Надёжные источники тока MOONS' с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

Надёжные источники тока MOONS’ с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

Июл 11 • Новости, Особенное, Разработка и проектирование, Статьи • 819 Просмотров •

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (7 votes, average: 4,43 out of 5)
Загрузка...

Компания MOONS’, благодаря высоким техническим характеристикам и надёжности своих приборов, является одним из самых известных производителей управляемых источников питания (PLC, DALI, DMX, ZigBee, 0-10V/PWM/Dim-to-OFF) для светодиодной техники в различных областях применения. Для многих всемирно известных светотехнических компаний, специализирующихся на светодиодном освещении, MOONS’ поставляет источники тока под их собственными брендами (OEM).

Во время очередного визита в Россию представители MOONS’ услышали от нескольких российских компаний-производителей о существующей потребности в источниках питания с нижним порогом функционирования по температуре до -60 °C. Это требование обусловлено климатическими условиями эксплуатации светильников для наружного применения (в соответствии с УХЛ1). В частности, для РЖД оно прописано в требованиях НИИАС для ригельного освещения, высокомачтового освещения, освещения для платформ и т. п.

Для решения этой задачи MOONS’ предложили простое решение на существующих серийных программируемых источниках тока постоянной мощности (серии ME и MU). Прежде чем ознакомиться с их предложением, давайте рассмотрим подробнее существующую проблематику, чтобы понять, что же инновационного сделала компания MOONS’ в этом направлении, где, казалось бы, все импульсные источники питания (ИИП или ИП далее) у разных производителей абсолютно идентичны.

Источники тока: сложившаяся практика на российском рынке

На сегодняшний день одним из лучших решений для работы до -60 °C являются трёх и пятиступенчатые источники тока на линейных драйверах без конденсаторов. Однако, из-за повышенных пульсаций, невысокого КПД и низкой надёжности ввиду отсутствия гальванической развязки, такие источники тока имеют сильную зависимость от входного напряжения и встречается только в очень бюджетных решениях невысокой мощности (в уличных светильниках до 40 Вт, либо в сфере ЖКХ для освещения лестничных пролётов).

Схема с применением ограничительного дросселя и конденсатора в ИП до сих пор с успехом применяется в светильниках с разрядными источниками света. Но при использовании светодиодов, которые являются более «нежными» источниками света, требуется существенно усложнить схемотехнику такого типа включения, чтобы не повредить СИД при отрицательных температурах в результате токовых перегрузок. Так как параметры дросселя, конденсатора и самого СИД сильно зависят от окружающей температуры, то значения выходного тока могут довольно длительное время превышать максимально допустимые для СИД, существенно уменьшая, тем самым, срок службы светодиодного модуля и светильника в целом (но скорее всего он сразу выйдет из строя прямо на испытаниях). В случае, если помимо пониженной температуры еще и входное напряжение на ИП будет выше номинального 220 В (230 В), то выходной ток на светодиоде начинает расти дополнительно, и риск выхода из строя становится еще выше. При провалах же напряжения или его существенном снижении, как это часто наблюдается на дорогах класса В (деревни, коттеджные поселки и т. п.), светильник, наоборот, может выключиться. Отсутствие защиты от перегрева в такой схеме может привести к тому, что, если жарким летним днём включить светильники для того, чтобы эксплуатационная служба проехала по объекту и убедилась в исправности светильников, то количество исправных светильников после такой проверки может резко снизиться. Такое решение, несмотря на указанные выше недостатки, а также невысокий КПД (~80%) и более высокую массу по-отношению к светильникам с ИИП, имеет при этом крайне низкую стоимость и повышенную устойчивость к внешним импульсным (микро и наносекудным) помехам. Оно хорошо зарекомендовало себя и поэтому применяется некоторыми отечественными компаниями вот уже более 5 лет в промышленном освещении на тех объектах, где нет высоких требований к пульсации света.

 

Надёжные источники тока MOONS' с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

Надёжные источники тока MOONS’ с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

 

Светильник с импульсными ИП — наиболее частое решение для уличного светильника во всём мире, и Россия — не исключение. Качественный импульсный ИП лишён недостатков, присущих светильникам с линейным драйвером или схемой на дросселе. ИИП от MOONS’ имеют всё то, что присуще качественному и надёжному ИП: расширенный диапазон входного напряжения — до 305 В, мощности 35-320 Вт, встроенную грозозащиту на 10 кВ, КПД>92%, КМ>0,98, высокую степень защиты IP67, изоляцию вход-выход 3,75 кВ, соответствие ЭМС/ЭМИ, 5 лет гарантии и международные сертификаты. Также есть вариант ИИП со 2-м классом защиты и сертификатом ENEC — практически обязательное требование для ИП светильников, применяемых в Европе.

