MEAN WELL решает проблему с запуском светодиодных модулей с преобразователем постоянного тока в постоянный

Структура светодиодного вождения

Светодиодные модули обычно управляются одной из трех структур, перечисленных ниже:

– Драйвер светодиода постоянного тока (CC) подключается непосредственно к светодиоду, яркость которого регулируется выходным током драйвера светодиода.
– Источник питания светодиодов постоянного напряжения (CV), обычно 12 В или 24 В, подключается к светодиодным лентам или трубкам, которые имеют резистор или простую схему ограничения тока на светодиодной плате. Резистор или ограничитель тока определяет ток и яркость.
– Каскадное подключение блока питания CV и преобразователя постоянного тока (DC / DC), а затем к плате светодиодов. Выходной ток контролируется только преобразователем постоянного тока.

Для первых двух структур источники питания подключаются к светодиоду без активного преобразования между ними. Выбор источника питания относительно прост, нужно выбрать правильный ток или правильное напряжение. Третья структура привода включает в себя активный постоянный ток / постоянный ток, который может вызвать определенные проблемы совместимости. В следующих главах MEAN WELL рассмотрит рабочий механизм DC / DC и возможные проблемы при выборе источника питания с неправильной спецификацией.

DC / DC преобразователь

Преобразователи постоянного тока в постоянный имеют 3 типа: Buck (понижающее преобразование), Boost (повышающее преобразование) и Buck-boost. Независимо от того, какие преобразователи они, большинство из них имеют широкий рабочий диапазон входного напряжения. В пределах этого входного диапазона преобразователь постоянного тока преобразует входную мощность в требуемое выходное напряжение и / или ток в нагрузке. Если нагрузка фиксирована, входная мощность также будет фиксированной. Так как при высоком входном напряжении мощность одинакова, то входной ток будет низким, и наоборот. Формула преобразования мощности показана ниже:

Потенциальная проблема совместимости между источником питания CV и преобразователем DC / DC
Стандартные светодиодные трубки или прожекторы с постоянным током обычно содержат такие преобразователи внутри. В руководстве по этим продуктам обычно указывается только фиксированное входное напряжение, например, «Вход 24 В постоянного тока». При подаче этого напряжения на лампу, оно, безусловно, будет работать; однако фактический рабочий диапазон может быть намного шире и ниже этого номинального входного напряжения из-за используемого внутри преобразователя постоянного тока.

Рисунок 1. Трек Освещение

Чтобы лучше объяснить это явление, мы возьмем в качестве примера преобразователь постоянного тока MEAN WELL LDD-350H. LDD-350H – это преобразователь постоянного тока, который обеспечивает постоянный ток 350 мА для своей нагрузки. Диапазон входного напряжения составляет 2 ~ 52 В постоянного тока, а выходной диапазон, который связан с прямым напряжением светодиодов, составляет 9 ~ 56 В постоянного тока. Поскольку это понижающий преобразователь, входное напряжение должно быть на 3 В выше выходного напряжения в соответствии со спецификацией. Это означает, что если светодиод имеет напряжение 9 В, LDD-350H может работать при любом входном напряжении от 12 до 56 В постоянного тока. Лампа с этим светодиодом и встроенным преобразователем может, скорее всего, указывать свое входное напряжение как «вход 24 В постоянного тока», так как на рынке широко доступны источники питания 24 В.

Fig2. LDD-H Спецификация

При недостаточной информации системный установщик может пропустить потенциальную проблему совместимости и пострадать от сбоя при запуске, такого как мигание, более темный световой поток или просто отсутствие света вообще. Проблема связана с переходной характеристикой при включении питания и поведением преобразователя постоянного тока в постоянный. Более подробная информация объясняется ниже:

Ситуация 1:

Источник питания CV, имеющий недостаточный ток при низком выходном напряжении

Типичная установка показана на рис.3. Каждый LDD-1000H со светодиодом представляет собой одну светодиодную трубку. Предположим, что светодиод 9В, 1А, 30 таких светодиодных ламп занимают 270 Вт. Если на трубках указано напряжение 24 В, в этом случае мы могли бы выбрать HLG-320H-24, например.

Рис. 3 CV Источник питания с 30 светодиодными лампами

HLG-320H-24 спецификация показывает макс. Выходная мощность составляет 320,16 Вт, а номинальный выходной ток 13,34 А. Очевидно, использование HLG-320H-24 в системе 24 В / 270 Вт является правильным выбором и даже с разумным запасом. Однако реальная ситуация такова, что LDD-1000H начнет работать, когда входное напряжение выше 12В. Если источник питания имеет относительно медленное время нарастания напряжения постоянного тока по сравнению со временем запуска преобразователя постоянного тока, постоянный ток / постоянный ток может уже переключиться на полную мощность, прежде чем выходное напряжение источника питания возрастет до нужного уровня. В таких условиях, поскольку входное напряжение низкое, а постоянный / постоянный ток все еще пытается обеспечить полную мощность для своей нагрузки, он будет потреблять более высокий входной ток, чем ожидалось, и в конечном итоге достигнет и превысит предел HLG-320H-24. В этом случае выходной сигнал источника питания может быть понижен до нуля и перезапущен, что приводит к тому, что лампа мигает, становится темнее или просто не может включиться. Расчет входного тока зависит от входного напряжения и показан ниже:

Рис. 4 DC / DC Сравнение входного напряжения и тока при одинаковой передаче мощности

Рис. 5 HLG-320H Выходные характеристики

Ситуация 2:

Выходное напряжение источника питания CV не работает в рабочем диапазоне

На рис. 6 показан другой пример с LDD-1000H, в этом примере светодиод имеет напряжение 6 В, а суммарный ток составляет 20 А. Поскольку LDD-1000H является понижающим преобразователем, он уже начнет работать при входном напряжении от 6 до 9 В. Опять же, если DC / DC-преобразователь работает на полную мощность быстрее, чем CV-источник питания, поднимите уровень выходного напряжения. Преобразователь DC / DC будет пытаться работать в режиме низкого входного напряжения и получать более высокий ток от источника питания. В этом примере ниже, если DC / DC начнет работать при 9 В, входной ток достигнет HLG-320H-24 через точку защиты по току. В таком состоянии источник питания прекратит повышать свое выходное напряжение и останется в режиме вывода постоянного тока. Существует вероятность стабилизации источника питания и преобразователя постоянного тока в этом ненормальном, но стабильном состоянии. Однако для HLG-320H-24 область постоянного тока составляет 12 ~ 24 В, а 9 В, очевидно, ниже этого диапазона, поэтому источник питания перейдет в режим сбоя. Вполне возможно, что после нескольких сбоев источник питания может, наконец, войти в рабочий диапазон, и лампа в конце включится нормально.

Рис. 6 Если DC / DC начнет выдавать полную мощность до 9 В, HLG-320H перейдет в режим сбоя из-за низкого выходного напряжения

Рис. 7 Рабочий диапазон HLG-320H-24 и рабочая линия преобразователя постоянного тока

Из примерно двух тематических исследований можно сказать, что проблемы запуска преобразователя постоянного тока в основном связаны с фактическим рабочим диапазоном преобразователя постоянного тока. При низком напряжении запуска источник питания может не работать в ожидаемых условиях и, таким образом, создавать различные проблемы запуска.

Решение проблемы стартапа

Если лампа имеет проблемы с запуском, как упомянуто выше, вот несколько советов:

– Выбор DC / DC преобразователя с функцией плавного пуска или отложенного запуска

Преобразователь постоянного тока в постоянный с плавным пуском постепенно увеличивает выходную мощность до нужного уровня после включения. Это помогает снизить пусковой ток преобразователя постоянного тока и предотвратить сбой при запуске из-за источника питания предыдущего уровня. Задержка запуска не снизит пусковой ток, но поскольку он потребляет энергию только тогда, когда напряжение источника питания готово, это также может предотвратить сбой запуска из-за несовпадения времени настройки.

– Использование переключателя постоянного тока или функции затемнения на преобразователе постоянного тока в постоянный, если доступно

Включайте или отключайте затемнение только после того, как источник питания успешно установит правильное выходное напряжение, также может избежать проблем при запуске. Обычно время установки светодиодного источника питания составляет менее 0,5 секунды при 230 В переменного тока. Вручную отключите входное питание или отложите выход преобразователя постоянного тока на 0,5 секунды, чтобы избежать проблемы запуска.

Рис. 8 Использование DC-переключателя функции затемнения на DC / DC-преобразователе

– Увеличение номинального выходного тока блока питания CV

Когда выходной ток выше, менее вероятно возникновение проблемы с блокировкой при включении питания. Чтобы увеличить выходной ток, можно просто увеличить мощность, например, изменение HLG-320H-24 на HLG-480H-24 или изменение выходного напряжения при той же мощности, например, переходя от HLG-320H-24 (13,34 А) к HLG-320H-12 (22 А), при условии, что выбранное напряжение находится в рабочем диапазоне преобразователя постоянного тока, можно выбрать источник питания более низкого напряжения.

– Свяжитесь с MEAN WELL для индивидуального решения по питанию

Некоторые источники питания могут обеспечивать пиковую мощность, а некоторые источники питания могут быть изменены с более мягкой защитой от перегрузки по току для покрытия временных требований к току. После включения средняя мощность должна оставаться в пределах номинальной мощности источника питания.

Резюме
Проблема совместимости тесно связана с системными требованиями и условиями. При возникновении проблемы с запуском светодиодной лампы рекомендуется проверить технические характеристики светодиодных и DC / DC-преобразователей и проконсультироваться с экспертами по питанию MEAN WELL для получения дополнительных предложений. MEAN WELL имеет полный спектр светодиодных источников питания от 8 Вт до 1000 Вт. С системным энергопотреблением можно достичь 25000 Вт или выше. Независимо от того, является ли это одна светодиодная лампа или крупномасштабная светодиодная система, например, тепличные светильники, MEAN WELL найдет подходящее решение для всех.

Статья предоставлена ​​MEAN WELL; автор: Хэнк Лан / MWEU Технический отдел