«адача выбора осветительных приборов: блок питани€ как Ђслабое звеної светодиодного светильника

«адача выбора осветительных приборов: блок питани€ как Ђслабое звеної светодиодного светильника

ѕри описании технических характеристик светодиодных светильников в рекламных материалах обычно особый упор делаетс€ на типы используемых в них светодиодов. “ем не менее, надежность современных светильников определ€етс€ уже не только и не столько светодиодами, сколько блоком питани€. Ќо некоторые важные параметры данного узла не сообщаютс€ производител€ми даже по запросу. ѕоэтому задача выбора осветительных приборов с качественными блоками питани€ €вл€етс€ весьма сложной, тем не менее, она решаема.

ѕричины, по которым производители при продвижении светильников на рынок делают упор именно на параметры светодиодов, имеют исторические корни. ѕредыдущие источники света имели срок службы, значительно меньший, чем у пускорегулирующей аппаратуры (ѕ–ј). ¬ итоге сложилось представление, что источник света Ч наименее долгоживуща€ часть устройства.

—ветодиоды отличаютс€ прежде всего большим сроком службы Ч в среднем около 50000 часов. Ќапример, если потолочный светильник работает по 10 часов в сутки, то его срок службы, обусловленный параметрами светодиодов, составит более 13,5 лет. Ётот промежуток времени уже сопоставим со сроком службы других узлов светильника или даже превышает его.

ќсобенности терминологии

ѕроблема выбора начинаетс€ с весьма запутанной терминологии. Ѕлоком питани€ (Ѕѕ) прин€то называть источник питани€ дл€ радиоэлектронной аппаратуры, преобразующий электрическую энергию от сети дл€ согласовани€ ее параметров с входными параметрами отдельных узлов аппаратуры.

ѕодавл€ющее большинство светодиодов питаютс€ от посто€нного тока и имеют напр€жение питани€ менее 4 ¬. ≈сли соединить светодиоды последовательно, то така€ цепочка будет иметь большее напр€жение питани€. ѕо р€ду причин соединение светодиодов в цепочки длиной более 15 штук практикуетс€ очень редко. “о есть напр€жение питани€ массива светодиодов в осветительном приборе обычно не превышает 60 ¬. ¬ то же врем€, сети электропитани€, в зависимости от страны, дают напр€жение 100 Ц 240 ¬ переменного тока. ƒл€ согласовани€ параметров питани€ светодиодов и параметров сети электропитани€ об€зательно требуетс€ блок питани€.

—ледует отметить, что термин Ђблок питани€ї €вл€етс€ усто€вшимс€ пон€тием, широко используемым в инженерной практике. “ем не менее, он не закреплен официально √ќ—“ – 52907-2008, в котором присутствует только определение источника питани€. ¬ прежнем варианте √ќ—“ официально также было закреплено пон€тие Ђвторичный источник питани€ї, которое в √ќ—“ – 52907-2008 отсутствует. »спользование термина Ђблок питани€ї позвол€ет дистанцироватьс€ от автономных источников питани€, т.е. гальванических элементов и аккумул€торов.

\ роме этого, дл€ обозначени€ Ѕѕ часто жаргонно используетс€ термин Ђдрайверї. Ќа самом деле, драйвер Ч это устройство, которое стабилизирует ток, питающий светодиоды. “акже некоторые драйверы способны регулировать световой поток у светодиодов, т.е. диммировать их. Ќо драйвер не выполн€ет функций преобразовани€ питающего напр€жени€ и выпр€млени€ тока. ѕоэтому узел, отвечающий за питание светодиодов в светильниках на напр€жение 12 или 24 ¬ Ч это драйвер. Ќо при питании от сети 220 ¬ речь идет именно о Ѕѕ. “ем не менее, на некоторых Ѕѕ можно встретить слово driver, означающее в данном контексте стабилизацию выходного тока.


ƒиммируемый Ѕѕ Helvar со стабилизацией выходного тока

¬ светотехнике устройства, осуществл€ющие согласование параметров питани€ источников света и электросети, исторически назывались балластами или ѕ–ј. —пециалисты по светотехнике при переходе на светодиоды не стали отказыватьс€ от привычного дл€ них терминов и стали использовать их применительно к Ѕѕ дл€ светодиодов.

≈ще одним термином, которым не всегда правильно обозначают блоки питани€ в светодиодных светильниках, €вл€етс€ Ђэлектронный трансформаторї. ƒанное устройство, на самом деле, только преобразует напр€жение в более низкое и повышает частоту переменного тока с 50 (или 60, в зависимости от стандарта электросети, прин€того в стране) до нескольких единиц или дес€тков килогерц. ѕитание светодиодов напр€мую от электронного трансформатора примен€етс€ только в гирл€ндах и другой аналогичной декоративной светотехнической продукции.

“ерминологи€ дл€ светодиодных промышленных светильников в части устройств электропитани€ пока не закреплена √ќ—“, в проектах стандартов используетс€ термин Ђэлектронное управл€ющее устройствої.

—праведливости ради следует заметить, что путаница с терминологией распространена и за рубежом. “ермин power supply unit (блок питани€) или просто power supply (источник питани€) в светотехнике используетс€ крайне редко. ¬ рекламных материалах часто встречаетс€ обозначение блока питани€ как driver (драйвер), а вообще, широко распространено использование обозначение Ѕѕ в светодиодных светильниках как ballast (балласт).

 лассификаци€ Ѕѕ

ѕо месту размещени€ Ѕѕ дел€тс€ на внутренние (размещаютс€ внутри корпуса светильника) и внешние (размещаютс€ вне корпуса). ѕри этом внешние Ѕѕ могут идти в комплекте со светильником или приобретатьс€ отдельно.

ѕо своей конструкции Ѕѕ можно разделить на две большие категории Ч изолированные и неизолированные. ќсобенностью изолированного Ѕѕ €вл€етс€ то, что его выход не имеет гальванической св€зи с входом. Ѕлагодар€ этому достигаетс€ более высокий уровень электрической безопасности устройства. Ёлектрический потенциал на выходе исправного Ѕѕ изолированного типа ни при каких услови€х не достигнет опасной величины. ¬ принципе, Ѕѕ изолированного типа Ч это и есть та сама€ классическа€ конструкци€ Ѕѕ на основе трансформатора, используема€ на прот€жении многих дес€тилетий.   сети через преобразователь подключена первична€ обмотка трансформатора, нагрузка через выпр€митель присоедин€етс€ ко вторичной обмотке. ќтличи€ от классического варианта в том, что трансформатор работает не на частоте сети, а на более высокой частоте, а также в наличии гальванически разв€занной обратной св€зи дл€ стабилизации напр€жени€ или тока. »золированные Ѕѕ сто€т относительно дорого, но они хорошо справл€ютс€ с бросками напр€жени€ и импульсными помехами, которые есть в российских электрических сет€х.


