Драйвери світлодіодів HELVAR

Основні технічні характеристики та можливості драйверів світлодіодів Helvar

В статті наведені основні технічні характеристики і можливості драйверів світлодіодів фінської компанії Helvar.

В. Котигорошко

Історія та напрями діяльності компанії Helvar

З перших днів свого заснування (1921 р.) компанія Helvar (Фінляндія) займалася торгівлею між Фінляндією і Польщею. Цим і пояснюється те, що назва компанії “Helvar” складається з перших літер назв столиць цих країн. На початку 1980-х рр. в асортименті випущеної продукції з’явилися електронні пускорегулювальні апарати (ЕПРА), іншими словами т. з. електронні баласти, а згодом і керовані ЕПРА, що дозволяють регулювати яскравість люмінесцентних ламп. Компанія Helvar брала також активну участь у розробці та просуванні стандарту для цифрових систем керування освітленням, що отримав назву DALI (Digital Addressable Lighting Interface – стандартний цифровий протокол керування освітленням). Використання цього стандарту дозволяє реалізувати керування кожним окремим освітлювальним приладом відповідно до потреб користувача в кожній конкретній ситуації. На початку 2000-х рр. компанія Helvar представила на ринку малоформатні ЕПРА з поперечним перерізом усього 30×21 мм, які згодом стали промисловим стандартом.

Характеристика LED-драйверів Helvar

LED-драйвери компанії Helvar орієнтовані на створення енергоефективних, надійних, високоякісних, професійних освітлювальних приладів. Пропонується великий вибір керованих і некерованих драйверів світлодіодів, які можуть бути використані для створення як порівняно простого освітлювального обладнання, так і розгалужених багатофункціональних систем освітлення .

Асортимент драйверів

В даний час компанія Helvar виробляє різноманітні драйвери світлодіодів, у тому числі широку номенклатуру вузькопрофільних (30×21 мм) LED-драйверів різної потужності. В статті розглядаються неізольовані та ізольовані вузькопрофільні AC/DC-драйвери світлодіодів.

SELV та класи електробезпеки

Крім стандартних ізольованих драйверів компанія Helvar пропонує також драйвери, що відповідають рекомендаціям стандарту з електробезпеки, які пред’являються до способів захисту від ураження електричним струмом електрообладнання III класу захисту. Слід звернути увагу на те, що номер класу не визначає ступінь захищеності обладнання, а лише встановлює спосіб захисту від ураження електричним струмом.

Передбачається, що електрообладнання III класу розраховане для роботи від ізольованого джерела струму і в ньому має бути реалізована т. з. система безпечної наднизької напруги (Safety Extra Low Voltage — SELV). Наявність системи SELV гарантує, що вихідна напруга ніколи не перевищує певне значення, а це дозволяє реалізувати більш “відкритий і гнучкий дизайн” освітлювальних приладів. У LED-драйверах типу SELV прийняті заходи, які гарантують захист від потрапляння високої напруги на зовнішні або внутрішні частини обладнання, тобто вони захищені від небезпечної напруги, і при нормальних умовах експлуатації користувач може контактувати з ними без ризику ураження електричним струмом. В даний час компанія Helvar пропонує LED-драйвери типу SELV 120V та SELV 60V.

Неізольовані вузькопрофільні LED-драйвери

Основні технічні характеристики вузькопрофільних неізольованих LED-драйверів наведені в табл. 1. Усі драйвери вирізняються малогабаритним корпусом та високим ККД.

Драйвери LL30HE-CC-300

Малогабаритні неізольовані LED-драйвери LL30HE-CC-300 (рис. 1) вихідною потужністю до 30 Вт і струмом до 300 мА мають розміри всього 190x30x21 мм. Ці драйвери можна рекомендувати для застосування в пристроях чергового освітлення .

Драйвери LL1x150-E-CC

Неізольовані драйвери світлодіодів LL1x150-E-CC вихідною потужністю до 150 Вт (рис. 2) відповідають класу захисту електротехнічного обладнання IP20, а також першому класу захисту від ураження електричним струмом (тобто передбачена клема захисного заземлення корпусу) і орієнтовані на застосування в системах внутрішнього світлодіодного освітлення в супермаркетах, офісах, складських і торгових приміщеннях.

Основні технічні характеристики LED-драйвера LL1x150-E-CC наведені в табл. 2.

Срок служби драйвера — 100 тис. год при температурі навколишнього середовища 65 °C. При підвищенні температури строк служби знижується (табл. 2).

Таблиця 1. Основні характеристики неізольованих вузькопрофільних LED-драйверів

Таблиця 2. Основні характеристики неізольованого LED-драйвера LL1x150-E-CC

У стандарті IEC 60050-191 строк служби визна­чається як тривалість експлуатації виробу або її відновлення після капітального ремонту до настан­ня граничного стану, під яким розуміється стан ви­робу, за якого його подальша експлуатація недопу­стима або недоцільна з огляду на небезпеку, еконо­мічні чи екологічні причини.

