Источники питания Philips для LED-светильников промышленного назначения

В настоящее время рынок источников питания для светодиодного (LED) освещения представлен огромным количеством зарубежных и российских производителей. Не будет преувеличением сказать, что эта ниша рынка уже испытывает насыщение. Доступны источники питания с самым различным функционалом (управляемые по всевозможным протоколам, программируемые), различных конструктивных исполнений, в широком ценовом диапазоне. Производители светодиодных светильников могут выбрать необходимый источник питания (LED-драйвер) для решения практически любой поставленной задачи.

В такой ситуации на первое место выходят компании, продукция которых имеет индивидуальные особенности. К ним в основном относятся технические (функциональная насыщенность), экономические, качественные (надежность, срок гарантии) характеристики и доверие потребителя к тому или иному производителю.

В спектре источников питания, имеющихся на рынке LED-освещения, выделяется продукция компании Philips, выпускающей широкую линейку LED-драйверов под общим наименованием Xitanium.

Компания Philips – производитель качественных устройств самого широкого спектра применения – давно завоевала доверие потребителей. Однако интерес к LED-драйверам Xitanium основан не только на этом: они обладают широкими функциональными особенностями. В линейке продукции имеются драйверы, программируемые по беспроводному интерфейсу и не требующие в момент программирования подключения к электросети. Имеется также функция встроенной диагностики, позволяющая получить данные о режиме работы источника питания в виде лог-файла, который пишется в его энергонезависимую память. В числе этих данных – время работы, количество включений, напряжение электросети, температура и так далее.

О надежности источников питания Xitanium можно косвенно судить по пятилетней гарантии на продукцию, предоставляемой производителем.

Светильники для наружного и промышленного освещения подключаются непосредственно к воздушным линиям электропередач и/или работают в электросети одновременно с различным производственным оборудованием, создающим высокий уровень помех. Уровень помех в воздушных линиях может достигать до 4 кВ и даже выше (4 и 5 классы по ГОСТ IEC 61000-4-5-2017). Поэтому для подобных светильников, – а соответственно и для LED-драйверов, – важной является устойчивость к помехам такого рода. Все LED-драйверы Philips обладают встроенной защитой от высокоэнергетических импульсов. Уровень защиты составляет 4…10 кВ, в зависимости от семейства.

Модельный ряд источников питания Xitanium для промышленного применения делится на две большие группы:

источники питания со степенью защиты от внешних воздействующих факторов на уровне IP67 и температурным диапазоном от -40°С. Данные LED-драйверы предназначены для открытого наружного применения (рисунок 1);
источники питания со степенью защиты от внешних воздействующих факторов не выше IP20 и температурным диапазоном от -40°С. Данные LED-драйверы предназначены для внутреннего применения или использования в составе наружного светильника, который обеспечит необходимую степень защиты собственным корпусом (рисунок 2).

Рис. 1. LED-драйверы Xitanium со степенью защиты IP67

Рис. 2. LED-драйверы Xitanium со степенью защиты IP20

В обеих группах можно выделить по три семейства, которые характеризуются схожими функциональными возможностями.
Xitanium Single Current

К данному семейству относятся драйверы с фиксированным значением выходного тока без возможности его ручной подстройки, но есть версии с возможностью диммирования по протоколу 1-10 В; дополнительные функции и диагностика отсутствуют. Источники питания изготавливаются в диапазоне выходной мощности 65…250 Вт; защита от импульсов повышенной энергии – не менее 4/4 кВ. Это наиболее простая группа источников питания, так называемый эконом-вариант. В структуре обозначения (рисунок 4) специальных символов, определяющих семейство, он не имеет. Внешний вид драйверов этого семейства показан на рисунках 1а и 2а.
Xitanium Lite Prog (XiLP)

Источники питания семейства Xitanium Lite Prog (XiLP) имеют ряд встроенных функций, которые настраиваются программированием при помощи беспроводного интерфейса SimpleSet® – технологии с использованием NFC и специального ПО для ПК. Имеется возможность диммирования по протоколу 1-10 В или Dynadimmer. Источники питания имеют защиту от импульсов повышенной энергии не ниже 6/10 кВ и выпускаются в диапазоне мощности 40…220 Вт. Внешний вид драйверов этого семейства показан на рисунках 1б и 2б.