ѕример принципиальной схемы изолированного Ѕѕ. »сточник: Ђћакро группї

Ќеизолированные Ѕѕ имеют гальваническую св€зь с выходом. ѕоэтому, хот€ разница потенциалов между лини€ми на выходе такого Ѕѕ представл€ет собой безопасную величину, не превышающую дл€ светодиодных светильников значение 60 ¬ посто€нного тока, тем не менее, потенциал между одной из линий на выходе и землей может быть сопоставим с сетевым напр€жением, т.е. принимать опасное значение. ѕреимуществами неизолированных Ѕѕ €вл€ютс€ компактность, низка€ цена и немного больший  ѕƒ, чем у неизолированных Ѕѕ. ѕоэтому неизолированные Ѕѕ так люб€т производители очень дешевых светильников Ч помимо низкой стоимости Ѕѕ, более высокий  ѕƒ позвол€ет использовать светодиоды с меньшей светоотдачей. Ќеизолированные Ѕѕ также широко примен€ютс€ в светодиодных лампах-ретрофитах, но здесь в р€де случаев без них обойтись нельз€ из-за малых размеров.ѕо причине низкой электробезопасности, неизолированные Ѕѕ могут быть только внутренними. Ќедостатком неизолированных Ѕѕ €вл€етс€ проникновение на выход мощных импульсных помех, которые Ђгул€ютї по сети.   тому же, при установке выключател€ в разрыв нулевого провода (что бывает, когда светодиодные светильники устанавливают взамен существовавшего ранее освещени€) светодиоды в светильнике, оснащенном таким Ѕѕ, слабо свет€тс€ в выключенном состо€нии. ¬се это приводит к преждевременному выходу светодиодов из стро€.


ѕример принципиальной схемы неизолированного Ѕѕ типа PFC. »сточник: Ђћакро группї

”совершенствованные неизолированные Ѕѕ нередко жаргонно называют PFC от слов Power Factor Correction Ч корректировка коэффициента мощности. ќни обладают большим значением коэффициента мощности по сравнению с обычными неизолированными Ѕѕ Ч около 0,9 против 0,6. ¬ таких Ѕѕ частично решены проблемы, вызывающие преждевременный выход светодиодов из стро€. “ем не менее, все равно, они проигрывают изолированным Ѕѕ по части устойчивости к броскам напр€жени€.

ѕочему Ђслабое звеної?

Ёлектронные компоненты Ѕѕ работают под напр€жением до 242 ¬ переменного тока. ѕри авари€х на сет€х электропитани€ напр€жение может кратковременно возрастать до 456 ¬ переменного тока. ”дары молнии, коммутаци€ мощного электрооборудовани€ и некоторые другие факторы привод€т к возникновению импульсных помех с амплитудой до 4000 ¬. ѕоэтому к качеству электронных компонентов Ѕѕ предъ€вл€ютс€ особые требовани€.

—рок службы светодиодов зависит от того, сколько времени они светили. ¬ отличие от этого, срок службы Ѕѕ св€зан не только со временем работы, но и со временем хранени€. “о есть, если вы не включали светильник, а только его хранили на складе, то через некоторое врем€ его Ѕѕ все равно выйдет из стро€. Ёто св€зано с особенност€ми электролитических конденсаторов, используемых в Ѕѕ Ч они постепенно деградируют из-за испарени€ электролита. ¬ среднем электролитический конденсатор можно использовать на прот€жении не более 10 лет с момента выпуска. ¬ неправильно спроектированном Ѕѕ электролитический конденсатор перегреваетс€, что сокращает его срок службы. ¬ некоторых современных дорогосто€щих Ѕѕ проблема решена полной заменой электролитических конденсаторов на керамические, которые €вл€ютс€ практически Ђвечнымиї электронными компонентами.

„итаем между строк

ѕроизводители светодиодных светильников практически всегда публикуют информацию об используемых светодиодах, но редко когда раскрывают данные о Ѕѕ. “ем не менее, можно составить свое представление о том, качественный или нет блок питани€, по параметрам светильников, которые производитель открыто публикует.

¬ первую очередь, это коэффициент мощности l (иногда его обозначают как cos j, что дл€ светодиодных светильников не совсем правильно). „ем больше этот параметр, тем лучше. ƒл€ качественного блока питани€ он должен быть не менее 0,85. ”прощенные Ѕѕ, имеющие низкую надежность, обычно выдают себ€ низким значением l.

