диммируемые блоки питания что это
Диммирование освещения с Умного Дома
Коснёмся актуального вопроса диммирования светильников с системы Умный Дом, особенно светодиодных. Я постоянно сталкиваюсь с тем, что вопрос о том, какие будут светильники, и как именно они будут диммироваться, всегда оставляется на самый последний момент, что приводит к неопределённости при проектировании. Как правило, в дизайн-проекте обозначены диммируемые группы света, остаётся продумать способ диммирования и подобрать подходящие лампы.
С точки зрения возможности диммирования у нас есть четыре категории светильников:
Плохо, когда из дизайн-проекта не понять, к какой категории относится светильник. Потолочный спот может быть как светильником с драйвером, лежащим за потолком, так и лампой в цоколе GU5.3. Люстра тоже может быть и со стандартными лампами, и с собственными лампами и драйвером, спрятанным в корпусе, и с лампами накаливания. Даже светодиодные ленты могут оказаться на деле не лентами, а длинными люминесцентными светильниками. В более продуманном проекте уже указаны модели ламп и их мощности.
В интернете (специально поискал) какая-то каша информации по поводу способов диммирования, сейчас попробую максимально конкретно классифицировать способы диммирования со стороны управляющего элемента (Умного Дома, то есть).
TRIAС диммирование (симисторное)
Диммированием управляет симистор (который представляет собой два тиристора, но не забивайте этим голову), он же ключ. Включение ключа происходит по сигналу с управляющего блока, выключение в нуле. Вот такая картинка на входе и на выходе:
Это обрезание начала синусоиды, по-английски, leading edge. Это старый тип диммирования, подходит для ламп накаливания. Лампам накаливания, на самом деле, всё равно, какую часть синусоиды обрезать, начало или конец, им важно просто уменьшение подаваемой на них мощности. Все диммеры систем автоматики и настенные крутилки для управления светом, выпущенные 5-7 и более лет назад — этого типа.
Слышал теории о том, что диммеры ламп накаливания меняют амплитуду синусоиды, то есть, снижают напряжение переменного тока, но это уже ЛАТР (трансформатор), они слишком крупные для диммера, симисторные практичнее и дешевле. Такой способ в быту не используется.
Транзисторные диммеры
Более современные диммеры, они могут резать как начало синусоиды (leading edge), так и конец синусоиды (trailing edge). Иногда на них даже есть переключатель режима диммирования. Настенные крутилки для диммирования светодиодных ламп как раз транзисторные, обрезают конец синусоиды.
Вот диммер Finder с переключателем режима leading edge или trailing edge:
Управление сигналом 0-10 вольт от контроллера. Переключатель режима наверху, под надписью finder, ниже регулировка минимального уровня светодиодной лампы.
Лампы накаливания диммируются на всём диапазоне регулирования, если на лампу подать 5% мощности, она и будет на 5% светить. Светодиодная лампа имеет диапазон диммирования гораздо уже, хорошо если от 40 до 80%. Меньше минимума она будет мерцать или погаснет, выше максимума уже не будет регулироваться.
Вот диммер Fibaro, работающий по протоколу Z-Wave, он также диммирует светильники любого типа.
ШИМ диммирование
Это способ диммирования светодиодных лент и галогеновых ламп постоянного напряжения. Смысл в том, что мы то подаём постоянное напряжение, то убираем.
Подробнее о том, что такое ШИМ — в этой статье.
Если ключ открыт всё время, то лента светит на 100%. Если каждые 20 миллисекунд закрываем ключ, а потом открываем снова, то лента светит на 50%. Если 10мс ключ открыт, затем 90мс закрыт, то лента светит на 10% и видно её мерцание.
Для управления лентой мы используем ШИМ диммер, который может управляться сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Вот удобный ШИМ диммер Razumdom, он управляет четырьмя каналами диммирования, для каждого у него отдельный вход 0-10 вольт, либо можно всем управлять по ModBus. Совместим с контроллером EasyHomePLC и Beckhoff.
Надо при выборе диммера всегда в характеристиках смотреть максимально допустимый ток, который коммутирует ключ. Обычно это от 3 до 8 ампер. Если лента мощнее — то надо брать усилитель.
Собственное диммирование
Это самый удобный способ диммирования, его выполняет диммируемый драйвер светильника. Удобен он тем, что диммирование конкретного светильника обеспечивает драйвер именно для этого светильника, причём способ управления можно выбирать при выборе модификации светильника, это может быть как TRIAС, так и 0-10 вольт или даже DALI.
Протокол DALI удобен для большого количества светильников, если контроллер этот протокол поддерживает (Beckhoff поддерживает, но нужен специальный модуль DALI, один на 64 светильника). Самый лучший вариант 0-10 вольт. Нужен только модуль аналогового вывода 0-10 вольт, он есть и у Beckhoff, и у ОВЕН, и у EasyHomePLC, и у всех прочих контроллеров.
Вот светильник Arlight (у него в комплекте недиммируемый драйвер) и варианты драйверов на замену:
Что мы видим. Светильнику нужно 18-22V 1200mA или 27-42V 600mA. Под эти параметры подбираем к нему драйвер на замену комплектному недиммируемому. За 1770 рублей мы можем взять драйвер с управлением TRIAC от настенной крутилки, за те же деньги можем взять драйвер с управлением 0-10 вольт. Даже при необходимости безо всякого умного дома управлять с настенной панельки, удобнее взять с управлением 0-10 вольт, такой регулятор будет гораздо дешевле. Вдвое дороже стоит драйвер для управления по протоколу DALI.
Подбор диммера
Подбираем диммер под светильники.
Примечание 1. Для управления по ModBus надо, чтобы контроллер Умного Дома и диммер, работающий по протоколу ModBus, были совместимы. То есть, в контроллере был драйвер для работы с этим диммером. ModBus — не универсальный язык общения всей автоматики. Вот DALI — универсальный протокол, если контроллер и драйвер работают по DALI, то они работают вместе. А если они работают по ModBus — значит, они теоретически могут работать вместе, надо только написать драйвер разработчикам. Например, EasyHomePLC работает с диммерами RazumDom. И с модулями ОВЕН МУ и МВ. Но не работает с модулями WirenBoard.
Примечание 2. Важно учитывать мощность диммера. Если на диммере написано, что он диммирует 400 ватт резистивной нагрузки (как диммер Finder на картинке выше), то для ёмкостной нагрузки (это светодиодные лампы) надо учитывать 100 ватт. На диммерах RazumDom написано, что их мощность до 1000 ватт, но это опять-таки лампы накаливания, для светодиодных ламп это 250-300 ватт, не больше. Если мы говорим о диммируемых драйверах для светильников, то там проблем нет, сколько на нём написано, такой светильник можно вешать, он же для светодиодного светильника и сделан.
Примечание 3. Поясню, что драйвер, блок питания и источник питания — немного разные вещи.
Блок питания (он же адаптер) понижает напряжения и стабилизирует его. А драйвер стабилизирует ток, через него подключаются светильники и ленты, которым нужно не стабильное напряжение, а стабильный ток.
Но часто эти понятия путают и называют драйвером, адаптером или блоком питания любой модуль, который из 230 вольт делает питание для светильника или ленты.
Примечание 4. Бывает 0-10 вольт, а бывает 1-10 вольт. Это одно и то же в плане управления. Но драйвер с управлением 1-10 вольт может при отсутствии напряжения на управляющем входе посчитать, что от него отвалился кабель управления и, в зависимости от своих настроек, либо не включаться вообще, либо включаться всегда на 100%. 1 вольт — это контроль линии.
Кабели для диммируемых ламп
Если со светильником и типом диммирования определились, то надо предусмотреть правильный кабель.
Для ламп накаливания и светодиодных ламп — силовой кабель от щита. Толщина кабеля выбирается согласно мощности светильников. Универсальный вариант — это кабель 3х1.5. Но 1.5мм2 сечения соответствует больше двух киловатт мощности, так что вполне можно использовать кабель сечением не больше 0.75мм2. Количество жил может быть две или три. Три жилы — для люстр и светильников в металлическим корпусом, у которых есть контакт заземления. Две жилы — для светильников без заземления. Ещё третью жилу можно использовать как резерв на случай необходимости разделить группу света на две.
Для светильников с управлением TRIAC — также один силовой кабель от щита до драйвера.
Для светильников с управлением 0-10 вольт — силовой кабель и 2-жильный слаботочный кабель (FTP либо ES-04S, лучше всегда иметь запасные жилы и экран) от щита до драйвера.