Источники питания рассматриваемого семейства XiLP обладают следующими функциональными возможностями:

Constant Light Output Lite (CLOLite) – функция, компенсирующая старение светодиодов. Светодиоды очень долговечны (до 100 тыс часов и более), и принято считать окончанием ресурса работы снижение светового потока на 30%. В процессе эксплуатации световой поток светодиодов медленно снижается. Этот факт можно изначально учесть при программировании LED-драйвера и задать начальный ток через светодиоды ниже, например, на 20%, с повышением к концу срока службы до 100%. Конечно, при этом следует учесть повышение потребляемой мощности светильника к концу срока службы.

Dynadimmer – изменение выходного тока источника питания (димминг) по расписанию; до пяти ступеней изменения тока. Функция димминга очень востребована в освещении. Особенно интересна она в наружном освещении, поскольку позволяет оптимально расходовать электроэнергию. Тем более, действующий ГОСТ Р 55706-2013 “Освещение наружное утилитарное. Классификация и нормы.” допускает снижение освещенности в ночное время (до 30% и до 50%) на улицах, площадях и придомовых территориях, в зависимости от интенсивности движения.

Реализация возможности димирования наружного освещения требует существенных затрат. В светильниках необходимо применять только диммируемые блоки питания и, как минимум, требуется проложить линию управления этими светильниками. Используя программируемые источники питания с рассматриваемой функцией, можно реализовать димминг без прокладки дополнительной линии управления и дополнительного контроллера, что значительно снизит общую стоимость системы освещения. Подобные блоки питания позволяют запрограммировать различные значения выходного тока в зависимости от начала времени его работы. Снижение или повышение выходного тока зависит не от абсолютного времени суток, а от момента включения светильника, и подстраивается в зависимости от сезонного изменения продолжительности светового дня.

Driver Temperature Limit (DTL) – функция, ограничивающая максимальную температуру драйвера, при достижении которой в источнике питания начинает срабатывать защита, снижающая выходной ток с целью исключения перегрева.

Базовая диагностика – функция, которая позволяет вести запись основных входных и выходных значений параметров LED-драйвера и температуры, а затем, если возникнет такая необходимость, считать эти данные по беспроводному интерфейсу и выяснить, был ли перегрев источника питания, не было ли превышения входного напряжения и прочее.

1-10В/0-9В – выбор кривой диммирования для LED-драйвера с возможностью внешнего управления.
Xitanium Full Prog (XiFP)

LED-драйверы семейства Xitanium Full Prog (XiFP) программируются по беспроводному интерфейсу, как и XiLP (беспроводной интерфейс SimpleSet®), но имеют ряд дополнительных функций и четыре возможных протокола диммирования: DALI, LineSwitch, AmpDim, Dynadimmer. Драйверы выпускаются в диапазоне мощности 22…330 Вт и имеют защиту от импульсов повышенной энергии 6/10 кВ. Внешний вид драйвера показан на рисунке 2в.

Кратко рассмотрим основной принцип указанных протоколов управления.

DALI (Digital Addressable Lighting Interface) представляет собой специальный адресуемый цифровой протокол для управления освещением, позволяющий устанавливать надежные, легко масштабируемые и гибкие системы освещения.

Изначально DALI был разработан для обеспечения цифрового управления балластами флуоресцентных ламп, и был призван заменить однонаправленную систему аналогового управления 0/1-10 В. В простой конфигурации каждому устройству DALI может быть назначен отдельный адрес, что позволяет осуществлять цифровое управление отдельными устройствами.

Line Switch обеспечивает возможность диммирования с помощью дополнительной линии или внешнего датчика (присутствия). Регулирование яркости до желаемого уровня может осуществляться путем подачи 230 В на вход управления DALI (Push-метод).

AmpDim (Mainsdimming) позволяет осуществить диммирование с помощью изменения амплитуды напряжения электросети. Можно запрограммировать уровень выходного тока при определенном снижении напряжения. Имеется в виду долговременное снижение именно амплитуды синусоидального напряжения сети. Этот метод также позволяет осуществить управление яркостью без прокладки дополнительной линии управления, но потребуется управлять напряжением всей линии. Девиацию напряжения следует выбирать в пределах допуска, чтобы другие потребители работали в допустимых рамках по входному напряжению.

