برای تغذیه چراغ های ال ای دی سه روش وجود دارد:
- استفاده از منبع تغذیه ولتاژ ثابت 2. استفاده از درایور LED جریان ثابت 3. تغذیه مستقیم 220 ولت (DOB)
1- استفاده از منبع تغذیه ولتاژ ثابت:
در این روش چراغ ال ای دی با ولتاژ ثابت منبع تغذیه راه اندازی می شود. در این حالت ولتاژ ثابت است و جریان با توجه به توان چراغ تغییر می کند. در گذشته از این روش استفاده می شد ولی با ظهور درایور این روش در حال منسوخ شدن است. چون راه اندازی چراغ های ال ای دی با منبع تغذیه معایب زیر را دارد :
– چراغ های ال ای دی به تغییرات ولتاژ حساس می باشند. با تغییرات کم در ولتاژ جریان چراغ به مقدار زیادی تغییر می کند.
– در این حالت جریان ال ای دی به کمک مقاومت های سری تنظیم می شود. این مقاومت ها تلفات قابل توجه ای دارند لذا راندمان سیستم پایین است از طرفی افزایش گرما در سیستم باعث کاهش طول عمر چراغ می شود.
2- استفاده از درایور LED جریان ثابت:
در این روش چراغ های LED با یک جریان ثابت راه اندازی می شوند. در این حالت جریان ثابت است و ولتاژ خروجی با توجه به توان چراغ تغییر می کند.
درایور LED چیست : درایور ولتاژ ورودی را به یک جریان ثابت در خروجی تبدیل می کند. این جریان ثابت برای تغذیه چراغ ال ای دی استفاده می شود. درایور یک منبع جریان ثابت است جریان خروجی آن ثابت بوده و با تغییر توان چراغ ولتاژ خروجی آن تغییر می کند. برای مثال یک درایور 24-12 وات 300 میلی آمپر اگر به چراغ 12 وات وصل شود ولتاژ خروجی 40 ولت ، و اگر به چراغ 24 وات وصل شود ولتاژ خروجی 80 ولت می شود درحالیکه جریان خروجی در هر دو حالت 300 میلی آمپر است.
پارامترهای درایور ال ای دی :
درایور پارامترهای مختلفی دارد ولی سه پارامتر اصلی آن که در موقع تعویض و جایگزینی اهمیت دارند عبارتند از :
توان درایور : توان درایور با محدوده حداکثر و حداقل بیان می شود. معمولا توان حداقل نصف توان حداکثر است. مثلا درایور 24-12وات که قادر به راه اندازی چراغ با توان های از 12 تا 24 وات می باشد. توجه داشته باشید که چراغ های خارج از محدوده را روشن نمی کند. معمولا اگر چراغ خارج از محدوده توانی درایور باشد. چشمک می زند. در موقع جایگزینی درایور اگر توان چراغ را مد نظر بگیرید دست شما باز تر است. چون برای مثال اگر یک چراغ 18 وات 300 میلی آمپر باشد برای راه اندازی آن می توان از یک درایور 300 میلی آمپر 18-9 وات یا 24-12 وات یا 36-18 وات استفاده کرد.
جریان خروجی درایور : از پارامترهای مهم درایور است که در موقع تعویض باید حتما یکسان باشد. اگر جریان درایور جایگزین کمتر باشد نور چراغ کاهش یافته و اگر بیشتر باشد. چراغ صدمه می بیند. جریان های معمول درایو 300ma , 600ma , 900ma , 1200ma ,1500ma می باشند.اگر سیستم روشنایی LED انتخاب می کنید. بهتر است یکی از جریان های فوق را در نظر بگیرید تا درایور آن در بازار به وفور موجود باشد.
ولتاژ ورودی درایور : معمولا این ولتاژ 220vacاست مگر در موارد خاص ، در موقع جایگزینی درایور ولتاژ ورودی باید یکسان باشد.
سایر مشخصات درایور :
پاور فکتور ، هارمونیک جریان ورودی ، فیلیکر نور ، طول عمر ، محدوده ولتاژ ورودی ، محدوده دمای محیط ، راندمان و ایزوله یا غیر ایزوله بودن سایر مشخصات درایور است که در موارد خاص لازم است به آن توجه شود.
مدارات اضافه شده درایور :
محافظ ولتاژ باز خروجی : اگر اتصال چراغ قطع شود. ولتاژ خروجی درایور شروع به افزایش می کند. این محافظ با رسیدن ولتاژ خروجی در حد غیر مجاز درایور را قطع می کند. برخی از درایورهای ارزان قیمت این محافظ را ندارد و اگر اتصال چراغ قطع شود. درایور صدمه می بیند.
محافظ اتصال کوتاه خروجی : در صورت اتصال کوتاه خروجی از درایور محافظت می کند. برخی از درایورهای ارزان قیمت این محافظ را ندارد و اگر اتصال چراغ قطع شود. درایور صدمه می بیند.
مدار اصلاح پاور فکتور : ضریب توان و هارمونیک جریان را بهبود می بخشد. اگر محیط به نویز حساس باشد و یا درایور در یک مکان به تعداد زیاد استفاده شود. وجود این مدار اهمیت دارد. همچنین در مناطقی که هزینه برق راکتیو پرداخت می شود این مدار هزینه مصرف برق را کاهش می دهد.
محافظ جهش ولتاژ ورودی : در مناطق صنعتی که ماشین آلات با جریان استارت بالا کار می کند. در موقع استارت جهش ولتاژ روی خطوط تغذیه پدید می آید. این مدار در صورت بروز جهش ولتاژ مانع صدمه دیدن درایور می شود. لذا برای مناطق صنعتی وجود این مدار لازم است.
محافظ افزایش دما : اگر دمای درایور بیش از حد مجاز شود. درایور را خاموش می کند.
انواع درایور ال ای دی :
درایور LED در دو گروه زیر تولید می شود:
دایورهای ال ای دی ایزوله : در این گروه خروجی درایور از ورودی جدا می باشد. قیمت گرانتر است ولی طول عمر و تحمل شرایط بحرانی آن بیشتر است. همچنین در صورت تماس دست با خروجی خطر برق گرفتگی وجود ندارد.
درایورهای غیر ایزوله : در این گروه خروجی از ورودی جدا نیست. قیمت ارزان تر است ولی طول عمر و تحمل شرایط بحرانی کمتری دارد. همچنین در صورت تماس دست با خروجی احتمال برق گرفتگی وجود داد.
درایور با توان و جریان مختلف در انواع زیر تولید می شود :
درایور با ورودی ولتاژ برق شهر : ولتاژ ورودی این نوع در کشور ما 220vac است. و پر مصرف ترین نوع می باشند.
درایور با ورودی برق مستقیم : معمولا با ولتاژهای ورودیvdc 110-48-24- 12 تولید می شوند و کاربرد آنها برای وسایل نقلیه ، سیستم های انرژی خورشیدی و برق اضطراری می باشد.
3- تغذیه مستقیم 220 ولت (DOB) :
اصطلاح DOB در چراغ های LED ، بمعنی سیستم درایور روی صفحه (DRIVER ON BOARD) یا اصطلاحا بدون درایور بوده و در واقع حالتی است که درایور خارجی چراغ حذف و درایور داخلی بصورت کاملا فشرده روی برد اصلی ال ای دی قرار می گیرد.
نقاط ضعف درایورهای DOB در چراغهای LED
درایورهای DOB به کار رفته در چراغهای LED دارای چندین نقطه ضعف اساسی هستند:
- راندمان پایین و افزایش دما: این درایورها به دلیل ماهیت خطی، راندمان نوری کمتر و تولید حرارت بیشتری دارند که منجربه کاهش کیفیت نور خروجی میشود.
- چشمک زدن نور: جریان مستقیم بزرگ در این درایورها باعث چشمک زدن نور و خستگی چشم میشود.