Для светильников с управлением DALI — один силовой кабель 5х0.75 от щита до драйвера. Либо 3х0.75 и любой тонкий 2-жильный кабель для шины DALI.
Для светодиодных лент — кабель соответствующий току ленты. Вот статья про Выбор кабеля светодиодных лент (там же есть калькулятор расчёта сечения). Если блок питания находится у начала ленты, то ведём туда питания 230 вольт и управляющий кабель ES-04 или UTP. Количество жил кабеля питания 2 или 3, в зависимости от необходимости заземления корпуса светильника.
Часто хотят отнести драйвер светодиодного светильника подальше от светильника, например, в щит. Не всегда это допустимо. Скорее, почти всегда это недопустимо, расстояние должно быть не больше 2-3 метров. Блок питания светодиодной ленты можно отнести от ленты, но надо считать падение напряжения в кабеле.
Универсальный вариант, когда не знаете, какой будет светильник, и как им управлять — силовой кабель 3х0.75 (или 3х1.5) и слаботочный экранированный кабель (витая пара FTP либо сигнальный ES-04S) для управления 0-10 вольт либо DALI.
214,142 просмотров всего, 36 просмотров сегодня
Что такое диммер и зачем нужно диммирование?
Ответ
Драйвер, питающий светодиодный модуль, может быть обычным, а может быть диммируемым. Пример >> Диммер – это, по сути, просто регулятор мощности, дающий возможность плавно регулировать мощность модуля от 0 до 100%, в зависимости от обстоятельств. Обычно это делается простым ручным регулятором (в простонародье – «крутилкой»). Но нельзя превратить обычный драйвер в диммируемый, потому что схемы внутри разные, и выход на управление должен быть сделан уже на заводе-производителе.
Когда нужно диммирование:
В большинстве случаев диммер не нужен: все бытовые задачи можно решить подручными средствами.
Написать в Минифермер
Другие вопросы
Что лучше: Samsung 301b, 561с или 281b+PRO?
На какой высоте располагать Quantum Board от растения?
Рассчитать мощность Quantum Board для растения
Что такое спектр Sunlike?
Нужны ли линзы для бордов?
Почему несколько драйверов по 60 Вт лучше, чем один на 240 Вт?
Чем Samsung 301h отличается от 301b?
Что такое Quantum Board?
Какие бывают спектры Quantum Board?
Каков срок службы светодиодов?
Как защитить модуль от влаги и пыли?
Чем модульные борды из нескольких частей по 60 Вт лучше, чем единый борд на одной пластине PCB?
Как подключать провода в разъемы квантум бордов
Зачем растениям нужен ультрафиолет?
Какой драйвер для борда лучше?
Чем драйвер Mean Well круче?
Чем разные производители бордов отличаются друг от друга?
Quantum board на радиаторе или ровной пластине алюминия: что лучше?
Что такое «БИН» (Bin) светодиода и как он влияет на характеристики?
ЧАСТЬ 1
Когда мы говорим об управлении светом, первое что приходит на ум – классический выключатель, «щелчок». Да, этот трудяга служит нам верой-правдой не одно столетие. И даже сейчас нам никуда от него не деться. Но есть у него один существенный недостаток: им нельзя регулировать яркость включаемого светильника. Пришло время призвать ему на подмогу современные технологии, позволяющие в компактном корпусе стандартного выключателя, разместить устройство регулировки яркости – ДИММЕР.
В классическом варианте, когда мы говорим об управлении яркостью лампочки накаливания или люстры с такими лампочками или галогенными лампами – все что нам нужно, это заменить наш выключатель диммером. И вот, качество нашей жизни улучшилось!
А вот что происходит с током, протекающим через лампу при разном положении регулятора/яркости лампы:
ЧАСТЬ 2
В первой части мы говорили, что достаточно заменить выключатель на диммер и все. Но это справедливо только для источника света с нитью накала, подключаемой непосредственно в сеть 220В, т. к. называемая «резистивная нагрузка».