Ещё одним существенным преимуществом MOONS’ перед конкурентами является встроенный в ИИП производительный микроконтроллер, который позволяет запрограммировать множество параметров источника питания и режимов работы, например, разные варианты диммирования — ШИМ, 0-10, годовое диммирование, функция поддержания постоянства светового потока Constant Light Out. И наконец, самое важное преимущество — в определённом диапазоне выходных токов полная выходная мощность ИИП не изменяется, и все электрические характеристики остаются высокими. В сегменте до 50 Вт решения на таких ИИП, на первый взгляд, кажутся дороже, чем на линейном регуляторе или дросселе, но из-за высокого КПД мощность светильника будет меньше и стоимость его использования в итоге будет сравнима со светильником с более дешёвым ИП. А если учесть «гуляние» входного напряжения питающей сети и её надёжность, то решение с ИИП будет вне конкуренции. В сегменте 50-150 Вт импульсные источники питания от MOONS’ дороже на 15-20% ультрабюджетников, но зато в сегменте выше 150 Вт ИИП MOONS’ стоимость сопоставима, а характеристики существенно лучше.

Всегда ли производители честны?

На сегодняшний день можно встретить много светильников, в паспорте на который указывают температуру эксплуатации от -60 °C, на основании проведённых измерений в климатической камере (это в лучшем случае).

Некоторые компании указывают такой низкий температурный порог, проведя испытания на «тёплом старте»: светильник включается при окружающей температуре в 25 °C и выдерживается до полного теплового равновесия порядка двух часов. После этого его охлаждают до -60 °C и ещё раз выдерживают 3 часа. Разумеется, при таком испытании только самый некачественный ИП и светильник могут перестать работать. Такая методика допустима и связана с тем, что в районах с такими экстремально низкими температурами светильники вообще не выключаются длительное время, что и позволяет делать соответствующую запись в паспорте на светильник, без указания методики испытаний.

Рассмотрим самый сложный случай — «честное и гарантированное» включение при -60 °C, которого и добивается заказчик от производителя светильников. Речь пойдет о так называемом «холодном старте»: cветильник в выключенном состоянии помещается в климатическую камеру и выдерживается при температуре -60 °C в течение трёх часов. После этого светильник включают, и он должен включиться и функционировать без сбоев (соответствие классу А). Мигание светильника (перезапуск) или его невключение не допускаются и считается, что светильник не прошёл испытания.

 

 

Учитывая, что все основные компоненты, применяемые в ИИП, имеют рабочий диапазон до -40 °C, то при включении ИИП пытается мгновенно выйти в рабочий режим, и, если повезло и источник питания запустился и светильник заработал, то делается заключение о его соответствии заявленному диапазону. Стоит обратить внимание, что все светодиоды общего применения (сверхнадёжные керамические в корпусах 3535 в том числе) имеют рабочий диапазон до -40 °C и как влияет на срок службы импульсный ток, значительно превышающий номинальный в момент включения, когда «неразогретые» конденсаторы при -60 °C будут иметь практически нулевую ёмкость, можно только догадываться. Сколько времени потом проработает такой светодиод, не известно. При -60°C напряжение на СИД будет существенно выше, чем напряжение на СИД при +25°C и, соответственно, мощность светодиодов при -60°C будет превышать номинальную выходную мощность. Поэтому даже 30% запас по выходной мощности ИП не гарантирует включения при -60°C, а КПД и КМ светильника при этом существенно ухудшаются.

 

Надёжные источники тока MOONS' с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

Надёжные источники тока MOONS’ с нижним значением рабочей температуры -60 °C для уличных светильников, прожекторов и взрывозащищённого оборудования

 

В итоге обозначились 2 основные проблемы при эксплуатации светильника на минус 60°C: это негарантированность включения и высокий выходной ток при включении ИИП, уменьшающий срок службы СИД или даже приводящий к его мгновенному отказу при включении. Инновация от компании MOONS’ состоит в том, что в их источникак эти две проблемы объединены в одну и решаются за счёт того, что ИИП имеют функцию «плавное включение» (Soft Start). Эта функция работает следующим образом — Вы самостоятельно, с помощью прилагаемого бесплатного ПО от компании MOONS’, устанавливаете значение выходного тока драйвера в момент включения, например, на уровне 10% от номинального и плавное, линейное его увеличение до 100%, например, в течение 40 секунд. Такой запуск на низкой мощности позволяет снизить влияние параметров основных узлов схемы на её включение и прогреться компонентам ИИП, а также исключить вероятность повреждения импульсным током включаемых «на холодную» светодиодов. Также эта функция исключит возможность ослепления водителей в момент включения освещения в вечернее время и возникновения аварийной ситуации.

Программирумый драйвер ME150H105AQ_CP из линейки MOONS’ — один из примеров такого гибкого функционала.

 

Сапрыкин А. / Явтушенко И.

 

Похожие Записи

Комментарии закрыты.

« »

(function (d, w, c) { (w[c] = w[c] || []).push(function() { try { w.yaCounter33329553 = new Ya.Metrika({ id:33329553, clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); } catch(e) { } }); var n = d.getElementsByTagName("script")[0], s = d.createElement("script"), f = function () { n.parentNode.insertBefore(s, n); }; s.type = "text/javascript"; s.async = true; s.src = "https://mc.yandex.ru/metrika/watch.js"; if (w.opera == "[object Opera]") { d.addEventListener("DOMContentLoaded", f, false); } else { f(); } })(document, window, "yandex_metrika_callbacks");