Ako na ovládače a stmievače

Stmievanie LED zdrojov

Stmievanie svetiel alebo tiež regulácia intenzity osvetlenia v domácnosti je čoraz populárnejšie. Poskytuje možnosť tvorby svetelných nálad, ale zároveň prináša aj ďalšiu úsporu elektriny. Tým, že stmievanie a samotná svetelná technika majú svoju dlhú históriu a vývoj, je na trhu viac stmievacích systémov, čím sa problematika stmievania stáva pomerne komplikovanou a pre konštruktérov LED žiaroviek je stmievanie veľkou výzvou.

Stmievače pre 12V-24V žiarovky a LED pásy

Princíp a technológia stmievania 12/24V DC

V súčasnosti výrobcami najpoužívanejším spôsobom pri stmievaní/regulácii LED technológií napájaných jednosmerným napätím je použitie princípu pulzne - šírkovej modulácie - PWM ( Pulse-width modulation ).

Tento spôsob regulácie sa vyznačuje veľmi vysokou účinnosťou, keďže spínací prvok ( polovodič ) je ovládaný signálom s vysokou frekvenciou ( rádovo kHz ) a premenlivou šírkou budiaceho impulzu. V jednoduchosti povedané, čím širší budiaci impulz, tým vyšší je prenesený výkon z napájacieho zdroja na výstup stmievača. Na obrázku nižšie je porovnanie minimálneho (vľavo) a maximálneho (vpravo) výkonu.

Výhody a nevýhody

Medzi hlavné prednosti stmievačov pracujúcich na princípe PWM je vysoká účinnosť a nízke tepelné straty integrovaných spínacích prvkov, čo umožnilo ich miniaturizáciu a zároveň schopnosť znášať vysoké výkonové zaťaženie.

Naopak nevýhodou určitých typov takýchto stmievačov je vysielanie krátkovlnného elektromagnetického rušenia, ktoré sa môže negatívne prejavovať v blízkosti rozhlasových prijímačov. Taktiež je nutné spomenúť, že stmievaný prvok ( napr. LED pás ) v podstate bliká na frekvencii niekoľko kHz ( záleží od typu stmievača ) , ktorá nie je síce vďaka zotrvačnosti ľudského oka priamo viditeľná, avšak v takto osvetlenom priestore môže spôsobovať rušivé vplyvy napr. pri fotografovaní alebo vytváraní videozáznamu.

Použitie s LED pásmi

LED stmievače určené pre zapojenie do obvodu 12/24V umožňujú plynulú reguláciu napájania pripojenej záťaže ( v tomto prípade LED pás alebo LED žiarovka ), ktorá je výrobcom prednastavená na niekoľko úrovní ( typicky 256 ).

Veľká väčšina LED pásov určených pre napájanie 12/24V má však samotné LED čipy obvodovo zapojené do série, pričom pomocou obmedzovacích rezistorov je prispôsobený pretekajúci prúd pre konkrétne napájacie napätie. Vzhľadom na tento fakt nie je pri stmievaní takýchto pásov využitý celý rozsah regulácie a preto môže nastať dojem užšieho rozsahu samotného stmievača.

Použitie s LED žiarovkami na 12V

LED žiarovky G4 a MR16 určené pre zapojenie v 12V inštaláciách umožňujú použitie LED stmievačov pracujúcich na princípe PWM. V týchto prípadoch však veľmi záleží na type danej LED žiarovky a zapojení vnútornej elektroniky, ktorá napája samotné LED čipy.

Pri jednoduchých LED žiarovkách G4 vo verzii s SMD čipmi často býva obvodové zapojenie identické ako pri LED pásoch. Iný prípad nastáva pri výkonnejších viac čipových SMD LED žiarovkách a taktiež pri typoch s čipom COB/MCOB . Obvodové zapojenie samotných čipov do série je síce identické ako pri LED pásoch, avšak napájanie je riešené elektronickým meničom s konštantným výstupom prúdu.

Typické zapojenie vnútornej elektroniky v žiarovkách MR16/GU5.3

Keďže v prípade stmievania LED žiarovky s takouto elektronikou v podstate kombinujeme 2 elektronické obvody pracujúce na princípe PWM, vzniká predpoklad, že nie všetky typy meničov v takýchto LED žiarovkách budú umožňovať korektnú reguláciu. Záleží to predovšetkým na počte a napájacom napätí daných čipov a type použitého budiča/driver v napájacej elektronike.

Najrozšírenejším meničom v LED žiarovkách na 12V je však obvod obsahujúci DRIVER s presne definovanou budiacou frekvenciou PWM, výstupným prúdom 350mA a výkonom 3W, ktorý dokáže fungovať a rozsvietiť LED žiarovku už pri napájaní 8V DC.

Pracovná frekvencia takéhoto meniča sa zvyčajne pohybuje na úrovni 300kHz , ktorá je rádovo oveľa vyššia než pracovná frekvencia LED stmievačov, z čoho vyplýva 100% kompatibilita a korektné stmievanie v celom rozsahu.

Pri použití stmievača a LED žiarovky s podobnou pracovnou frekvenciou PWM , prípadne špecifickým budičom / driverom v LED žiarovke, sa môžu prejaviť tzv. „medzery“ v napájaní , čo je sprevádzané nekorektnou alebo žiadnou reguláciou jasu prípadne blikaním pripojenej LED žiarovky v celom rozsahu stmievania.

Ďaľšie články ...