Но не все так просто, когда мы говорим о диммировании современных светодиодных ламп, светодиодных светильников или светодиодных лент. Основная сложность в диммировании светодиодов в любом их применении – то, что его нельзя напрямую включить в 220В. Вернее, можно, но ничего хорошего из этого не получится, потому, что напряжение питание светодиодов находится в пределах 3-100в, в зависимости от применения. Плюс напряжение питания должно быть выпрямленным. Поэтому, светодиоды подключают через различные понижающие устройства. И вот здесь то начинаются сложности при диммировании.
Большинство источников питания для светодиодных источников света представляют собой стабилизированный блок питания на фиксированные ток или напряжение, и рассчитаны на подключение к сети 220В. Это может внешний блок питания, например для подключения ленты, или встроенный в лампу миниатюрный блок питания.
До появления на рынке мощных полевых транзисторов, регулировка по «переднему фронту», Leading Edge, т.е. отрезанием передней части синусоиды переменного тока, была единственным способом диммирования. Но для светодиодных источников света и их диммируемых блоков питания этот способ был не очень подходящим: диаппазон регулировок был небольшим, управление нестабильное, плюс мерцание светового потока, делало это диммирование непривлекательным в глазах конечных пользователей. С появлением полевых транзисторов, способных коммутировать достаточно большую нагрузку, значительно улучшились параметры задающих диммеров, появилась возможность «отрезать» заднюю часть полуволны синусоиды, так называемый Trailing Edge. Часто такие диммеры делают с возможностью переключения фронтов регулирования. Для светодиодного освещения этот тип диммеров показал себя наиболее подходящим.
ЧАСТЬ 3
Пришло время разобраться, что же происходит на второй половине диммера-исполнительного устройства, которая подключается непосредственно к светодиодам.
Здесь нужно пояснить, что для светодиодных лент и для светодиодных светильников используются разные принципы диммирования. Для лент необходимо стабильное напряжение (стандартные значения 5, 12, 24 вольт), а для светильников необходим стабильный ток питания сборок светодиодов (стандартные значения 350, 700, 1000 мА, но часто встречаются нестандартные токи).
Ленты диммируются используя Широтно-Импульсную Модуляцию (ШИМ). Как явствует из названия, именно ширина импульса определяет яркость свечения лент.
Как видно из графика, напряжение питания при диммировании не меняется, а изменяется длительность импульсов включенного состояния и выключенного состояния. Потому, второе название такого способа диммирования – Constant Voltage (CV)
Светодиодные светильники диммируются изменением напряжения на сборке из светодиодов при постоянном токе – Constant Current (CC)
Конечно же, диммирование по фазе, TRIAC-диммирование, не является единственным способом управлять яркостью светодиодных источников света. Сегодня существует множество способов передать сигнал управления от задающего устройства к исполнительному. Это различные протоколы: 0/1-10в, DALI, DMX, KNX, радиоканал, инфракрасный (реже) и множество других. Но какой бы принцип передачи управляющего сигнала не использовался – общий принцип организации выходного сигнала остается неизменным. Для ленты – ШИМ, для светильника – токовое управление.
Диммирование в светодиодных сериях блоков питания MEAN WELL
Одной из ключевых потребностей в современных системах освещения является возможность простого и эффективного управления яркостью, или диммирование (от англ. dimming – затемнение). Наиболее известный способ управления яркостью – это применение специальных устройств – диммеров, которые устанавливаются в разрыв цепи питания системы освещения.
Вторым популярным способом управления яркостью в блоках питания MEAN WELL является использование в составе источника питания интерфейса DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Интерфейс DALI создан специально для гибкого управления группами источников освещения и позволяет создавать сценарии работы системы освещения в зависимости от времени или предпочтений пользователя путем программирования управляющего контроллера. Особенностью использования интерфейса DALI является необходимость наличия дополнительных устройств в составе системы – источник питания шины DALI, управляющий контроллер, оконечные устройства DALI (выключатели, реле, датчики и др.). Поэтому такой подход для управления яркостью возможен только при проектировании системы освещения с интерфейсом DALI целиком для получения полноценной системы управления освещением помещения, здания или объекта (Рис.3).
Третий способ диммирования – использование специального таймера Smart Timer (подключается к компьютеру по USB) (Рис.4), с помощью которого программируется включение/выключение источников освещения и уровень требуемой яркости. Интерфейсом подключения Smart Timer оснащены ряд популярных серий блоков питания для светодиодного освещения (опционально).
Диммирование источников питания фирмы MEAN WELL
Диммирование (от англ. dimming — затемнение) — это процесс управления яркостью освещения.
