Zasilanie CC czy CV?

Zasilacze do oświetlenia LED można podzielić na rozwiązania do zabudowy (open frame) i w obudowie. Te w obudowie mogą być w wersji zwykłej o IP20 przeznaczonej do montażu wewnątrz pomieszczeń i zalewanej ze współczynnikiem IP67. Od strony elektrycznej zasilacze LED wykonywane są w wersji stałonapięciowej (CV), a więc 12-woltowe lub 24-woltowe. Rozwiązania CV przeznaczone są z reguły do współpracy z taśmami LED.

Wersje stałoprądowe (CC) to jednostki przeznaczone do zasilania modułów oświetleniowych, w tym diod COB. Takie wersje dostarczają na wyjściu prąd o stałym natężeniu, np. 0,7 A, w szerokim zakresie napięć, od ok. 10…15 V do 70…120 V. Umożliwia to zasilanie łańcuchów szeregowo połączonych emiterów LED.

Najważniejsze cechy oświetlenia LED brane pod uwagę przy kupnie przez klientów #7

 

Rynek oświetlenia ledowego z pewnością można uznać za dojrzały, gdyż podstawą decyzji klientów są cechy takie jak jakość i niezawodność oraz parametry techniczne, funkcjonalność i podobne. Niska cena jest dopiero na czwartej pozycji od góry, co przekonuje, że rynek można postrzegać jako dojrzały. Podobny układ słupków na wykresie zanotowany został dwa lata temu w poprzedniej edycji raportu, co oznacza, że nie jest to nowość w relacjach rynkowych, ale trwały stan i cecha. Krótki termin dostawy to oczywiście znak obecnych czasów. Połowę skali na wykresie przekroczyło jeszcze znaczenie marki i renomy producenta. Czyli rynek utożsamia jakość z marką.

Na koniec warto zauważyć, że mamy coraz więcej diod zasilanych wysokim napięciem, nierzadko bezpośrednio z sieci napięcia przemiennego. Są to rozwiązania w formie pręcików montowane w bańkach żarówek dekoracyjnych lub moduły na laminacie z rdzeniem metalowym. Konstrukcja taka zawiera dwie grupy diod połączonych antyrównolegle z układem ograniczenia prądu. Każda grupa zawiera wiele emiterów połączonych szeregowo, dzięki czemu wypadkowe napięcie zasilania jest wysokie i nie ma potrzeby użycia konwertera/zasilacza.

Zapewne asortyment diod zasilanych wysokich napięciem będzie się powiększał, bo pozwala to na uproszczenie systemu zasilania i poprawę sprawności. To samo dotyczy zasilaczy CV do zasilania taśm LED – coraz większą popularność zyskują rozwiązania 24-woltowe, a niedługo można przewidywać skok w stronę napięcia 36 V. Większe napięcie oznacza mniejsze straty energii w okablowaniu i podłożu taśmy lub też ograniczenie nagrzewania.

Zasilacze LED różnią się od zwykłych wersji adapterowych typem użytej obudowy oraz sposobem jej montażu, który jest dostosowany do przykręcenia jej śrubami do podłoża. Druga różnica to przyłącza sieciowe i wyjściowe, w roli których wykorzystuje się złącza terminal-block. Wersje zalewane zasilaczy LED mają wyprowadzone z obudowy krótkie odcinki przewodu z końcówkami do lutowania, które łączy się z resztą instalacji kostką elektryczną śrubową lub zaciskową.

Główne czynniki sprzyjające rozwojowi rynku #8

 

Główne czynniki sprzyjające rozwojowi rynku #8

Od strony elektrycznej zasilacze LED muszą spełniać wymagania normy EN55015 w klasie C w zakresie emisji elektromagnetycznej. Dotyczy to przede wszystkim poziomu zaburzeń emitowanych do sieci energetycznej (przewodzonych), których norma ta wymusza maksymalny poziom i to w szerszym zakresie częstotliwości, tj. od 9 kHz, a nie od 150 kHz jak w zasilaczach adapterowych. W praktyce oznacza to, że zasilacze LED o mocy większej niż 20 watów muszą mieć wbudowany korektor współczynnika mocy, po to, aby nie wprowadzać do sieci harmonicznych w większym zakresie, niż pozwala na to EN55015.

