszłości będzie ograniczony do aplikacji spoza klasycznej elektroniki, gdyż na rynku pojawia się wiele scalonych specjalizowanych sterowników do zasilania diod, których funkcjonalność jest wielokrotnie wyższa od zwykłych źródeł prądowo- -napięciowych i należy przypuszczać, że to one będą stanowić naturalną bazę dla oświetlenia LED, a zasilacze gotowe będą pełniły funkcję uzupełniającą.

26 kwietnia 2010 roku – ważna data

6 kwietnia 2009 roku przyjęte zostało rozporządzenie Komisji Europejskiej 278/2009 w sprawie wykonania dyrektywy 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy precyzujące wymagania techniczne dotyczące ekoprojektów. Określa ono dopuszczalne zużycie energii elektrycznej przez zasilacze zewnętrzne w stanie bez obciążenia oraz ich wymaganą średnią sprawność podczas pracy.

Dokument ten wszedł w życie 26 kwietnia ubiegłego roku i pozostawił producentom roczny okres na dopasowanie się do nakładanych nowych wymagań formalnych związanych z parametrami technicznymi zewnętrznych zasilaczy o mocy do 250W. Oznacza to, że 26 kwietnia tego roku można traktować jako datę graniczną, która uruchamia obowiązywanie nowych wymagań technicznych dla omawianych urządzeń, jakie lada moment będą musieli zapewnić sprzedawcy gotowych zasilaczy w obudowach.

Wchodzące regulacje są elementem większych zmian przepisów związanych z ekologią i działaniami sprzyjającymi oszczędności energii elektrycznej. Władze Unii Europejskiej od wielu lat podejmują w tym obszarze szereg inicjatyw i aktywnie promują oszczędne energetycznie technologie. Sukcesy związane z RoHS i WEEE zachęciły do dalszych regulacji, czego przykładem może być niedawny zakaz sprzedaży tradycyjnych żarówek, wymuszenie na producentach sprzętu AGD podawania kategorii zużycia energii elektrycznej czy też przymus kupowania przez zakłady energetyczne energii odnawialnej.

Tabela 2. Przegląd ogólny oferty krajowych dostawców zasilaczy impulsowych dużej mocy i przykładowe produkty

Europa chce być przyjazna dla środowiska i być światowym liderem w zakresie standardów technicznych z tego obszaru. Dlatego oprócz zakazów sprzedaży, władze UE w coraz większym stopniu próbują także wpływać na proces tworzenia urządzeń elektronicznych, tak aby zmiany promujące rozwiązania energooszczędne były implementowane w możliwie najwcześniejszym okresie projektowym i dzięki temu nie były zmianami kosmetycznymi, ale sięgały kresu możliwości dzisiejszej techniki.

Nic więc dziwnego, że w ramach kolejnego zaostrzenia wymagań ekologicznych, regulacje sięgnęły sprzętu zasilającego. Wymienione rozporządzenie dotyczy zasilaczy zewnętrznych, a więc takich, które umieszczane są na zewnątrz obudowy urządzenia, o mocy do 250W. Siła oddziaływania opisywanych zmian nie dotyczy więc całego rynku, niemniej należy oczekiwać, że w niedalekiej przyszłości obszar obowiązywania regulacji będzie konsekwentnie powiększany.

Rozszerzenie wymagań i liczby produktów, które będą podlegać regulacjom jakościowym, prawdopodobnie przyniesie już nowa dyrektywa maszynowa. Zdaniem specjalistów zmiany, które przyniosło wejście w życie EN60204-1, pośrednio znacznie rozszerza wymagania jakościowe co do zasilaczy, zwłaszcza w dużych maszynach przemysłowych. Od zasilaczy podlegających rozporządzeniu wymaga się niewielkiej mocy zużywanej na własne potrzeby, nazywanej też mocą standby lub biegu jałowego oraz dużej sprawności. Początkowo ustalono, aby moc biegu jałowego nie może przekraczać 0,5W, za rok będzie to już tylko 0,3W.

Z kolei średnia sprawność liczona przy czterech różnych stopniach obciążenia w przedziale 25–100% musi sięgać 86% dla jednostek o mocy powyżej 50W i 75% dla 15W. Jak widać, wymagania są dość surowe, w zasadzie wypychające z rynku większość starszych konstrukcji zasilaczy impulsowych i wszystkie zasilacze bazujące na transformatorach sieciowych. Warto zauważyć, że producenci w katalogach podają sprawność zasilacza dla pełnej mocy wyjściowej albo znajdują taki zakres napięć wejściowych i obciążeń, gdzie jest ona największa i to ta specyficzna dana jest wpisywana.

Niekoniecznie współgra to z precyzyjną metodą pomiaru i wyliczenia średniej zaproponowaną w omawianym dokumencie, który powinien z czasem ukrócić „podrasowywanie” wyników. Rozporządzenie Komisji dotyczy zasilaczy zewnętrznych, a więc tych, które pracują poza obudową głównego urządzenia. Te montowane wewnątrz, np. typu open-frame, „ocalały”, ale dla producentów jest to chyba niewielka korzyść, bo w większości przypadków są to te same konstrukcje układowe.

