СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2013

Будем рассматривать внутреннее освещение помещений, где постоянно или временно присутствуют люди. Именно в этом случае считается, что чемменьше пульсации, тем лучше све ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2013 тильник. При этом не всегда ясно, о ка ких пульсациях идёт речь: напряжения на выходе источника питания, тока че рез светодиоды или светового потока, создаваемого светильником? Разговор о пульсациях следует начи нать с рассмотрения системы освеще ния. Внеё входятпитающая электричес кая сеть, осветительная установка, осве щаемый объект и человек (см. рис. 1). Корпус, рассеиватель, отражатель и линзы следует исключить из рассмот рения, поскольку они не влияют на ве личину пульсаций, создаваемых све тильником. Таким образом, установку можно представить в виде источника питания и светодиодов. Скорее всего, это будет импульсный источник пита ния с электролитическим конденсато ром на выходе, параллельно которому подключаются светодиоды. Если ис точник питания высокого качества, то можно не обращать внимания на крат ковременные сетевые помехи и коле бания напряжения – они на выход не проходят. Однако из за импульсной природы самого источника выходное напряжение U и ток I будут содержать пульсации. Их величина определяется как схемной реализацией источника, так и типом и количеством подклю чённых светодиодов. Если на выходе источника питания стоит конденсатор, то производитель может гарантировать только величи ну пульсаций выходного напряжения. Пульсации тока будут больше. На сколько – зависит от количества и ти па подключённых светодиодов. Очень грубо можно считать, что пульсациям напряжения в 4% соответствуют пуль сации тока в 8–10%. В то же время именно пульсация тока определяет пульсацию светового потока Ф осве тительной установки. Чтобы улучшить эту характеристи ку, придётся ставить на выходе источ ника питания конденсаторы большей ёмкости или повышать его рабочую частоту/усложнять схемотехнику. Это приведёт к росту стоимости источника питания, а в итоге – и всего светиль ника. Поэтому смягчение требований к источнику питания по пульсациям вы ходного напряжения до обоснованных величин позволяет использовать бо лее дешёвые компонентыи/или сокра тить их число. Рассмотрим подробнее упомянутую зависимость пульсаций тока светодио дов от пульсаций выходного напряже ния. Она определяется динамическим сопротивлением светодиода при но минальных рабочих параметрах. Один из вариантов нахождения динамичес кого сопротивления – графический, посредством дополнительных постро ений на вольт амперной характерис тике (ВАХ) светодиода (см. рис. 2). В рабочей точке на номинальном токе строится касательная к кривой и нахо дится Δ U – разница между номиналь ным напряжением и напряжением в точке пересечения касательной с осью абсцисс. Разделив Δ U на Δ I, получим динамическое сопротивление одного светодиода. Чем более полог наклон характеристики, тем больше динами ческое сопротивление. Чем круче ха рактеристика, тем оно меньше. При последовательном соединении светодиодов их сопротивления скла дываются, наклон кривой становится более пологим. Если светодиоды со единяются параллельно или использу ются многокристальные светодиоды, соединённые внутри, их сопротивле ние будет уменьшаться, и наклон ста нет более крутым. Если представить ВАХ светодиода кусочно линейной функцией, наклон рабочего участка будет определяться суммарным динамическим сопротив лением светодиодной нагрузки источ ника питания. Если на этом же графи ке отметить выходную ВАХ источника питания (зелёная кусочно линейная функция на рисунке 3), то в точке пе 220 В ИП Ф Е U I + 50 Гц Рис. 1. Обобщённая схема системы освещения 2 0 200 400 600 800 1000 Прямой ток, мА 2,25 2,5 2,75 3 Δ I Δ U 3,25 3,5 Прямое напряжение, В Rdyn = Δ U/ Δ I Рис. 2. Графический способ определения динамического сопротивления I U du1 du1 di1 di2 Рис. 3. Реакции тока светодиодов на одинаковое возмущающее воздействие по напряжению при разных нагрузках Обоснованный подход к нормативам пульсаций светодиодного освещения Илья Ошурков (Москва) Отсутствие ясности в вопросе пульсаций освещённости зачастую приводит к необоснованно завышенным требованиям и препятствует широкому внедрению полупроводниковых светильников. Встречаются различные ограничения: 5% или даже 1% пульсаций, частота выше 300 Гц и т.п. Иногда пульсации превращаются в инструмент «проталкивания» своих источников питания или светильников в конкурсных торгах. А ведь излишне жёсткие требования ведут к росту стоимости, а нужны далеко не всегда. Сложившуюся ситуацию нельзя назвать нормальной, и она требует рассмотрения. © CТА-ПРЕСС