Introducción

Los LED pueden alimentarse con corriente continua de bajo voltaje, mientras que las redes eléctricas suelen proporcionar corriente alterna de alto voltaje. El objetivo principal del controlador de LED es cambiar esta CA de alto voltaje en una CC de bajo voltaje que pueda impulsar el LED. Es decir, el controlador LED suministra energía a estos chips LED (cargas) en la lámpara LED. Y la calidad de una luminaria LED depende de su controlador. Se pueden dividir en dos tipos principales: controladores de corriente constante (CC) y controladores de voltaje constante (CV). Para controladores de corriente constante, la corriente de salida la fija el controlador, mientras que el voltaje de salida varía según la carga del LED. Para el controlador de voltaje constante, bajo la condición de carga permitida, el voltaje de salida es constante y no cambiará con el cambio de carga. Los controladores LED de corriente constante son ideales para aplicaciones de iluminación exterior, industrial y comercial. Los controladores de voltaje constante se encuentran más comúnmente en pantallas multicolores y tiras de LED combinadas en serie-paralelo con resistencias incorporadas u otros dispositivos limitadores de corriente, etc.

Hay muchos factores a considerar al elegir el mejor controlador de LED para usted, una elección importante es elegir entre un controlador de LED de corriente constante y un controlador de LED de voltaje constante. Como todos sabemos, los controladores de LED se consideran dispositivos de corriente constante, entonces, ¿por qué los fabricantes de controladores de LED también ofrecen controladores de voltaje constante para LED? ¿Cómo distinguimos entre los dos?

Controlador LED de corriente constante o controlador LED de voltaje constante

Un controlador de LED es lo que suministra y regula la energía necesaria para mantener los LED funcionando de manera segura y constante. Tanto los controladores de corriente constante como los de voltaje constante son opciones viables para alimentar fuentes de luz LED, la diferencia radica en la forma en que proporcionan energía. Conocer la diferencia entre los dos tipos puede:

• Consigue que los LED estén correctamente alimentados
• Evite daños graves a la inversión en LED

¿Qué es un controlador LED de corriente constante?

Un controlador LED de corriente constante proporciona una corriente de salida fija (mA), mientras que el voltaje de salida está dentro de un cierto rango. Los LED clasificados para operar con controladores de corriente constante requieren un suministro de corriente específico, generalmente medido en miliamperios (mA) o amperios (A). Estos controladores varían el voltaje a lo largo del circuito electrónico, manteniendo constante la corriente en todo el sistema LED. La fuente de alimentación conmutada en el tipo de corriente constante en realidad se basa en la fuente de voltaje constante, y la resistencia de muestreo se agrega internamente al circuito de salida. El circuito asegura que la caída de voltaje en la resistencia de muestreo permanezca sin cambios para lograr una salida de corriente constante. Una clasificación de corriente más alta hace que el LED sea más brillante, pero sin regulación, el LED consumirá más corriente que la corriente nominal. Fuga térmica se refiere a una corriente excesiva que supera la corriente de activación máxima del LED, lo que conducirá a una reducción significativa en la vida útil del LED y al desgaste prematuro debido a la temperatura elevada. El LED es un elemento no lineal con coeficiente de temperatura negativo. El llamado “coeficiente de temperatura negativo” significa que la resistencia interna del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura. Y la “no linealidad” hará que la resistencia interna disminuya en una progresión geométrica. Si no se maneja correctamente, provocará fácilmente el envejecimiento prematuro de los LED o incluso averías y agotamiento. Un controlador de corriente constante es la mejor manera de controlar los LED de alta potencia porque mantiene un brillo constante en todos los LED en serie.

¿Qué es un controlador LED de voltaje constante?

Los controladores de voltaje constante están diseñados para un solo voltaje de salida de CC. Un controlador LED de voltaje constante es la fuente de alimentación con las fuentes de alimentación más comunes en 12 VCC o 24 VCC. Los LED son dispositivos de corriente (dispositivos de corriente constante con una caída de tensión directa) y no pueden ser alimentados directamente por una fuente de tensión constante. Cuando se utiliza una fuente de voltaje para el suministro de energía, la fuente de voltaje debe cambiarse a una fuente de corriente por adelantado. El método actual comúnmente utilizado es agregar una resistencia limitadora de corriente al módulo de chips LED. El efecto limitador de corriente depende de la relación entre el voltaje dividido por la resistencia limitadora de corriente en la fuente de voltaje. Cuanto mayor sea la relación, mejor será el efecto de corriente constante y más estable la corriente del LED, pero cuanto mayor sea la potencia desperdiciada por la resistencia limitadora de corriente, la potencia consumida por las lámparas LED aumentará significativamente. Para estos dispositivos LED con limitador de corriente o regulador de voltaje incorporado, el voltaje es fijo, mientras que la corriente proporcionada por el controlador de voltaje constante puede variar. Por ejemplo, en diferentes modos de trabajo de cámaras para ciudades inteligentes, la corriente de trabajo es diferente, pero el voltaje es siempre el mismo.

