Новые возможности источников питания AIMTEC

Введение

Появившиеся в последнее время драйверы светодиодных систем укрепили репутацию компании. Пожалуй, наиболее актуальным требованием к светодиодным драйверам является обеспечение минимально допустимого значения коэффициента мощности для систем светодиодного освещения мощностью более 25 Вт (не менее 0,9) и 5–25 Вт (не менее 0,7). Ранее (при отсутствии данного норматива) широко применялись преобразователи без коррекции коэффициента мощности (ККМ), он при этом составлял 0,4–0,6. Минимально допустимые значения световой отдачи (энергоэффективности) варьируются в зависимости от условий эксплуатации светильника в пределах 50–70 лм/Вт. Этот параметр зависит от нескольких факторов: эффективности применяемых светодиодов, оптической системы и, в значительной степени, от КПД использованного источника питания.

Обзор продукции AIMTEC

Компания предлагает широкий выбор драйверов светодиодов как для использования внутри помещений, так и для уличных условий эксплуатации. Для применения внутри помещений предлагаются драйверы светодиодов с выходной мощностью 5–60 Вт. Для применения в уличных условиях AIMTEC предлагает драйверы светодиодов с выходной мощностью 30–150 Вт:

• драйверы с выходной мощностью 5 Вт без димминга (регулировки) выходного тока;
• драйверы с выходной мощностью 10, 15 и 30 Вт с возможностью димминга с помощью триака;
• драйверы с выходной мощностью 30–150 Вт, с диммингом «три в одном», т. е. с возможностью регулировки выходного тока с помощью потенциометра, постоянного напряжения 0–10 В DC или с помощью ШИМ-сигнала.

Все драйверы сертифицированы по стандартам безопасности cULus, CE, FCC, EN61347-1, EN61347-2-13, IEC62384, UL8750, UL60950-1, EN55015, EN55024, а также по стандартам излучения электромагнитных помех EN55022 и IEC/EN61000-3-2 и стандартам устойчивости к электромагнитным помехам IEC/EN61000-3-3, IEC/EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11.

Серия AMEPR5-AZ

В это семейство входят самые миниатюрные (Ø26,5×29 мм) АС/DC-драйверы светодиодов мощностью 5 Вт. Их основные преимущества:

• работа в режиме стабилизации выходного тока;
• широкий диапазон входных напряжений 90–264 В АС, 47–440 Гц;
• электрическая прочность изоляции вход/выход 3000 В АС;
• КПД до 75%.

Так как эти драйверы (рис. 1) предназначены для работы внутри помещений, то они имеют рабочий диапазон температур 0…+80 °С, защиту от перенапряжения, короткого замыкания и перегрузки на выходе, степень защиты от внешних воздействий IP67. В таблице 1 приведены выходные токи и размах выходных напряжений.

Рис. 1. Внешний вид драйверов:
а) AMEPR5-AZ (Ø26,5×29 мм);
б) AMEPR10D/15D/30D-AZ (133×30×33 мм)

Серии AMEPR10D/15D/30D-AZ

В это семейство входят драйверы с выходной мощностью 10, 15 и 30 Вт, имеющие в качестве опции возможность димминга с помощью триака. Их основные преимущества:

• работа в режиме стабилизации выходного тока;
• встроенный активный ККМ (КМ до 0,9);
• электрическая прочность изоляции вход/выход 3000 В АС;
• КПД до 85%.

Благодаря использованию активного ККМ, в этих драйверах удалось снизить уровень создаваемых драйвером гармоник в питающей сети до уровня, не превышающего 20%.

Выходные токи и размах выходных напряжений драйверов AMEPR5/10D/15D/30D-AZ можно найти в таблице 1, из которой легко подобрать необходимую серию драйверов.

По данным таблицы 1 видно, что существует ряд драйверов, перекрывающих непрерывный широкий диапазон выходных напряжений для наиболее популярных значений выходных токов:

• 350 мА — выходной диапазон напряжений 8–48 В DC (3–13 последовательно включенных 1-Вт светодиодов);
• 700 мА — выходной диапазон напряжений 2–50 В DC (1–14 последовательно включенных 2-Вт светодиодов);
• 1000 мА — выходной диапазон напряжений 3–36 В DC (1–10 последовательно включенных 3-Вт светодиодов).

