LED Driver là gì? Các loại LED Driver và những câu hỏi thường gặp

LED Driver là gì? Các loại LED Driver và những câu hỏi thường gặp

LED Driver (còn được gọi là nguồn LED, hay trình điều khiển LED) là một nguồn điện khép kín để kiểm soát dòng điện và điện áp cung cấp cho đèn LED. Với sự phát triển không ngừng của các thiết bị tiết kiệm điện, mọi người đang dần quen với việc sử dụng đèn LED là một sản phẩm với tuổi thọ cao và tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, nhiều người không biết rằng loại đèn này yêu cầu các thiết bị chuyên dụng gọi là trình LED Driver để hoạt động. LED Driver tương tự như chấn lưu cho đèn huỳnh quang hoặc máy biến áp cho bóng đèn điện áp thấp: chúng cung cấp cho đèn LED lượng điện mà nó đòi hỏi để hoạt động một cách tốt nhất.

Đèn LED cần sử dụng driver cho hai mục đích:

• Đèn LED được thiết kế để chạy trên điện áp thấp (12-24V), dòng điện một chiều. Tuy nhiên, hầu hết các nơi đều cung cấp điện áp cao hơn (120-277V), dòng điện xoay chiều. LED Driver điều chỉnh dòng điện xoay chiều điện áp cao, thành dòng điện một chiều điện áp thấp.
• LED Driver cũng bảo vệ đèn LED khỏi biến động điện áp hoặc dòng điện. Một biến động điện áp có thể gây ra sự thay đổi dòng điện đang được cung cấp cho đèn LED. Sản lượng ánh sáng đèn LED tỷ lệ với dòng điện đang được cung cấp cho đèn, và đèn LED được đánh giá hoạt động trong phạm vi dòng điện nhất định (được đo bằng ampe). Do đó, quá nhiều hoặc quá ít dòng có thể làm cho đầu ra ánh sáng thay đổi hoặc suy giảm nhanh hơn do nhiệt độ cao hơn trong chip LED.

Tóm lại, LED Driver chuyển đổi dòng điện xoay chiều điện áp cao hơn, thành dòng điện một chiều điện áp thấp. Chúng cũng giữ điện áp và dòng điện chạy qua mạch LED ở mức định mức của nó .

LED Driver bên trong và bên ngoài

Vì những lý do nói trên, mọi loại đèn LED cần có driver. Tuy nhiên, một số đèn LED, đặc biệt là các đèn LED được thiết kế để sử dụng trong gia đình, có chứa các driver tích hợp là các driver rới bên ngoài.

Bóng đèn gia dụng thường tích hợp sẵn driver bên trong vì nó giúp thay thế bóng đèn sợi đốt cũ hoặc bóng đèn CFL dễ dàng hơn. Các bóng đèn LED này bao gồm với các chân đế hoặc đế cắm chuẩn (E26 / E27 hoặc GU24 / GU10 – xem hình ảnh bên dưới) hoặc các bóng đèn chỉ định đầu vào dòng điện áp (120 volt) trên thông số của chúng.

Đèn LED thường đòi hỏi LED driver bên ngoài bao gồm đèn trang trí, downlights, và đèn LED dây, cũng như một số đèn khác như panel, và đèn chiếu sáng ngoài trời. Những bóng đèn này thường được sử dụng cho mục đích chiếu sáng thương mại, ngoài trời hoặc đường bộ.

Đôi khi, đèn LED sẽ được trang bị LED Driver riêng biệt bởi vì nó đơn giản và rẻ hơn để thay thế trình điều khiển hơn là thay thể cả bộ đèn LED. Mặt khác, biểu dữ liệu của nhà sản xuất sẽ chỉ định liệu đèn LED có yêu cầu trình điều khiển driver riêng biệt hay không, cùng với loại trình điều khiển cần thiết nếu cần.

Sửa đèn LED bằng thay thế LED Driver

Khi đèn LED đột nhiên ngừng hoạt động trước khi hết tuổi thọ, có thể đèn LED sẽ hoạt động được tiếp tục nếu thay thế driver (trình điều khiển). Trình điều khiển thường hỏng sớm do nhiệt độ hoạt động bên trong cao. Các thành phần giống như pin gọi là tụ điện thường là nguyên nhân gây hư hỏng. Tụ điện có một gel bên trong chúng dần dần bay hơi trong suốt tuổi thọ của trình điều kiển. Nhiệt độ cao làm tăng sự bay hơi của gel và rút ngắn tuổi thọ của tụ điện, làm hỏng trình điều khiển, và đèn LED của bạn sẽ ngừng hoạt động.