- فشار الکتریکی بالا: عدم توانایی جذب ولتاژهای ناخواسته منجر به فشار الکتریکی و کوتاه شدن عمر مفید میگردد.
- خطر برقگرفتگی: جدا نشدن صحیح جریان خروجی و عدم ایزوله بودن باعث ایجاد خطر برقگرفتگی میشود.
به طور کلی درایورهای SMD (جدا) نسبت به DOB کیفیت و استاندارد بالاتری دارند.
دلایل افت عملکرد درایورهای DOB
دلایل اصلی افت عملکرد درایورهای DOB در چراغهای LED عبارتاند از:
۱. افزایش دما و عدم خنکسازی مناسب:
ازآنجاییکه درایور DOB به طور مستقیم روی LED سوار میشود، کنترل دما و خنکسازی مناسب صورت نمیگیرد. این امر باعث افزایش دما و کاهش عمر مفید میگردد.
۲. فقدان قطعات حفاظتی و فیلتر:
به منظور کوچکتر شدن اندازه، قطعات حفاظتی و فیلترهای مهم از درایور حذف میشوند که باعث کاهش کیفیت و قابلیت اطمینان میگردد.
۳. ولتاژ و جریان نامناسب:
عدم تنظیم صحیح ولتاژ و جریان در این درایورها موجب استرس الکتریکی، گرمای بیشتر و کاهش عمر مفید میشود. بنابراین در طراحی درایور DOB باید به این موارد توجه نمود تا بتوان افت عملکرد را به حداقل رساند.
نتیجه گیری :
استفاده از درایور جریان ثابت در مدار ال ای دی چراغ ، بهترین نوع طراحی میباشد که مزایای زیر را دارد:
1-حذف نوسان خروجی چراغ روی سایر مصرف کننده های الکتریکی مثل وسایل صوتی و تصویری.
2- عمر مفید و طولانی چراغ بدلیل متاثر نبودن از نوسان برق شهر.
3-حفاظت بیشتر جانی ، با کارکرد در ولتاژ پائین.
4-امکان سرویس چراغ در صورت بروز نقص احتمالی در درایور یا مدار ال ای دی.
5- استهلاک کمتر سیستم روشنایی بدلیل عملکرد در ولتاژ و جریان با سطح پائینتر.
نکاتی کاربردی درباره درایو LED
- ولتاژ خروجی درایور پارامتر قابل توجه ای نیست ( مگر در طراحی چراغ یا درایور ) و درایور آن را بطور اتوماتیک با توجه به توان چراغ تنظیم می کند. طبق فرمول V=W/I
- برای تعویض درایور به پارامترهای آن توجه کنید. هرگز با تست درایور را جایگزین نکنید. چون ممکن است سیستم ناپایدار باشد و با تغییر دما ، ولتاژ ورودی و یا گذشت و …. زمان دچار مشکل شود.
- درایور معیوب را تعمیر نکنید. چون علت بروز مشکل یا کیفیت پایین درایور بوده و یا پایان عمر یکی از قطعات ، که در هر دو صورت بزودی مشکل تکرار خواهد شد.
- برای افزایش قدرت می توان خروجی چند درایور را بطور موازی به یکدیگر متصل کنید. بهتر است مشخصات درایورها یکسان باشد. مثلا می توانید خروجی دو درایور 24-12 وات 300 میلی آمپر را موازی کرد. در این صورت معادل یک درایور 600 میلی آمپر 48-24 وات خواهد بود.
- بهتر است ابتدا چراغ را به درایور متصل کرده و سپس درایور را به برق وصل کرد.
- برای طراحی محصولات روشنایی LED طراحی را بر اساس رنج درایور های موجود در بازار انجام دهید.
- در طراحی حداکثر توان هر بلوک را 60-50 وات در نظر بگیرید. در صورتی که به توان بالاتر نیاز دارید. سیستم را به چند بلوک تقسیم کرده و هر بلوک را با یک درایور راه اندازی کنید.