Ventajas de usar un controlador LED de corriente constante

Cuando construya sus propios accesorios o use nuestros LED de alta potencia, lo mejor para usted es usar un controlador de corriente constante porque:

• Para evitar la fuga térmica, lo que hace que la corriente de salida máxima del controlador LED no exceda la corriente nominal de los LED.
• Para el diseñador, son más fáciles de diseñar el diseño del módulo LED y ayudan a crear luces con un brillo más consistente.
• Por sus características, es más adecuado como fuente de energía para alumbrado público, proyectores, luces del estadio, iluminación industrial, etc.

Ventajas de usar controladores LED de voltaje constante

Use controladores de LED de voltaje constante solo cuando use LED o arreglos de un voltaje específico porque:

• La tecnología de presión constante es más familiar para los ingenieros de diseño e instalación.
• El costo de estos sistemas puede ser menor, especialmente en aplicaciones a gran escala.
• Por sus características, es más adecuado para estas aplicaciones incluir tiras de luz simples o arquitecturas distribuidas más sofisticadas donde la corriente se regula aguas abajo en los LED. Como lámparas de interior, equipos de potencia variable, como cámaras para iluminación inteligente.

Funciones de atenuación a tener en cuenta al seleccionar el controlador LED

Atenuación de 0-10 V del controlador LED

¿Qué es la atenuación de 0-10 V? La atenuación de 0-10 V es un protocolo de control de iluminación ampliamente utilizado y el primer sistema de señal de control de iluminación electrónico. Cuando su fuente de alimentación admite control de iluminación de atenuación de 0-10 V, después de que la fuente de alimentación recibe un voltaje de corriente continua (CC) entre 0 y 10 voltios, el controlador LED puede proporcionar diferentes corrientes de salida para impulsar chips LED que finalmente obtienen diferentes intensidades de luz para las lámparas La atenuación de 0-10 V es el sistema de control de iluminación más simple, que proporciona un funcionamiento suave y una atenuación al 10 % o incluso al 1 % de brillo. Y también puede apagar la luz LED cuando sea necesario.

Atenuación Dali del controlador LED

DALI es un acrónimo de “Interfaz de iluminación direccionable digital”. Es un protocolo de comunicación digital para la gestión de redes de control de iluminación en ingeniería de automatización de edificios. DALI es un estándar de marca comercial utilizado en todo el mundo. Facilita la interfaz de dispositivos LED de diferentes fabricantes. El equipo puede incluir balastos atenuables, módulos de receptor y relé, fuentes de alimentación, atenuadores/controladores y más. El sistema DALI permite que el sistema de control se comunique bidireccionalmente con cada controlador LED y balasto LED/grupo de dispositivos, es decir, puede controlar las lámparas y al mismo tiempo obtener información sobre el estado de funcionamiento de las lámparas. El control de 0-10 V es diferente, solo permite que el controlador LED (controlador) controle la lámpara en una dirección. Además, el protocolo DALI proporcionó el canal de comunicación que necesitaban para controlar la iluminación arquitectónica, que también es extensible. Esto podría usarse tanto para instalaciones simples como complejas.

D4i se refiere al controlador LED

D4i es una extensión del programa de certificación DALI-2. El controlador LED D4i tiene un conjunto adicional de salidas de energía que están asociadas con el control inteligente y el monitoreo de datos. D4i es una interfaz estandarizada entre controladores LED y nodos o sensores IoT. Los controladores D4i facilitan el cambio de sensores en diferentes nodos o accesorios de IoT. Los controladores LED certificados por D4i u otros dispositivos deben implementar el estándar DALI, que rige las siguientes áreas de operación:

• DALI Parte 250 – fuente de alimentación de bus integrada
• DALI Parte 251 – información de las luminarias utilizadas para la gestión de activos de iluminación
• DALI Parte 252 – informes de energía
• DALI Parte 253 – datos de diagnóstico utilizados en el servicio de equipos de iluminación y para el mantenimiento predictivo
• DALI Parte 150 – un estándar adicional y opcional para la provisión de una fuente de alimentación auxiliar de 24 V para control inteligente
• DALI Parte 351 – una nueva especificación para los dispositivos de control que se utilizan dentro o sobre una luminaria o que están conectados a ella

Para habilitar estas funciones, el estándar D4i también establece protocolos estándar para el intercambio de datos entre componentes de luminarias o entre luminarias y controladores externos. Debido a que la tecnología D4i es un estándar de la industria, se garantiza que cada componente certificado por D4i interopere con otros componentes certificados por D4i.

Otras funciones a tener en cuenta al seleccionar el controlador LED

Temporizador

La atenuación del temporizador es una función de atenuación común para la iluminación vial, que puede cambiar la salida de las luces LED de la calle por la noche. La idea detrás de la estrategia de control de tiempo es que desde tarde en la noche hasta temprano en la mañana, el tráfico es bajo, por lo que es posible reducir los niveles de lux. Al atenuar la luz de la calle, podemos ahorrar energía valiosa y obtener luces uniformes y razonables en toda la calle.