Nhiệt độ trong bộ điều khiển tương quan với nhiệt độ bên ngoài trên vỏ đèn. Một vòng tròn nhỏ trên nhãn của hầu hết các trình điều khiển LED, được gọi là “điểm TC”, là điểm nóng nhất trên trình điều khiển. Điểm này thường được đánh dấu bằng nhiệt độ và được sử dụng để xác định nhiệt độ vận hành tối đa của trình điều khiển. Nếu một trình điều khiển được sử dụng ở nhiệt độ quá gần với nhiệt độ giới hạn này, nó sẽ có tuổi thọ ngắn và ngược lại nếu nó được vận hành ở nhiệt độ thấp hơn. Đây là lý do tại sao các trình điều khiển có điểm TC cao hơn có tuổi thọ lâu hơn. Trình điều khiển phải được sử dụng ở nhiệt độ hoạt động dưới điểm TC (hoặc ít nhất phải chứa các tụ điện phân tuổi thọ dài) để đảm bảo tuổi thọ của bộ điều khiển vượt quá tuổi thọ của đèn LED. Khi đèn LED không chịu được một trong các điều kiện này, trình điều khiển có thể bị lỗi và phải được thay thế. Biểu đồ dưới đây tương quan tuổi thọ của một trình điều khiển LED điển hình với nhiệt độ điểm nóng của nó.

Chọn LED Driver

Có hai loại trình điều khiển LED bên ngoài chính, dòng không đổi và điện áp không đổi, cũng như loại trình điều khiển thứ ba được gọi là trình điều khiển LED AC. Mỗi loại trình điều khiển được thiết kế để vận hành đèn LED với một bộ các yêu cầu về điện khác nhau. Khi thay thế trình điều khiển, các yêu cầu đầu vào / đầu ra của trình điều khiển cũ phải được so khớp chặt chẽ nhất có thể. Các khác biệt chính được nêu chi tiết bên dưới.

LED driver dòng không đổi (constant current)

LED Driver dòng điện không đổi cung cấp dòng điện không đổi cho các đèn LED yêu cầu. Dòng điện đầu ra của driver là cố định, có đơn vị tính là ampe hoặc milliampe, và dải điện áp sẽ thay đổi tùy thuộc vào tải (công suất) của đèn LED. Hình ví dụ bên dưới, đầu ra dòng điện là 700mA, và phạm vi điện áp đầu ra là 4-13V DC (volt của dòng điện trực tiếp).

LED driver điện áp không đổi (constant voltage)

Các trình điều khiển điện áp không đổi các đèn LED điện yêu cầu điện áp đầu ra cố định với dòng đầu ra tối đa. Trong các đèn LED này, dòng điện đã được điều chỉnh, hoặc bằng các điện trở đơn giản hoặc một bộ điều khiển dòng không đổi bên trong, trong mô đun LED. Những đèn LED này yêu cầu một điện áp ổn định, thường là 12V DC hoặc 24V DC. Trong hình ví dụ bên dưới, điện áp đầu ra là 24V DC và dòng điện đầu ra tối đa là 1,04A.

Trình điều khiển LED AC

Trình điều khiển LED AC thực sự là máy biến áp tải không tối thiểu, có nghĩa là chúng có thể hoạt động về mặt kỹ thuật với các bóng đèn halogen hoặc bóng đèn điện áp thấp. Tuy nhiên, đèn LED không thể hoạt động với các máy biến áp thông thường vì các máy biến áp thông thường không được làm ra để phát hiện công suất đèn LED thấp. Trình điều khiển LED AC thường được sử dụng với bóng đèn đã có trình điều khiển bên trong chuyển đổi dòng điện từ AC sang DC, do đó công việc của trình điều khiển LED AC là đăng ký công suất đèn LED thấp và giảm điện áp để đáp ứng yêu cầu điện áp của bóng đèn. 12 hoặc 24 vôn. Trình điều khiển LED AC thường được sử dụng để cấp nguồn cho bóng đèn LED MR16 đầu vào AC 12-24V, nhưng chúng có thể được sử dụng cho bất kỳ bóng đèn LED đầu vào AC 12- 24V nào. Biểu dữ liệu bóng đèn LED phải được kiểm tra cẩn thận; nếu bóng đèn LED yêu cầu đầu vào điện áp DC, nó không thể được sử dụng với một trình điều khiển LED AC.

Các yếu tố khác cần được xem xét

Công suất tối đa

Theo NEC (National Electrical Code), trình điều khiển LED nên được ghép nối với đèn LED sử dụng ít hơn 20% so với công suất định mức tối đa (ngoại trừ các trình điều khiển LED AC). Không nên kết nối các trình điều khiển với đèn LED bằng hoặc vượt quá công suất tối đa của trình điều khiển để tránh quá áp lực cho các thành phần của trình điều khiển. Ví dụ, nếu bạn có một trình điều khiển có thể hoạt động tối đa 96 watt, nó chỉ nên vận hành đèn LED sử dụng tối đa 77 watt (96 x 0.8 = 76.8).