В сериях AMEPR10D/15D-AZ, с целью получения конкурентоспособных цен, можно заказывать драйверы в следующих опциях (в виде суффикса в конце обозначения):

• UD — вход 90–264 В АС без димминга, IP20;
• UW — вход 90–264 В АС без димминга, IP67;
• 110D — вход 90–135 В АС с диммингом, IP20;
• 110W — вход 90–135 В АС с диммингом, IP67;
• 220D — вход 180–264 В АС с диммингом, IP20;
• 220W — вход 180–264 В АС с диммингом, IP67.

В серии AMEPR30D-AZ возможны только три опции:

• U — вход 90–264 В АС без димминга, IP67;
• 110 — вход 90–135 В АС с диммингом, IP67;
• 220 — вход 180–264 В АС с диммингом, IP67.

Драйверы всех трех серий снабжены защитой от перенапряжения, перегрева, короткого замыкания или перегрузки на выходе. Рабочий диапазон температур –20…+80 °С. Все модели могут работать со стандартными диммерами, применяемыми для ламп накаливания с отсечкой по фронту или спаду.

Рис. 2. Характеристики регулировки выходного тока AMEPR15D-2470AZ тремя различными диммерами, Vвх = 230 В АС

Компания AIMTEC протестировала несколько триак-диммеров (таблица 2), результаты измерений (в качестве примера для AMEPR15D-2470AZ) приведены на рис. 2 и 3. Результаты измерений для всех остальных моделей драйверов и диммеров можно найти на сайте компании AIMTEC.

Рис. 3. Осциллограммы напряжений и токов на входе драйверов для диммера NS-1223C-800W, драйвер AMEPR15D-2470AZ:
а) угол отсечки 38°, Iвых = 2 мА;
б) угол отсечки 45°, Iвых = 102 мА;
в) угол отсечки 90°, Iвых = 311 мА;
г) угол отсечки 135°, Iвых = 607 мА;
д) угол отсечки 164°, Iвых = 701 мА (230 В AC, синяя линия — Vвх, зеленая — Iвх)

Серия светодиодных драйверов с выходной мощностью 30–150 Вт

Эти светодиодные драйверы предназначены для уличного освещения и поэтому имеют максимально возможную степень защиты IP68, расширенный входной диапазон напряжений 90–305 В AC,47–440 Гц или 120–430 В DC и рабочий диапазон температур –40…+80 °С. Драйверы серий AMER90/120/150-CAZ работают в диапазоне температур –55…+80 °С.

Причем драйверы всех этих серий при –40(–55) °С отдают полную мощность в нагрузку спустя 2–3 с после подачи входного напряжения, то есть имеют не просто «холодный» старт, как некоторые конкуренты, когда получить полную мощность можно только через несколько десятков секунд, когда внутренние элементы «прогреются» до –20…–25 °С.

Чтобы гарантировать такой быстрый запуск при столь низких температурах, как –40(–55) °С, драйверы этих серий при испытаниях помещаются в камеру холода и выдерживаются там при температуре –40(–55) °С в течение 6 ч при отключенном входном напряжении, но с подключенной полной нагрузкой, а затем на драйвер подается входное напряжение. Выходное напряжение достигает номинального значения через 2–3 с.

Основные преимущества драйверов этих серий:

• работа в режиме стабилизации выходного тока или выходного напряжения;
• встроенный активный ККМ (КМ до 0,94/230 B AC);
• электрическая прочность изоляции вход/выход 3000 В АС;
• КПД до 91%.
• Эти драйверы позволяют регулировать выходной ток в пределах 0–100% тремя различными способами:
• с помощью переменного резистора;
• напряжением постоянного тока 0–10 В DC (стандартный выходной сигнал датчика освещенности);
• с помощью ШИМ-сигнала.

Выходные токи и размах выходных напряжений драйверов AMEPR30С/60С-AZ и AMER90С/120С/150С-AZ приведены в таблице 3, внешний вид — на рис. 4. Из этой таблицы легко подобрать подходящую серию драйверов. Драйверы серий AMER90С-CAZ, AMER120С-CAZ, AMER150С-CAZ работают в диапазоне температур –55…+80 °С.