Basado en el tiempo, el controlador LED tradicional tiene un programa preestablecido. Por ejemplo, configuramos el controlador LED de la siguiente manera, 100 % durante 3 horas, 30 % durante 7 horas y luego de vuelta al 70 % durante 3 horas. Las luces se encienden a las 18:00 y se apagan a las 6:00, el brillo es del 100 % de 18:00 a 21:00 y el brillo es del 30 % de 21:00 a 4:00. Y será con un 70% de salida en horario de 4:00 a 7:00. El resultado de la iluminación será similar a la imagen de abajo.

Medianoche virtual o basada en astros: debido a los diferentes tiempos de encendido de las lámparas y las linternas en las distintas estaciones, si se sigue adoptando la solución basada en el tiempo, no se cumplen las necesidades reales de iluminación. A través de la solución Astro o medianoche virtual, la fuente de alimentación establecerá razonablemente la curva de atenuación del tiempo de acuerdo con la hora del amanecer (luz) y la puesta del sol (encendido de la luz) para adaptarse mejor a los requisitos de iluminación de las diferentes estaciones.

OLC

La salida de luz de un módulo LED disminuye lentamente a lo largo de su vida útil, lo que significa que el brillo máximo del LED cuando se instala de nuevo es mayor que el brillo después de que la luminaria haya funcionado durante 10k o 100k horas. Si bien la corriente de entrada permanece constante, la salida de lúmenes de un módulo LED se deteriora con el tiempo, lo que da como resultado una reducción en la cantidad de luz con el mismo vataje. Las razones principales de este fenómeno son la atenuación de la luz de los chips LED, la contaminación de la lente y la reducción de la eficiencia de la fuente de alimentación. CLO (Salida constante de lúmenes) supera esta limitación. La fuente de alimentación puede impulsar los chips con una corriente más baja durante el período inicial de funcionamiento de la lámpara y luego aumentar lentamente la salida de corriente para compensar la reducción en la salida de lúmenes. Con la solución CLO, no solo se garantiza una iluminación estable, sino que también se ahorra energía y, finalmente, se aumenta la vida útil de los LED.

Para lograr una salida de luz constante del módulo, el controlador LED almacena las horas de funcionamiento del módulo LED, enciende los LED por debajo de la salida de lúmenes nominal máxima y luego aumenta la corriente de salida con el tiempo para contrarrestar la disminución en la salida de lúmenes. A través de la curva de la figura a continuación, puede comprender la función CLO y sus beneficios de manera más intuitiva.

NTC

La disipación de calor siempre ha sido uno de los cuellos de botella técnicos en la industria LED. En la actualidad, utilizaremos un disipador de calor de aluminio (varias nervaduras) para disipar el calor y garantizar que los chips LED no se sobrecalienten. Si el LED funciona de manera anormal o la temperatura ambiente aumenta repentinamente y las lámparas LED no disipan el calor a tiempo, esto hará que la fuente de luz LED se atenúe debido al sobrecalentamiento y afectará la vida útil de las lámparas. Los termistores NTC son elementos termistores cuyo valor de resistencia disminuye rápidamente a medida que aumenta la temperatura. Debido a esta característica, se utilizan como dispositivos de protección de temperatura para proteger el circuito del sobrecalentamiento, así como sensores de temperatura. Cuando la temperatura es demasiado alta, la fuente de alimentación puede detectar que la resistencia es muy pequeña y luego dar una señal de atenuación de 0-10 V para reducir automáticamente la corriente de salida que enfría la lámpara LED. Cuando la temperatura sube al valor límite establecido, la fuente de alimentación del LED se apaga automáticamente. Cuando baja la temperatura, la luz se enciende de nuevo. El siguiente es un diagrama esquemático de la farola con NTC.

Solución de iluminación ZGSM con diferentes controladores LED

Desde su establecimiento en 2005, ZGSM ha estado utilizando controladores LED de alta calidad para la producción de lámparas. La mayoría de las lámparas LED de ZGSM utilizan un controlador LED de corriente constante y tenemos una buena cooperación con los proveedores de controladores LED. Al mismo tiempo, ZGSM también está comprometido con el desarrollo de lámparas LED que pueden lograr diferentes funciones de atenuación. A continuación, enumeramos los controladores LED que utilizamos y las soluciones para farolas LED con diferentes funciones de atenuación.

Resumen

Este artículo presenta principalmente la clasificación de los controladores LED (controladores LED de corriente constante frente a controladores LED de voltaje constante), incluidas las definiciones de los dos tipos de controladores, sus aplicaciones, ventajas y desventajas, etc. Al mismo tiempo, también presentamos el Función de atenuación común de la fuente de alimentación LED, principalmente porque esta es una tendencia de iluminación. Finalmente, también presentamos las funciones de Timer, OLC y NTC, así como las soluciones correspondientes de ZGSM. Espero que todos tengan una comprensión más profunda de las fuentes de alimentación LED, para que puedan aplicarse a futuros diseños o proyectos. Póngase en contacto con nosotros para más detalles.

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