Jednym z ważnych elementów w działaniu diod LED są zasilacze. W przeciwieństwie do tradycyjnego oświetlenia, oświetlenie LED nie jest podłączane bezpośrednio do sieci elektrycznej, lecz za pomocą sterownika, który przekształca napięcie otrzymywane z sieci i dostosowuje je do potrzeb oprawy LED.
Dioda LED jest sama w sobie solidnym światłem. Nie ma wokół niej żarnika ani gazu, nie ma też szklanej kapsuły, która by ją obudowywała. Ten rodzaj oświetlenia działa w inny sposób, dlatego aby dobrze zrozumieć rolę zasilacza LED, warto wiedzieć jak działa dioda LED.
Musimy wiedzieć, że dioda LED jest urządzeniem półprzewodnikowym, które emituje światło w spektrum widzialnym, gdy otrzyma napięcie pomiędzy swoimi dwoma końcami. Jeśli przyłożymy dodatnie napięcie pomiędzy dwa końce, polaryzuje się ono dodatnio i wtedy właśnie emitowane jest światło. Ale jak zasilana jest dioda LED?
Co to jest zasilacz LED i dlaczego jest tak ważny?
Zasadniczo, sterownik jest urządzeniem, które przekształca prąd zmienny pochodzący z sieci na prąd stały o odpowiednim napięciu, aby oprawy oświetleniowe mogły prawidłowo pracować. Urządzenie to reguluje zasilanie jednej lub kilku diod LED. To, co czyni zasilacze LED wyjątkowymi w stosunku do konwencjonalnego zasilania, to fakt, że są one w stanie dostosować się do zmieniających się potrzeb diod LED poprzez stałe zasilanie.
Funkcje zasilacz LED
- Regulacja przepływu energii elektrycznej poprzez zapewnienie, że LED lub łańcuch LED będzie zawsze zasilany odpowiednim napięciem i prądem, niezależnie od ciągłych zmian właściwości elektrycznych LED.
- Dostosowanie napięcie zasilające diody LED, aby zapewnić stały prąd w obliczu zmian temperatury, które mogą zmienić sposób, w jaki diody LED reagują na prąd.
Jak działa zasilacz LED?
Diody LED pracują z prądem stałym (DC), czyli prądem o stałym natężeniu, w którym ruch ładunków odbywa się zawsze w tym samym kierunku, tak jak np. w akumulatorach. Dlatego, jeśli chcemy, aby światło LED działało w instalacji prądu zmiennego (AC), takiej jak te, które zazwyczaj mamy, będziemy potrzebować sterownika, który przekształci ten prąd zmienny w prąd stały. Bez odpowiedniego zasilacza, dioda LED może się przegrzać lub wymknąć się spod kontroli, powodując utratę wydajności lub nieodwracalną awarię.
Prąd wyjściowy instalacji elektrycznej przekracza moc, której LED potrzebuje do emisji światła, dlatego sterownik odpowiada za jego zmniejszenie bez strat energii, utrzymanie prądu na stałym poziomie i tłumienie wytwarzania ciepła. Istnieją dwa różne typy sterowników LED w zależności od miejsca ich umieszczenia.
Rodzaje zasilaczy: zewnętrzne lub wewnętrzne
Zasadniczo możemy rozróżnić dwa rodzaje zasilaczy:
- Zasilacz wewnętrzny
- Zasilacz zewnętrzny
Wybierając żarówkę LED musimy wziąć pod uwagę rodzaj oprawy, w której będziemy ją umieszczać, tzn. czy będzie to oprawa zamknięta czy otwarta. Jeśli jest to oprawa otwarta, nie ma problemu, ponieważ sama konstrukcja ułatwia odprowadzanie ciepła. Z drugiej strony, jeśli wspornik jest zamknięty, po zamontowaniu żarówki LED należy zachować wolną przestrzeń wewnątrz oprawy.
Zaleca się, aby miejsce, które rezerwujemy było dwa razy większe od wielkości używanej przez nas żarówki, jeśli przestrzeń jest mniejsza, to warto skorzystać z zewnętrznego zasilacza. A powód jest prosty, ponieważ w ten sposób unikamy aby ciepło generowane przez zasilacz pozostawało wewnątrz tego wspornika i w końcu wpływało na działanie żarówki. W każdym przypadku opisy różnych produktów oświetleniowych wskazują, kiedy żarówka nie jest zalecana do stosowania w zamkniętych oprawach oświetleniowych.
W przypadku oświetlenia domowego często spotyka się wewnętrzne zasilacze zainstalowane w samych lampach LED, np. w kinkietach i małych lampkach. Z drugiej strony, lampy LED o dużej mocy, takie jak te do użytku przemysłowego lub oświetlenia ulicznego, mają zewnętrzne zasilacze, które regulują moc kilku diod jednocześnie.
Sterownik LED zapewnia maksymalną wydajność, tzn. zapobiega stratom energii. Posiadanie wysokiej jakości sterownika jest niezbędne, aby oświetlenie LED osiągnęło swój pełny potencjał w zakresie żywotności i efektywności energetycznej oraz innych korzystnych cech.
Jak podłączyć zasilacz LED
Podłączenie diod LED do zasilacza jest bardzo prostym procesem. W rzeczywistości w przypadku zintegrowanych sterowników, takich jak żarówka, nie trzeba nic robić, są one instalowane tak samo jak zwykłe żarówki.
W przypadku najczęściej spotykanych zasilaczy zewnętrznych, takich jak downlight, z jednej strony mamy złącze podobne do gniazda słuchawkowego, które podłączamy do wejścia oprawy, a z drugiej strony zazwyczaj mamy dwa przewody (fazowy i neutralny), które podłączamy do okablowania naszej instalacji elektrycznej.
Jak dużo zużywa zasilacz LED
Jedną z głównych zalet zasilaczy LED w stosunku do starych transformatorów, które były stosowane np. przy żarówkach halogenowych jest to, że są to urządzenia znacznie wydajniejsze i bardziej ciche.
Chociaż zasilacze są zaprojektowane tak, aby przekształcać prąd zmienny w prąd stały w jak najbardziej efektywny sposób, to w procesie tym zawsze występują straty energii, które są rozpraszane w postaci ciepła. Aby obliczyć to dodatkowe zużycie energii wprowadzane przez sterownik, musimy znać jego współczynnik mocy.
Przykładowo jeśli mamy zasilacz o współczynniku mocy 0’9, tj. skuteczność wynoszącą 90%, do zasilenia jednej oprawy 50W, zużycie wyniosłoby 50÷0’9=55,555W. W związku z czym, całkowite zużycie prądu przez zasilacz wyniosłoby 5’55W.