Dimming

Cả đèn LED và trình điều khiển điện áp liên tục và dòng điện áp không đổi đều có thể có tính năng dim (làm mờ), nếu có hỗ trợ chúng sẽ được ghi vào thông số của sản phẩm. Nếu các thông số kỹ thuật không đề cập đến dim, thì có thể giả định rằng sản phẩm không có khả năng dim. Trình điều khiển bên ngoài có thể thay đổi độ sáng theo yêu cầu nhờ vào các thiết bị điều chỉnh độ mờ bên ngoài hoặc các thiết bị điều khiển mờ khác được chỉ định được ghi trong thông số của sản phẩm (cụ thể là TRIAC, Trailing Edge hoặc dimmable 1-10v). Vì công nghệ luôn được phát triển một cách nhanh chóng, tốt nhất khi mua hạng bạn nên kiểm tra thông số đèn LED có khả năng làm mờ hay không.

Hệ số công suất

Hệ số công suất mô tả mức độ hiệu quả của trình điều khiển LED sử dụng điện. Nó được tính bằng cách chia năng lượng được sử dụng bởi trình điều khiển (công suất) chia cho sản phẩm của điện áp đầu vào lần hiện tại đi vào (volts x amps). Phạm vi cho hệ số công suất là một số thập phân từ 0 đến 1. Gần với 1 hệ số công suất, trình điều khiển càng hiệu quả. Một hệ số công suất tốt là 0,9 hoặc cao hơn.

UL Class 1 và UL Class 2

Trình điều khiển UL Class 2 tuân thủ tiêu chuẩn UL1310, nghĩa là đầu ra được coi là an toàn để tiếp xúc và không yêu cầu bảo vệ an toàn lớn ở mức con LED / đèn. Không có nguy cơ hỏa hoạn hoặc điện giật. Các trình điều khiển này hoạt động bằng cách sử dụng ít hơn 60 volt trong các ứng dụng khô, 30 volt trong các ứng dụng ẩm ướt, nhỏ hơn 5 amps và nhỏ hơn 100 watt. Tuy nhiên, những hạn chế này đặt ra những hạn chế về số lượng đèn LED mà trình điều khiển Class 2 có thể hoạt động.

Trình điều khiển UL Class 1 có dải đầu ra nằm ngoài các chỉ định UL Class 2. Trình điều khiển LED có xếp hạng UL Class 1 có đầu ra điện áp cao và bảo vệ an toàn là bắt buộc trong đèn. Trình điều khiển Class 1 có thể chứa nhiều con LED hơn, giúp nó hiệu quả hơn trình điều khiển Class 2.

Xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập (IP)

 cho chúng ta mức độ chống chịu với môi trường mà driver có thể làm được. Con số đầu tiên sẽ nói về khả năng chống chịu lại vật thể rắn và con số thứ hai nói về khả năng bảo vệ chống lại các phần tử nước. Ví dụ, theo biểu đồ dưới đây, mạch điều khiển có xếp hạng IP67 được bảo vệ chống bụi và ngâm tạm thời trong nước.

Một số câu hỏi thường gặp

Có phải driver dòng không đổi hoạt động tương tự như một điện trở?

Đúng, cả hai đều điều chỉnh dòng. Tuy nhiên, nếu bạn sử dụng một điện trở, dòng điện sẽ từ từ tiếp tục tăng theo thời gian. Trình điều khiển (driver) dòng không đổi là thích hợp hơn vì chúng phù hợp hơn, hiệu quả và linh hoạt hơn, đặc biệt là cho các đèn LED công suất cao.

Driver có thể vận hành nhiều hơn một bộ đèn LED không?

Trong một số trường hợp, một trình điều khiển bên ngoài có thể hoạt động nhiều hơn một đèn. Thông số kĩ thuật trình điều khiển luôn chỉ ra số lượng đèn có thể hoạt động.

Sự khác nhau giữa TRIAC, Trailing Edge và 1-10v Dimmers là gì?

TRIAC là dimmer thường được sử dụng và rẻ nhất. Tuy nhiên, chúng tạo ra các lượng không mong muốn của nhiễu điện từ (EMI).

Trailing Edge (Reverse Phase hoặc ELV) tạo ra lượng EMI thấp hơn nhiều, nhưng chúng đắt hơn so với bộ điều chỉnh độ sáng TRIAC. Ngoài ra, tại Hoa Kỳ, hầu hết các bộ điều chỉnh độ lệch của Trailing yêu cầu dây trung tính phải chạy đến bộ điều chỉnh độ sáng.

Bộ điều chỉnh 0-10V sử dụng dây điều khiển điện áp thấp để mờ. Điều này có nghĩa là một cặp dây bổ sung phải được kết nối với mọi trình điều khiển mô-đun mờ hoạt động.