Рис. 4. Внешний вид драйверов:
а) AMEPR30С/60С-AZ (138×60×41 мм);
б) AMER150С-AZ (181×60×47 мм)

Работа драйверов в режиме стабилизации выходного напряжения и тока проиллюстрирована на рис. 5, на примере драйвера AMEPR60С-24250AZ. Возможность работы в режиме стабилизации напряжения позволяет использовать эти драйверы в качестве AC/DC-преобразователей для работы в уличных условиях эксплуатации (защита IP68, входной диапазон напряжений 90–305 В АС, рабочий диапазон температур –40(–55)…+80 °С.

Рис. 5. Режимы работы драйвера AMEPR60С-24250AZ

Ряд выходных напряжений при работе драйверов в режиме стабилизации напряжения приведен в таблице 4.

Если необходима работа только в режиме стабилизации напряжения, то можно заказать преобразователи мощностью 90, 120 и 150 Вт с опцией -F (без димминга, например AMEPR90С-24250AZ-F), это будет дешевле.

Для применения внутри помещений компания AIMTEC предлагает AC/DC-драйверы с выходной мощностью 30 и 60 Вт в открытом исполнении, AMEOR30-AZ и AMEOR60-AZ (рис. 6). Их параметры идентичны параметрам серий AMEPR30С-AZ и AMEPR60С-AZ, за исключением степени защиты и более узкого входного диапазона напряжений (90–277 В АС, 47–440 Гц).

Рис. 6. Драйвер AMEOR30-5070AZ (размеры 148×50×28 мм)

В эти серии входят драйверы с возможностью димминга одним из трех возможных способов: внешним резистором, постоянным напряжением 0–10 В или ШИМ–сигналом.

DC/DC-драйверы светодиодов AIMTEC с выходными токами 0,15–2 А

Это понижающие или повышающие DC/DC-преобразователи без гальванической развязки вход/выход, которые можно использовать для создания осветительных систем с питанием от аккумуляторов (например, всевозможные дорожные знаки, бакены на реках, системы аварийного освещения) или для создания многоканальных осветительных систем с индивидуальным управлением яркостью каждого канала.

Для создания многоканальных осветительных систем с питанием от сети 220 В АС можно использовать AC/DC-драйверы AIMTEC с выходной мощностью 30–150 Вт, рассмотренные выше.

Основные преимущества светодиодных DC/DC-драйверов:

• диапазон выходных токов 0,15–2 А;
• входной диапазон напряжений 5–60 В DC;
• регулировка выходного тока «три в одном»:
  • с помощью ШИМ-сигнала;
  • напряжением постоянного тока 0–10 В DC (стандартный выходной сигнал датчика освещенности);
  • с помощью переменного резистора;
  • дистанционное включение/выключение драйвера;
• рабочий диапазон температур –40…+85 °С.

Драйверы всех серий снабжены защитой от перегрева, от короткого замыкания или перегрузки на выходе.

Выходные токи и размах входных напряжений DC/DC-драйверов можно найти в таблице 5. Из этой таблицы легко подобрать подходящую серию драйверов для конкретного проекта.

Все DC/DC-драйверы являются понижающими преобразователями напряжения (кроме серии AMLB-Z), т. е. выходное напряжение драйвера будет на 2–3 В ниже входного. У повышающих драйверов серии AMLB-Z выходное напряжение будет на 5 В (минимум) выше входного.

Рис. 7. Схема термокомпенсации светодиодного светильника для драйверов серии AMLDL-Z

В документации на светодиодные DC/DC-драйверы AIMTEC приведены разнообразные схемы включения и регулировки выходного тока. Например, для серии AMLDL-Z в документации приведена схема термокомпенсации выходного тока в зависимости от температуры нагрева светодиодов (рис. 7). График зависимости выходного тока драйвера AMLD-3035Z от управляющего напряжения приведен на рис. 8. Видно, что регулировка выходного тока обладает достаточной линейностью.

Рис. 8. Зависимость выходного тока драйвера AMLDL-3035Z от величины управляющего напряжения

Заключение

Расширение семейства источников питания для осветительных светодиодных систем привело не только к их количественному увеличению, но и к качественному улучшению: появились новые функциональные возможности, применение передовых схемотехнических решений позволило улучшить потребительские параметры. Кроме того, режим стабилизации выходного тока светодиодных драйверов позволяет использовать их также и для питания таких устройств, как электромагниты, создавать на основе драйверов разнообразные зарядные устройства для работы в широком диапазоне рабочих температур.