Ѕѕ от ведущих производителей характерно высокое значение коэффициента мощности, примером тому €вл€етс€ данное устройство от Osram

ѕроизводители светильников, конечно, знают, что именно Ѕѕ, а не светодиоды, ограничивает срок службы осветительного прибора. ѕоэтому, хот€ и указывают Ђсрок службы светодиодов 50000 чї, тем не менее, гарантийный срок устанавливают, исход€ из цифр по всему светильнику. ќбычно исход€т из того, сколько лет проработает светильник, будучи включенным круглосуточно. Ќапример, гарантийный срок на светодиодные светильники средней ценовой категории обычно составл€ет 3 года. ”множаем этот срок на 8760 ч в году, и получаем 26280 ч Ч именно столько гарантированно будет работать светильник. ќбратите внимание, что этот показатель очень близок к сроку службы типичного Ѕѕ средней ценовой категории Ч 30000 ч.

Ќо, самое главное Ч где расположен блок питани€ и как он выгл€дит. ≈сли он внешний и подключаетс€ к светильнику через разъем, то однозначно €вл€етс€ изолированным (на пр€мое нарушение правил электробезопасности производители обычно не идут). ¬ том случае, если Ѕѕ внутренний, но выполнен в виде отдельного унифицированного модул€ от одного из ведущих производителей Ѕѕ, то, скорее всего, тоже изолированный. Ќеизолированные Ѕѕ обычно выполнены как неотъемлема€ часть конструкции светильника.

ѕроизводители Ѕѕ

“еоретически оптимальным выбором €вл€етс€ Ѕѕ, специально разработанный дл€ определенной модели светильника. Ќа практике это могут удачно реализовать либо компании, имеющие, помимо светотехнического, еще и мощный бизнес по производству электронных устройств (LG, Philips), либо светотехнические компании, чьи Ѕѕ хорошо зарекомендовали себ€ на рынке (Osram).

¬ остальных случа€х предпочтительным вариантом €вл€етс€ использование в светильнике Ѕѕ от ведущих фирм, специализирующихс€ на данном виде продукции (Meanwell, Helvar, Vossloh-Schwabe и некоторые другие). »спользование унифицированного Ѕѕ легко замен€емой конструкции важно еще и дл€ возможного ремонта светильника, так как Ѕѕ обычно выходит из стро€ быстрее, чем светодиоды.

¬нешние блоки питани€, не вход€щие в комплект поставки

Ќа рынке встречаютс€ светодиодные светильники, имеющие низкое напр€жение питани€ (обычно 12 или 24 ¬). ќни предназначены дл€ питани€ от источника со стабилизированным выходным напр€жением или от электронного трансформатора. Ќередко Ѕѕ в комплект поставки таких светильников не входит, что позвол€ет сэкономить средства, установив один Ѕѕ на несколько светильников. ≈сли светильник допускает питание как от переменного, так и от посто€нного тока, то лучше использовать посто€нный ток, т.е. устанавливать Ѕѕ, а не электронный трансформатор.

¬ыбира€ внешний Ѕѕ, следует иметь в виду, что максимальный  ѕƒ достигаетс€ в том случае, если нагрузка равна приблизительно 80% от номинального значени€. —оответственно, умножив мощность подключенных к Ѕѕ светильников на коэффициент 1,25, мы получим оптимальное значение номинальной мощности Ѕѕ. »ногда мощность Ѕѕ выбирают Ђна выростї с учетом, что к нему позже дополнительно подключат светильники. “огда суммарна€ мощность светильников Ђпервой очередиї подключени€ должна быть в 1,2 раза больше минимальной мощности нагрузки Ѕѕ, иначе будет срабатывать защита от холостого хода.

ѕрименение внешнего блока питани€, не вход€щего в комплект поставки, дает возможность повысить надежность системы, так как в светильники встроены только драйверы. Ёлектронные компоненты в них работают при низких напр€жени€х, так что их качество не так критично. ј модель Ѕѕ пользователь выбирает самосто€тельно, исход€ из своих потребностей, и может запросить на него всю необходимую информацию у поставщика.

јлексей ¬асильев

ѕо материалам интернет-портала еlec.ru и журнала ЂЁлектротехнический рынокї

  • ƒата публикации: 03.02.2014
  • 3465
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150