Aplicaţiile de iluminat cu LED-ri sunt justificate pe baza economiei de energie, a costurilor reduse de întreţinere şi utilizarea fără probleme la variaţii de mediu. Design-ul, luminozitatea şi culorile sunt foarte variate. LED-rile cu lumina albă foarte intensă (“ultrabright”) cât şi Sursele de alimentare au atins nivele ridicate de eficienţă şi durată de utilizare. Sursa de alimentare este vitală în realizarea de aplicaţii cu LED-uri în iluminat, spectacole, panouri de afişare, firme. Se recomandă sursele cu comutaţie tip “LED Power Supply” pentru alimentarea LED-urilor.

Cuvinte cheie: configuraţii LED, cerinţe şi criterii de alegere a surselor LED, surse de curent / tensiune MeanWell®

1. Configuraţii de conectare a LED-rilor la surse de alimentare

Serie: un şir de LED-uri este parcurs de acelaşi curent, iar tensiunea creşte (chiar peste nivele de siguranţă) proporţional cu numărul (n) de LED-uri. Dacă un LED e “în scurt” iluminarea continuă, dar scade cu 1/n. Dacă se întrerupe un LED, atunci tot şirul nu mai este parcurs de curent. Este o metodă simplă şi ieftină, dar necesită un rezistor de limitare (balast) a curentului pe care se va disipa caldura. Configuraţia poate utiliza o sursă de tensiune sau un generator de curent.
Se poate utiliza sursa MeanWell LPV-60-24 şi un rezistor de balast pe şir.
Paralel: Mai multe şiruri se pun în paralel la aceeaşi tensiune care este la o valoare mai mică, dar creşte curentul necesar dat de sursă şi trebuie câte un rezistor (care disipă caldura) să balanseze curentul pe fiecare ramură. Avantajul este că la întreruperea unui şir (s), celelalte şiruri aflate în paralel vor ilumina, dar în cazul unui LED în scurt pe latura respectivă creşte curentul cu 1/(s-1). În ambele cazuri de defectare creşte şi stresarea LED-urilor rămase. Se poate utiliza sursa MeanWell LPV-60-24 şi câte un rezistor de balast pe fiecare ramură.

Matrice: Într-o configuraţie Matrix, LED-uri multiple sunt legate în paralel, apoi mai multe seturi de LED-uri în paralel sunt aranjate în serie. Dacă un LED e întrerupt, restul ar funcţiona în mod normal, fără stres suplimentar fiind la aceeaşi tensiune. Deci ansamblul este “fault tolerant” şi are curenţii balansaţi. Dezavantajul este că schimbul de curent între LED-urile active este în funcţie de cât de bine sunt potrivite în caracteristicile lor de operare prin rezistoare înseriate integrate în procesul de fabricaţie (care disipă caldura). Utilizând sursa MeanWell CLG-150-24 nu sunt necesare rezistoare de balast şi nici drivere LED IC.

Multicanal: mai multe şiruri în paralel, fiecare alimentat prin LED Driver IC utilizat ca generator de curent, fără rezistor de balast, are avantajul că lucrează la tensiune mai mică per şir, iar defectarea unui şir nu afectează restul. Are eficienţă mare, curenţii balansaţi şi stres uniform al LED-urilor. Dezavantajul este creşterea complexităţii, a costului şi posibil, a nivelului EMC.
Este indicată sursa MeanWell LPV-60-24 fără rezistoare de balast pe fiecare şir.

2. Cerinţe de bază pentru sursele LED

Fiabilitatea. Se recomandă sursele de alimentare cu comutaţie (SPS) - “LED Power Supply” dedicate aplicaţiilor de iluminat cu LED-uri deoarece au eficienţă 90- 95%, implicit o temperatură de lucru mai mică, fapt ce creşte durata de viaţă a sursei (ştiind că aceasta depinde de durata de viaţă a condensatoarelor electrolitice, care este în scădere cu circa 50% la fiecare creştere de 10°C).
Funcţionarea fără defectări se asigură prin scăderea temperaturii sursei, deoarece creşte fiabilitatea tuturor componentelor în sursă.
Sursele Mean Well® au fiabilitatea peste 300k ore.
Designul termic al sursei asigură o conducţie şi / sau convecţie eficientă de căldură în mediul înconjurător, răcirea fiind în aer liber. Încapsularea epoxidică se face atât pentru protecţia la praf şi apă cât şi pentru a transfera la suprafaţa carcasei căldura generată de componentele electronice. Acest lucru ajută la reducerea dramatică a stresului termic pe aceste componente, mărind astfel şi durata de viaţă şi fiabilitatea surselor în mod substanţial. Eliminând aerul din carcasă se va reduce temperatura de funcţionare a unor dispozitive de putere din sursa de alimentare cu 20-40°C.
Temperatura mediului de lucru a surselor Mean Well® este: -30...+70°C.

Gradul de protecţie IP67 îl au sursele de alimentare LED-uri montate în exterior, ceea ce asigură că sunt complet protejate la praf şi la imersiune temporară în apă. Sursele montate în interior au grad de protecţie mai mic (IP64) sau sunt “open-frame” pentru a avea preţ mai mic.

Protecţia la descărcări electrice (trăsnet) este obligatorie pentru sursele de alimentare a LED-urilor montate în exterior. Trebuie să se satisfacă specificaţii din standardul IEC 61000-4-5, care stabileşte nivele de imunitate la supratensiuni pentru un echipament electric şi / sau electronic.
Factorul de putere (PF) trebuie să respecte standarde în vigoare care impun anumite niveluri de corecţie a factorului de putere (PCF) pentru sursele cu comutaţie şi / sau drivere de LED-uri, pentru că un factor de putere reală mic duce la pierderi de putere în reţeaua de c.a. publică.

3. Criterii de alegere a sursei de alimentare pentru sistemul de iluminat cu LED-uri:

• Se face bilanţul de putere necesară, inclusiv marja de siguranţă şi tensiunea AC de intrare.
• Se verifică dacă proiectul sistemului de iluminat cu LED-uri necesită alimentare direct de la sursă sau trebuie adăugate circuite LED Driver IC suplimentare pentru a obţine un control mai precis (se alege o sursă cu tensiune constantă (CV) sau curent constant (CC)).
• Se verifică dacă reţeaua locală suportă curentul de pornire (inrush current) timp de 1/50sec.
• Se verifică dacă este cerută funcţia de compensare a factorului de putere (PFC)-EN61347.
• Se verifică amplasarea, temperatura de lucru şi nivelul de protecţie IP cerut.
• Se analizează necesitatea încadrării în certificatele de siguranţă UL1310 şi cele EMC - EN55022, EN61000.
• Se confirmă necesitatea de a ajusta tensiunea de ieşire şi / sau curentul de ieşire la punerea în funcţiune sau funcţia reglaj (dimming control).

Sursele MeanWell® CC+CV: seriile HLG, CLG, CEN, PLN, PLC, PLP, ELN, LPC, LPHC, LPLC si CV: seriile ULP, LPL, LPH, LPV pentru alimentarea LED-urilor de
iluminat sau semne mişcătoare au protecţii (scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune, supraîncălzire) şi intrare AC: 220Vca sau 90 ... 264Vca. Nivelul de protecţie IP la praf şi umezeală diferă pentru lucrul în interior sau exterior.
Puterea variază între 18w ... 240w cu / fără PCF.
Satisfac cerinţele UL1310 şi EN61347, EN55022, EN61000.

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
Tel.: 021 204 8100
Fax: 021 204 8130
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro