A LED-alapú világítási megoldások növekvő száma megfelelő elektromos telepítést igényel, a LED-es termékek világítási megoldásai már valóságot jelentenek, és a telepítések száma gyorsan növekszik. Ez a tendencia azonban az elektromos berendezések új műszaki megoldása iránti igényt is magával hozza.
- A legtöbb LED alacsony feszültségű, és állandó feszültségre vagy állandó áramellátásra van szükségük.
- A tápegység és a LED közötti kábelezésnek nagy áramokat kell vezetnie alacsony feszültség mellett, ami feszültségesést és ezáltal a fényintenzitás csökkenését okozza.
- A LED tompítása a tápegység típusától függ. Állandó feszültségellátás esetén a tompítást PWM dimmerekkel (impulzusszélesség-moduláció) hajtják végre. Állandó áramellátás esetén a kimeneti áramerősséget szabályozni kell a tompításhoz, azaz állítható áramforrást.
Jelenleg a LED-es fényforrások (LED-termékek) több változatban is kaphatók, például:
- LED szalagok,
- LED foltok,
- LED lámpák,
- LED cserék.
LED szalagok
A LED-szalagokat leggyakrabban a vonalvilágítás megvalósításához használják - például karnisokban vagy konyhai világításban. A tápellátáshoz 12 vagy 24 V DC tápegységre van szükség. A leggyakrabban használt LED-szalagok teljesítménye 5 W/m és 20 W/m között mozog. A minőségi LED-szalagok aktív teljesítménye meghaladja a 120 lm/W-ot. A LED-szalagok csatlakoztatásakor különösen az áramellátás egységességét kell biztosítani, hogy a fény intenzitása ne csökkenjen a szalag hosszával. A megoldás az, hogy a LED-szalagot több helyről táplálják. Ugyanakkor fontos figyelni a kisfeszültségű tápkábel hosszára és keresztmetszetére, mert adott tápbemeneteknél a tápkábelen keresztül áramló áram feszültségesést okoz a vezetőn. Javasoljuk, hogy az áramellátást ("transzformátort") a lehető legközelebb helyezze a LED-szalaghoz (1,5 m átmérőjű kábel használata esetén 3 m-től). Hosszabb telepítéseknél, ahol a teljes energiafogyasztás már nagyobb, ajánlott több forrást több helyen ellátni (1. és 2. ábra).
ÁBRA. 1 A LED szalag tápellátásának csatlakoztatása több helyről egy forrásból (forrás: www.beloon.sk)
ÁBRA. 2 A LED szalag tápellátásának csatlakoztatása több helyről több forrásból (forrás: www.beloon.sk)
Ugyanakkor fontos, hogy tartalékot tartsunk a tápegységek tápellátásában, hogy az áramellátás ne terhelje meg a maximális névleges teljesítményt, sőt ne terhelje túl. 15-20 százalékos tartalék ajánlott a tápegység tápellátásában, vagyis ha a LED-szalagok energiafogyasztása 80 W, akkor a tápellátásnak 100 W teljesítményűnek kell lennie. A szolgáltatáshoz való hozzáférés szempontjából tápegységek cseréjére. A gipszkarton karnisok vagy az alacsonyabb mennyezetek ideálisak erre a célra. A PWM fényerő-szabályozókkal a LED-sávok tompítására szolgálnak, amelyek az impulzusszélesség-moduláció elvén működnek, amelyben az intenzitás az impulzusszélességtől függ (3. ábra).
ÁBRA. 3 LED-es tompítási elv PWM modulációval (forrás: www.beloon.sk)
A LED PWM fényerő-szabályozókat egycsatornás változatban gyártják - a csatlakozás egy kimenethez kapcsolódik, amely egy fényáramkört képez -, de vannak többcsatornás PWM LED-szabályozók is (4. ábra). A fényerő-csökkentő LED-szalagok vezérlésének egyszerűnek és intuitív módon az ügyfelek falgomb-vezérlést igényelnek. Az ilyen vezérléshez azonban további jelkábelre vagy vezeték nélküli modulra van szükség a dimmer vezérléséhez az úgynevezett PUSH GOMB módban. A fényerő-szabályozót a tápegység mögé helyezzük a tároló helyen (5. ábra).
Ügyeljen a paraméterekre
A LED PWM fényerő-szabályozóknál a következő paramétereket kell betartani:
ÁBRA. 5 A PWM LED dimmer csatlakoztatása gomb segítségével (www.beloon.sk)
Maximális feszültség
Az olcsó fényerő-szabályozók csak 12 V feszültségig vannak. Ideális esetben a LED PWM fényerő-szabályozónak 12 és 48 V közötti feszültséggel kell működnie.