Поясним некоторые дополнительные функции, имеющиеся в LED-драйверах семейства XiFP.
Защита электросети Mains Guard

Практически все драйверы любых производителей при понижении входного сетевого напряжения поддерживают на выходе необходимую мощность. По сути, все импульсные источники питания являются стабилизаторами мощности (при постоянной нагрузке). Это приводит к росту входного тока при понижении входного напряжения, причем рост тока может достигать 200…250% от номинального значения. В данном режиме проводка и силовые автоматические выключатели испытывают перегрузку, которая может привести к выходу из строя силовой линии (если такие перегрузки не были учтены при проектировании). Чтобы этого избежать, в драйверы встраивается защита, отключющая нагрузку, но тогда полностью гаснет свет, что вызывает большие неудобства.

Компания Philips реализовала в своих драйверах иной принцип защиты от пониженного входного напряжения – Mains Guard. Суть этой защиты состоит в том, что при понижении сетевого напряжения происходит пропорциональное снижение выходной мощности источника питания (рисунок 3).

Рис. 3. Зависимость потребляемого тока от входного напряжения

Из рисунка 3 видно, что при снижении входного напряжения с 230 В до 180 В происходит плавное небольшое увеличение входного тока – примерно на 30% выше номинального, а при дальнейшем снижении входного напряжения выходной ток (выходная мощность) начинает пропорционально снижаться вплоть до величины 20% от номинального при достижении входным напряжением величины 90 В.

Таким образом осуществляется защита линии от перегрузки при пониженном напряжении, и освещение при этом не отключается.
Полная диагностика (Diagnostic overview)

Данный вид диагностики, помимо базовой, реализованной в драйверах семейства XiLP, включает в себя расширенный список параметров, который сохраняется в памяти источника во время его эксплуатации. Причем в драйверах подгруппы XiFP считать данные можно как через программатор SimpleSet, так и по шине DALI, если таковая имеется в конкретной модели.

Полная диагностика включает в себя системную информацию и информацию, позволяющую обнаружить неисправность в полевых условиях.

Системная информация покажет время свечения, количество включений, температуру, напряжение сети.

Диагностическая информация включает в себя напряжение на LED-модуле, значение тока через нагрузку, уровень димминга, температуру LED-модуля, температуру драйвера, время работы LED-модуля, количество перенапряжений сети, количество потребленной энергии, короткое замыкание/обрыв выхода.

Функция DC-Emergency используется вместе с центральной системой аккумуляторных батарей постоянного тока. Драйвер уменьшит яркость до определенного уровня, как только на сетевом входе будет обнаружено постоянное напряжение вместо переменного. Данная функциональная возможность позволяет использовать драйвер для аварийного освещения.

Функция End Of Life Indication (EOL) используется чтобы предупредить пользователя об окончании гарантированного срока службы светодиодного модуля. По окончании гарантированного срока службы устройство будет «моргать» в течение 5 секунд при каждом включении, а затем продолжит нормальную работу. Моргание будет происходить каждый раз при запуске, когда рабочее время устройства превысит количество часов, указанное в качестве конца срока службы.

Функция Light Source Age используется для ручной установки или сброса количества часов работы светодиодного модуля. Это полезно при замене светодиодного модуля, таким образом можно сбросить параметры постоянного светового потока и индикацию окончания срока службы (EOL).

Startup Timer (плавный запуск) используется, когда нужно установить плавное нарастание тока через светодиоды при включении светильника. Это благоприятно скажется на надежности светодиодного модуля, особенно в зимний период.

Для того чтобы легче было разбираться в многообразии LED-драйверов Xitanium, на рисунке 4 приведена структура их обозначения.

Рис. 4. Структура обозначения LED-драйверов Xitanium

Какие дополнительные возможности предоставляют программируемые LED-драйверы производства компании Philips?

при использовании программируемых LED-драйверов мы уже не привязаны к конкретному значению тока и имеем степень защиты IP67;
мы можем снять зависимость светового потока светильника от биннинга светодиодов (в определенной степени);
можем оперативно изменять линейку светильников и использовать компоненты, оптимальные в настоящий момент времени;
способны обеспечить управление освещением (димминг по времени) без прокладки дополнительной линии управления;
можем производить светильники со стабильным световым потоком в течение всего срока службы;
имеем возможность получить объективные данные об условиях эксплуатации светильника/драйвера и точно знать, имелось ли нарушение условий его работы или нет;
можем сократить количество моделей источников питания на собственном складе при широкой номенклатуре выпускаемых светильников, упростить технологичность и уменьшить количество испытаний на ЭМС.

Источник:https://www.compel.ru/lib/ne/2019/3/6-istochniki-pitaniya-philips-dlya-led-svetilnikov-promyishlennogo-naznacheniya