Іншими словами, строк служби — це час, протягом якого виріб працює належним чином, перш ніж відбудеться його зношування і подальша експлу­атація виробу стане просто недоцільною. Як пра­вило, під час оцінювання строку служби будь-якого виробу аналізуються всі механізми зносу й визна­чається найбільш критичний компонент системи, який може вивести її з робочого стану.

У більшості випадків у джерелах живлення електронних систем і драйверах світлодіодів таким елементом є електролітичний конденсатор. Ступінь висихання електроліту залежить від робочої темпера­тури конденсатора. Прийнято вважати, що строк служби електролітичного конденсатора зменшується вдвічі при кожному підвищенні робочої температури на десять градусів.

Вольтамперну навантажувальну характеристику наведено на рис. 3 (область найбільшої ефектив­ності виділено блакитним кольором). Графіки за­лежності ККД і коефіцієнта потужності від рівня вихідної потужності — на рис. 4 . Драйвери за­безпечують номінальний вихідний струм від 350 до 700 мА. У драйверах міститься вбудований актив­ний коректор коефіцієнта потужності (PF). При на­вантаженні 100% коефіцієнт PF > 0,98, ККД — до 96%.

Компанія Helvar у документації на свої LED-драйвери, на відміну від інших виробників, не на­водить кількісні показники рівня відносної воло­гості. А для значення такого параметра, як макси­мальна відносна вологість, зазначається «без ви­падіння конденсату». Тобто акцент робиться на тому, що рівень відносної вологості повітря, у принципі, не має значення. Критичним є поява вологи на корпусі, оскільки це може спричинити коротке замикання струмопровідних частин драйвера. Поява вологи (конденсату) залежить не лише від рівня во­логісті повітря, а й від температури довкілля, точ­ніше — від її зміни в процесі експлуатації.

Таблиця 3. Залежність вихідного струму LED-драйвера LL1x150-E-CC від опору регулювального резистора

Драйвери LL1x150-E-CC підтримують режим роботи зі стабілізацією вихідного струму в діапа­зоні вхідних напруг 198…264 В змінного та 176…280 В постійного струму. Крім того, допускається робота при вхідній напрузі змінного струму 320 В протягом однієї години.

Драйвери, відповідно до рекомендацій стан­дарту EN61000-4-5, стійкі до імпульсів напруги амплітудою 2 кВ (лінія-земля), 1 кВ (лінія-лінія) та 4 кВ (IEC 61000-4-4). Конструктивно драйвери виконано в закритому вузькопрофільному металево­му корпусі габаритними розмірами 280×30×21 мм.

У драйвері передбачено можливість регулюван­ня вихідного струму і, відповідно, яскравості сві­чення світлодіодів, що здійснюється зміною опору зовнішнього резистора (табл. 3).

Драйвери LL1x150-E-CC відповідають рекомен­даціям основних європейських і міжнародних стан­дартів з електромагнітної сумісності та безпеки (табл. 4).

Таблиця 4. Стандарти, рекомендаціям яких відповідають LED-драйвери LL1x150-E-CC

Неізольовані драйвери світлодіодів OL1x110-E-CC-350

Неізольовані драйвери світлодіодів OL1x110-E-CC-350 з вихідною потужністю до 110 Вт (рис. 5) відповідають класу захисту електротехнічного обладнання IP67, а також ІІ класу захисту від ураження електричним струмом (тобто передбачено подвійну ізоляцію й захисне заземлення корпусу не потрібне) . Ці драйвери орієнтовано на застосування у системах зовнішнього світлодіодного освітлення найрізноманітнішого призначення (складські приміщення, вуличне освітлення тощо).

На рис. 6 наведено вольтамперну навантажувальну характеристику та графіки залежності ККД і коефіцієнта потужності від рівня вихідної потужності. Драйвери забезпечують номінальний вихідний струм 350 мА. Драйвери містять вбудований активний коректор коефіцієнта потужності (PF). За навантаження 100% коефіцієнт PF > 0,98, ККД – до 95%. Габаритні розміри – 250×40×23 мм.

Драйвери OL1x110-E-CC-350 підтримують режим стабілізації вихідного струму в діапазоні вхідних напруг 198…264 В змінного та 176…280 В постійного струму. Термін служби – 50 тис. год при температурі корпусу 80 °C.

Характеристики деяких LED-драйверів для зовнішніх систем (IP67) наведено у табл. 5.

Драйвери OL1x30-E-CV24 і OL1x75-E-CV24 з вихідною потужністю відповідно 30 і 75 Вт підтримують стабілізацію вихідної напруги (24 В) у діапазоні 198…264 В змінного струму.