Chcąc utrzymać szeroką ofertę w ciągu najbliższych miesięcy producenci, którzy chcą spać spokojnie i nie lubią zasłaniać się niejasnościami w specyfikacjach, będą musieli przeprojektować swoje układy. O tym, jak daleko mamy do osiągnięcia zgodności z wymaganiami można przekonać się podczas przeglądania kart katalogowych dostępnych na witrynach internetowych krajowych dystrybutorów. Wiele z nich nie podaje mocy biegu jałowego, natomiast tam, gdzie takie dane są, widać, że problemy ze zgodnością będzie miało wiele jednostek.

Te o mniejszej mocy zużywają zwykle za dużo energii w stanie braku obciążenia, typowo jest to 1W, czyli dwukrotnie za dużo. Zasilacze o większej mocy będą miały z kolei problemy z osiągnięciem wymaganej sprawności. Widać to szczególnie wyraźnie w zasilaczach o niskim napięciu wyjściowym. Brak prostowania synchronicznego na tranzystorach MOSFET i oparcie konstrukcji na zwykłych diodach prowadzi tam do trudnych do skompensowania strat.

Krajowy rynek zasilaczy dużej mocy

Na rysunku 2 pokazane zostało zestawienie obrazujące, jak kształtowała się koniunktura na rynku zasilaczy dużej mocy w ostatnich trzech latach. Zgodnie z przypuszczeniami najlepszy dla tego sektora rynku okazał się rok 2007, w którym co piąta firma uczestnicząca w tym zestawieniu mogła pochwalić się ponad 50-procentowym wzrostem obrotów, a kolejna co piąta równie dobrym wynikiem z przedziału 25–50%.

Rok później sytuacja zaczęła się wyraźnie pogarszać, ale dopiero 2009 rok przyniósł większe spadki. Liczba firm, które w ubiegłym roku osiągnęły dobre wyniki sprzedaży, gwałtownie spadła i w praktyce objęła zapewne tylko te przedsiębiorstwa, które zaczynały wówczas działalność w tym biznesie. Dla nich każdy wychodzący z magazynu zasilacz przeliczony na procent wzrostu obrotów potrafił dać duży, ale mało istotny wynik. W praktyce skala wzrostów i spadków obrotów dla omawianej branży współgra w ogólną sytuacją w gospodarce.

Sprzedaż zasilaczy w naturalny sposób podąża za koniunkturą, co wynika z uniwersalności ich zastosowań. Omawiane w raporcie jednostki o większej mocy to domena zastosowań profesjonalnych, nowych inwestycji, modernizacji i remontów, a więc takich obszarów, gdzie fundusze podlegają większym wahaniom. W stosunku do analogicznego zestawienia dotyczącego zasilaczy małej mocy, jaki był przeprowadzony niecały rok temu, widać, że o ile różnice pomiędzy poszczególnymi latami w ostatnim okresie są podobne, to jednak skala wzrostów sprzedaży dla zasilaczy dużej mocy jest zauważalnie większa.

O ile dla urządzeń małej mocy przeważająca część dostawców zanotowała w ostatnich latach wzrost nieprzekraczający 25%, w przypadku opisywanych produktów więcej ankietowanych firm podało lepsze wyniki. O ile negatywny wydźwięk 2009 roku jest doskonale znany zarządom przeważającej większości firm, o tyle rezultaty pierwszych kilku miesięcy nowego roku zawsze są informacją poszukiwaną. Wiele projektów i inwestycji w gospodarce ma charakter okresowy, planowany lub powiązany z funduszami zagranicznymi rozliczanymi okresowo.

Dobra sprzedaż w pierwszym kwartale często ma szansę utrzymania się w kolejnych miesiącach, stąd zainteresowanie prognozami jest duże. Dlatego na rysunku 3 pokazujemy wyniki redakcyjnej ankiety, w której pytaliśmy firmy o to, jaki, z punktu widzenia zasilaczy impulsowych dużej mocy, okazał się początek 2010 roku. Blisko połowa firm uznała okres ten za dość dobry, sygnalizując osiągnięty nieznaczny wzrost obrotów. Mały procent odpowiedzi zdecydowanie negatywnie wartościujących koniunkturę (tylko 4%) należy postrzegać jako dobry zwiastun dla rynku i być może sygnał, że gospodarka krajowa najgorszy okres ma już za sobą.

Podobne odczucia daje analiza wyników z wykresu na rysunku 4 prezentującego opinie ankietowanych specjalistów do aktualnej koniunktury na rynku. Aż 57% osób uznało ją za dobrą, a kolejne 20% nawet za bardzo dobrą i znakomitą. Tylko dla co piątej osoby wypowiadającej się w ankiecie biznes zasilaczy idzie obecnie w złym kierunku, co także należy odnotować jako pozytyw.