راهنمای انتخاب درایور LED برای تنظیم نور دهی

معرفی

تنظیم نوردهی لامپ های LED، مزایایی مانند ذخیره انرژی، افزایش کارایی محیط، افزایش بازده منبع نوری و یا طول­‌عمر و… دارد. عملکرد تنظیم نور، عموما با درایور LED انجام می‌شود.

لامپ‌های LED به دو گروه تقسیم می­شود

1. دیودهای LED و
2. دیودهای LED همراه با مقاومت.

گاهی لامپ‌های LED، به شکل ماژول طراحی میکنند و همراه آن یک مبدل DC-DC داخلی است. هرچند چنین ماژول پیچیده‌­ا‌‌ی در محدوده بحث این مقاله نیست. در شرایطی که لامپ LED و یا ماژول تنها از دیودهای LED ساخته­ شده باشد، روش متداول تنظیم شدت نور، تغییر دامنه جریان تغذیه لامپ LED است. بنابراین درایور LED، می­بایست طوری انتخاب کنید که این قابلیت را داشته باشد.

درایورهای خانواده HLG  شرکت Meanwell، قابلیت تنظیم جریان خروجی را دارند و میتوان با استفاده از یک دیمر خارجی با سیگنال 1-10 ولت DC و یا پالس 10 ولتی با مدولاسیون عرض پالس(PWM) ویا حتی یک مقاومت ساده کنترل می­شوند. دسته دیگر از لامپ‌های LED، دیود LED همراه با مقاومت است که  نوار LED نامیده می­شود. نوار LED، به‌­دلیل این­که ولتاژ آن نسبتا ثابت است (به­‌دلیل وجود مقاومت)، بازار مصرفی بیشتری دارد. بنابراین کاربر و نصب­‌کننده می­تواند هرولتاژ ثابت/ درایور LED، برای تغذیه نوار LED استفاده کند. در ادامه این مقاله نتایج استفاده ازدرایور جهت تنظیم نور نوار LED به همراه تنظیم دامنه جریان را شرح دادیم و برخی از رفتارهای نامطلوب متداول تنظیم مورد بررسی قرار داده‌ایم. بهترین و سریعترین راه تنظیم نور نوار LED، استفاده از درایور LED قابل تنظیم است که خروجی PWM داشته باشد.

رفتارهای رایج نامطلوب هنگام نوردهی LED

تنظیم یک منبع نوری به­‌نظر ساده می‌آید. اما در واقع ملاحظات بسیاری باید در نظر گرفته‌­شود تا عملکرد تنظیم خوب و نرمی نتیجه شود. عناوین رفتارهای نامطلوبی که ممکن است در هنگام راه اندازی و بهره برداری از لامپ های LED با آن برخوردکنید، در جدول 1 نشان داده شده است که عموم مشکلات را در برمیگیرد.

توضیح تکمیلی : سری جدید درایورMW با 0-10 ولت مشخص می­شود.

جدول1: رفتارهای نامطلوب رایج هنگام تنظیم

مشکل dead travel  مربوط به تنظیم نور نوار LED با استفاده از درایور LED با قابلیت تنظیم دامنه جریان می‌شود. این مورد در شرایطی که درایور LED به صورت فول-لود باشد( شکل 1a) به‌‌­خوبی کار می­کند. با این‌­حال کاربر احساس می­کند که درصورتی که درایور LED فقط با نوار LED تغدیه شده است، سطح نور افزایش نمی­یابد.

شکل1. دامنه جریان Mean Well که درایور LED HLG-100 را تنظیم می­کند متصل به  نوار LED در شرایط بارهای مختلف (طول):

a) بار کامل (طول) به بهترین عملکرد تنظیم منتج می­شود؛

b) هفتاد درصد بار (طول) نشان می­دهد تجربه نه چندان خوب تنظیم به­دلیل dead travel است.

c) سی درصد بار (طول) به­معنی بدترشدن نتیجه تنظیم به­علت dead travel  است.

رفع مشکل dead travel

مشکل dead travel، در مواقعی که همیشه از درایور LED، در بار کامل استفاده می‌کنید، ممکن است پیش بیاید. علاوه‌ ­براین، پرداخت هزینه برای درایور با قدرت بالا در حالی­که تنها در مقایسه با ولتاژ نامی آن بسیار کمتر است، حساسیت کمتری خواهد داشت. این به‌­دلیل این است که نوار LED در جایی که طول نمیواند دقیق تخمین زده شود، به­ طورکامل استفاده می­شود. به عنوان مثال، نور دکوراتیو که در رستوران ها و بارها استفاده می­شود. بنابراین راه ­حل استفاده ازدرایور PWM خروجی به منظور تامین نوردهی به­ جای تغییر دامنه جریان است. سطح نور خروجی با توجه به چرخه کار سیگنال تنظیم نور تکه­‌تکه می­شود. پارامترهای مهم راه­ حل ، تنظیم نور با استفاده از روش فرکانس خروجی PWM است. حداقل سطح نوردهی می­بایست کمتر از 1/0 % باشد تا رزولوشن نوردهی 8 بیتی را به‌­دست آورد که برای اکثر کاربردها مناسب است. فرکانس خروجی PWM می­‌بایست بالاترین مقدار ممکن باشد تا از موضوع چشمک زدن که در جدول 1 آمده جلوگیری شود. باتوجه به منابع، توصیه می­شود حداقل در بیش از 25/1 کیلوهرتز نگه­داشته شود تا اختلالات(حواس پرتی های) بصری را به حداقل برساند.

توضیح تکمیلی : به منظور کاهش اثرات سوسو زدن در روشنایی LED توسط براد لمان و آرنولد جی. ویلکینز 2014

نتیجه­ گیری

بهترین راه برای تنظیم نوار LED، استفاده از روش  خروجی PWM است تا از اثر dead travel را که در مقالات به عنوان یک مشکل متداول تنظیم نور به آن اشاره شده است، را حل کنید.

شرکت Mean Well سری PWM در محدوده 40~120  وات را پیشنهاد می دهد که دارای ویژگی آنالوگ سه در یک تنظیم نور ( دیجیتال یک: DALI یکی از روش هاست) و IP67 می باشد و  مناسب برای کاربردهای نوار LED است.