Управлять яркостью свечения светодиодного светильника можно несколькими способами:
1. Изменяя значение тока, протекающего через светодиоды.
2. С помощью симисторного регулятора мощности (TRIAC диммера).
3. При помощи ШИМ-модуляции выходного напряжения источника питания.
Первый способ регулировки яркости светильника применяется достаточно широко, потому что является наиболее оптимальным с точки зрения удобства применения.
Второй способ управления яркостью применяется в основном для бытовых нужд ввиду низкой стоимости, большого распространения симисторных регуляторов мощности и удобства интеграции в существующие системы освещения.
Третий способ применяется для диммирования светодиодных лент и линеек.
Для иллюстрации диммирования по первому способу рассмотрим диммируемый источник питания ELG-150-C700B:
Управление 0-10VDC (первый график): Выходной ток регулируется при помощи внешнего управляющего напряжения, которое подается на управляющие выводы DIM+ и DIM- источника питания.
Регулировочная характеристика приведена на графике. По оси ординат отложены значения выходного тока в процентах от номинального значения, а по оси абсцисс — значения управляющего напряжения.
Подача максимального управляющего напряжения 10 В обеспечивает 100% значение выходного тока.
Управление ШИМ-управляющим сигналом или внешним резистором (второй и третий графики), применяются гораздо реже, чем управление 0-10VDC.
Для иллюстрации второго способа диммирования рассмотрим применение симисторного диммера.
Ручное управление током светодиодов, и, соответственно, яркостью светодиодного светильника можно осуществить с помощью симисторного регулятора (TRIAC диммера). Удобно интегрировать светодиодные светильники общего освещения или интерьерной подсветки в существующие системы освещения с уже установленными диммерами.
Регулировка тока светодиодов происходит за счет подключения источника питания к сети на определенный промежуток времени в течение каждого полупериода сетевого напряжения.
Источники питания для светодиодов с возможностью работы от симисторного регулятора имеются в линейке продукции фирмы MEAN WELL. Это серия PCD:
Регулируемый источник питания светодиодов включается в сеть через диммер:
Форма напряжения, поступающего на вход источника, зависит от угла открытия симисторного регулятора и отличается от синусоиды в первичной сети.
Наличие переходных процессов в момент подключения источника к сети в каждый полупериод ведут к снижению общего КПД системы и ухудшению электромагнитной совместимости.
К данным проблемам добавляется разброс характеристик диммеров, который может приводить к некорректному декодированию угла отсечки и, как следствие, к нелинейному управлению яркостью и мерцаниям светильника.
Поэтому в спецификациях на источники питания серии PCD фирма MEAN WELL приводит перечень рекомендуемых диммеров.
Основным преимуществом метода ручной регулировки яркости с помощью TRIAC диммера является его простота и невысокая стоимость реализации.
Третий способ: источники питания серии с ШИМ-модулированным напряжением на выходе.
Регулируя параметры импульсной последовательности на выходе источника питания, мы можем регулировать мощность. Это обстоятельство используется для диммирования.
В качестве примера, рассмотрим источники питания серии PWM-200 фирмы MEAN WELL.
Выходное напряжение источника питания представляет собой последовательность импульсов:
Подавая на входы диммирования источника питания внешнее напряжение 0…10 В, ШИМ-сигнал от управляющего устройства или подключив переменный резистор, можно менять ширину импульсов выходного напряжения источника и тем самым регулировать яркость светодиодной нагрузки.
Управление диммированием PWM-200 можно иллюстрировать тремя графиками (для внешнего напряжения 0…10 В, ШИМ-сигнала и переменного резистора соответственно):
Источники питания PWM-200 с суффиксом DA2 можно диммировать при помощи внешней кнопки (PUSH-диммирование). Диммирование в этом случае можно производить вручную:
Диммирование, т.е. управления яркостью свечения, позволяет более экономно расходовать энергоэнергию; создавать необходимые сценарии освещенности в помещении или вне его в зависимости от условий и требований конкретного приложения. Это освещение автодорог, тоннелей, автостоянок, архитектурная, интерьерная подсветка, освещение лестниц и подъездов домов.
107023, г. Москва,
ул. Суворовская, д. 6, стр. 4, 1 этаж
Схема проезда