ÁBRA. 6 A PWM LED dimmer csatlakoztatása rádióvevővel és rádióadóval, amelyet egy gomb vezérel (forrás: www.beloon.sk)
Legnagyobb megengedett kimeneti terhelés
A legtöbb olcsó fényerő-szabályozó esetén legfeljebb 4 A, ami 480 W 12 V DC-nél. Az ideális érték legalább 10 A, ami elegendő egy 10 m-es LED-szalaghoz. A piacon vannak még nagyobb teljesítményű LED PWM fényerő-szabályozók is, amelyek tartománya 16 és 20 A.
ÁBRA. 7 A PWM erősítő csatlakoztatása a gomb segítségével vezérelhető LED PWM dimmer teljesítményének növeléséhez (forrás: www.beloon.sk)
PWM frekvencia
A legtöbb olcsó fényerő-szabályozó esetében 50 Hz, de az ideális érték legalább 500 Hz, így a közvetett megfigyelés során a stroboszkópos hatás nem figyelhető meg.
LED foltok
A népszerű LED-termékek közé tartoznak, amelyek lehetővé teszik a spot világítás megvalósítását. A LED-foltok egy vagy több LED-es multicsipet tartalmaznak, és állandó áramforrásról kell áramellátást igényelniük (8. ábra).
ÁBRA. 8 LED-folt a legnépszerűbb LED-termékek között (forrás: Philips)
A gyakorlatban olyan áramköröket használnak, amelyekben az egyes LED-pontokat külön kis állandó áramforrás látja el (9. ábra, bal oldalon), vagy olyan áramköröket, ahol több LED-pont van sorosan csatlakoztatva állandó áramforráshoz. A kimeneti feszültségtartománynak azonban meg kell egyeznie legalább a LED-foltok összes névleges teljesítményének összegével (9. ábra, jobbra).
ÁBRA. 9 Állandó áramforrású LED-foltok tápellátásának csatlakoztatása (balra), soros LED-foltok tápellátásának csatlakoztatása állandó áramforrással (jobbra) (forrás: www.beloon.sk)
A LED-fényforrások állandó áramellátáshoz történő csatlakoztatásakor le kell választani a 230 V-os váltakozó áramú tápfeszültséget, mert az állandó áramforrás maximális feszültséggel rendelkezik a terhelés lekapcsolásakor, ami károsíthatja a LED-forrást.
A LED-foltok tompítása megvalósul:
- állítható tápegységek használata; a szabályozott áramforrásokkal való kapcsolat többféle módon lehetővé teszi a LED-foltok tompítását:
- fázis dimmer a 230 V AC oldalon,
- 1-10 V jel a master rendszerről vagy a fali vezérlőről,
- PWM jel a PWM dimmerről,
- állítható DC/DC konverterek segítségével.
Az állandó áramú LED-források példái az 1. ábrán láthatók. 10–12.
A tompítható tápegység csatlakoztatásának példái az 1. ábrán láthatók. 13. és 14.
ÁBRA. 13 Fázis dimmerrel vezérelt tompítható állandó áramú tápegység csatlakoztatása (forrás: www.beloon.sk)
ÁBRA. 14 1-10 V-os jel vagy PWM-jel által vezérelt szabályozható állandó áramú tápegység csatlakoztatása (forrás: www.beloon.sk)
A PWM jel által vezérelt állandó áramú DC/DC átalakítók csatlakozását a 3. ábra mutatja. 15.
ÁBRA. 15 PWM jel által vezérelt, állandó áramú DC/DC átalakítók csatlakoztatása tápellátással állandó feszültségelosztással (forrás: www.beloon.sk)
LED lámpák
Sok gyártó már kínál LED-es lámpatesteket, amelyek LED-es fényforrással vannak beépítve a lámpatest kialakításába (16. ábra). Egy lámpatest vagy csomag általában tartalmazza a szükséges tápegységet.
A LED-lámpatesteket általában közvetlenül a 230 V váltakozó áramú tápegységre telepítik. Ha a lámpatestek ezt megengedik, a tompítást vagy a 230 V váltakozó áramú tápfeszültség tirk dimmerével, vagy egy további 1 - 10 V-os jel segítségével hajtják végre.
LED cserék
Nagyon népszerűek a hagyományos izzók LED-cseréi, amelyek lehetővé teszik a LED-es fényforrás használatát az eredeti lámpatestekben (17. ábra). Manapság a legtöbb szabványos aljzathoz LED-csere áll rendelkezésre, például: E27, E14, GU10, GU5.3 ... A tompítási lehetőség az adott LED-es cseremodelltől függ, de általában az olcsó LED-es cserék nem teszik lehetővé a tompítást. A Triac fényerő-szabályozókat a szabályozható LED-ek cseréjére használják.
ÁBRA. 17 Philips LED-es csere (forrás: Philips)
Ing. Robert Naništa
A szerző a Beloon márkanév alatt dolgozik az Emission, s társaságban. r. o., amely a világítástechnika és az automatizálás területén működik.