Układ PFC to dodatkowe elementy w zasilaczu na wejściu, m.in. dławik, stąd konieczność korekcji oznacza większe koszty materiałowe i dodatkową zajętość miejsca na płytce. W przypadku zasilaczy dużej mocy nie jest to wielkim problemem, ale upchanie PFC w wersjach 20–40 W jest wyzwaniem. Stąd wiele zasilaczy no-name oraz marek z dolnych półek PFC nie ma, mimo obowiązku prawnego. Jak to możliwe? Zasilacze takie, mimo że wyglądają jak LED-owe (kształt obudowy, typ przyłącza, funkcjonalność), nie są oznaczane jako "Do LED". Często zawierają też celowo sprzeczne informacje na etykietach sugerujące, że jest to zasilacz LED, gdy rzeczywiście nie jest przeznaczony do takich aplikacji.

Wymagania związane z bezpieczeństwem użytkowania są definiowane przez normę IEC/EN 62368-1, która obwiązuje też dla zasilaczy adapterowych. Tutaj różnic praktycznie nie ma – zarówno zasilacz LED, jak i adapterowy muszą być jednostkami bezpiecznymi w czasie pracy, jak też w przypadku awarii.

Na koniec warto dodać, że zasilacze LED nie są objęte wymaganiami w zakresie Ekoprojektu, tzn. nie stosuje się do nich regulacji na minimalną sprawność i maksymalną moc pobieraną bez obciążenia z sieci.

Najważniejsze cechy oświetlenia LED od strony technicznej #9

 

Główne czynniki techniczne związane z oświetleniem ledowym to długi czas pracy, czyli żywotność produktu, duża wydajność świetlna i dobre odwzorowanie barw. Czynniki te determinują opłacalność ekonomiczną inwestycji i oszczędności. Drożejąca energia elektryczna, coraz trudniejsze warunki panujące w gospodarce cały czas utrzymują ten czynnik ekonomiczny na szczycie zestawienia. Podobne znaczenie ma też długi czas pracy, który uplasował się na drugiej pozycji. On też jest głównym czynnikiem w kalkulacji całkowitych kosztów posiadania produktu. Po ustaleniu opłacalności zaczyna się badanie jakości światła, a więc oddawania barw, powtarzalności i stabilności działania. Kolejnym kryterium jest powtarzalność parametrów, czyli to, że właściwości świetlne nie są dziełem przypadku. Z zapewnieniem tego ostatniego kryterium jest chyba najtrudniej na rynku zdominowanym przez azjatyckie źródła zaopatrzenia oraz silną konkurencję cenową.

Tętnienia i dynamika zasilaczy

Zasilacze ledowe powinny charakteryzować się małymi tętnieniami w napięciu wyjściowym po to, aby strumień świetlny nie migotał. Obecność w napięciu wyjściowym tętnień związanych z prostowaniem napięcia sieci, działaniem PFC lub przełączaniem PWM przy konwersji mocy powoduje szybkie i cykliczne zmiany strumienia. Nawet jeśli tych wahań nie widać gołym okiem, to mimo wszystko mogą one objawić się w pewnych sytuacjach, gdzie dochodzi do mieszania się światła z wielu źródeł, gdy pada ono na elementy ruchome takie jak wentylatory. Wówczas nawet drobne i nieuciążliwe migotanie może wywołać przykry efekt stroboskopowy (falowanie).

Zasilacze LED muszą się ponadto charakteryzować dobrą dynamiką, tj. stabilnością (niezmiennością) napięcia wyjściowego przy dużych skokowych zmianach prądu obciążenia. Gdy dynamika jest kiepska, napięcie przy nagłym wzroście obciążenia mocno "siada" i migotanie pojawia się przy regulacji jasności, najczęściej przy ustawianiu niższego poziomu świecenia.

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród dostawców produktów oświetleniowych LED w Polsce.