Драйвери OL1x50-E-CC-1050 і OL1x50-E-CC-1400 з максимальною потужністю 50 Вт працюють у режимі стабілізації вихідного струму відповідно 1,05 і 1,4 А. У цих драйверах реалізовано засоби захисту від ураження електричним струмом, рекомендовані для електрообладнання ІІІ класу (SELV 60V).

Параметри неізольованих інтелектуальних LED-драйверів Active+ (табл. 6)

Драйвер LL1x23-80 Active+ потужністю до 80 Вт та максимальним струмом 350 мА (рис. 7) відповідає класу захисту IP20 . Габарити – 280×30×21 мм, маса – 220 г. Відмінна особливість – можливість підключення зовнішнього датчика освітленості Active+ Sense, що дає змогу автоматично керувати світловим потоком світильника. Для живлення датчика у драйвері є вбудоване автономне джерело живлення.

На рис. 8 наведено ВА-характеристику та графіки залежності струму від опору зовнішнього резистора. Драйвер забезпечує вихідний струм 150…350 мА і має активний коректор PF. За навантаження 100% PF > 0,98, ККД – до 95%. На високих рівнях світлового потоку регулювання здійснюється зміною вихідного струму (CCR – Constant Current Reduction). На низьких – використовується ШІМ-модуляція з частотою 1,8 кГц (режим PWM).

Таблиця 5. LED-драйвери для систем зовнішнього освітлення

Таблиця 6. Неізольовані вузькопрофільні LED-драйвери типу Active+

Система Active+ та датчик Active+ Sense

Використання драйверів Active+ разом із датчиками Active+ Sense забезпечує автоматичне регулювання світлового потоку залежно від природного освітлення та присутності людей, завдяки функції інтелектуального самонавчання. Датчик підключається безпосередньо до драйвера, без додаткових ліній зв’язку.

LED-драйвери Active+ не потребують попереднього налаштування чи допоміжних контролерів.

Компактний датчик Active+ Sense (32,4×15,5×4,5 мм) містить фотодатчик освітленості та пасивний ІЧ-датчик присутності. Підключається гнучким кабелем (рис. 10).

У процесі самонавчання протягом 60…100 годин аналізуються умови довкілля. Після цього драйвер самостійно вибирає оптимальний режим роботи.

Світильники з Active+ застосовують у коридорах, офісах, підсобних приміщеннях тощо. Якщо присутність людей не виявлена, світильник переходить у енергозберігальний режим. Також автоматично регулюється світловий потік залежно від природного освітлення. Реалізовано підтримання постійного світлового потоку (CLO).

За потреби режим роботи можна коригувати через мобільний застосунок Active+ (рис. 11).

Мобільний додаток Active+

Мобільний додаток Active+ призначений для налаштування параметрів системи Helvar Active+. Для використання додатка необхідний смартфон, що працює на операційній системі Android 4.0 (і вище) та має світлодіодний спалах, а також світильник із драйвером типу Active+ і датчиком Active+ Sense. За допомогою мобільного додатка Active+ користувач може модифікувати параметри кожного світильника та, за потреби, вносити зміни до його алгоритму роботи. До таких параметрів належать: початковий і енергозберігальний рівні світлового потоку, час затримки реагування на сигнали датчика присутності, параметри вимкнення світильника залежно від рівня природного освітлення тощо.

Для передавання команд використовується світловий потік, який генерується світлодіодним спалахом смартфона. Декодування здійснюється у світлочутливому датчику Active+ Sense, після чого код команди передається до драйвера Active+. Смартфон повинен знаходитися на відстані не більше 70 см від датчика Active+ Sense, а світлодіодний спалах має бути спрямований на сенсор освітленості.

Таблиця 7. Ізольовані вузькопрофільні драйвери світлодіодів

Основні технічні характеристики

Основні технічні характеристики ізольованих вузькопрофільних драйверів світлодіодів наведені у табл. 7. Усі драйвери відрізняються малогабаритним корпусом та високим ККД. Як правило, у драйверах передбачена можливість регулювання вихідного струму, що здійснюється зміною опору зовнішнього резистора.

Для зміни величини вихідного струму (300 або 350 мА) у драйверах типу LL1x21-CC та LL1x38-CC-350/300 необхідно видалити перемичку, використовуючи бокорізи/кусачки (рис. 12). У драйверах типу LL1x26-CC наявні незалежні клеми (300 mA та 350 mA) для підключення ланцюжка світлодіодів. Регулювання вихідного струму у драйверах типу LL1x50-E-DA здійснюється за допомогою інтерфейсу DALI.

Рис. 12. Вариант устранения перемычки

Вичерпну інформацію про продукцію фінської компанії Helvar можна знайти в мережі Інтернет на сайті  www.helvar.com або у компанії VD MAIS – офіційному дистриб’юторі Helvar в Україні.