Introduction

Les LED peuvent être alimentées en courant continu basse tension, tandis que les réseaux électriques fournissent généralement un courant alternatif haute tension. L’objectif principal du pilote de LED est de transformer ce courant alternatif haute tension en un courant continu basse tension pouvant piloter la LED. C’est-à-dire que le pilote de LED alimente ces puces LED (charges) dans la lampe LED. Et la qualité d’un luminaire LED dépend de son alimentation. Ils peuvent être divisés en deux types principaux : les alimentations à courant constant (CC) et les alimentations à tension constante (CV). Pour les alimentations à courant constant, le courant de sortie est fixé par l‘ alimentation, tandis que la tension de sortie varie en fonction de la charge de la LED. Pour l’ alimentation à tension constante, dans la condition de charge admissible, la tension de sortie est constante et ne changera pas avec le changement de charge. Les drivers de LED à courant constant sont idéaux pour les applications d’éclairage extérieur, industriel et commercial. Les alimentations à tension constante se trouvent plus couramment dans les écrans multicolores et les bandes LED combinées série-parallèle avec des résistances intégrées ou d’autres dispositifs de limitation de courant, etc.

Il y a de nombreux facteurs à prendre en compte lors du choix de la meilleure alimentation de LED pour vous, un choix important est de choisir entre une alimentation de LED à courant constant et une alimentaiton de LED à tension constante. Comme nous le savons tous, les alimentations de LED sont considérés comme des dispositifs à courant constant, alors pourquoi les fabricants d‘alimentation fournissent-ils également des alimentations à tension constante pour les LED ? Comment fait-on la distinction entre les deux ??

Alimentation LED à courant constant ou Alimentation LED à tension constante

Une alimentation LED est ce qui fournit et régule la puissance nécessaire pour que les LED fonctionnent de manière sûre et cohérente. Les pilotes à courant constant et à tension constante sont des options viables pour alimenter les sources lumineuses à LED, la différence réside dans la manière dont ils fournissent de l’énergie. Connaître la différence entre les deux types peut:

• Assurez-vous que les LED soient correctement alimentées
• Éviter de graves dommages à l’investissement LED

Qu’est-ce qu’une alimentation LED à courant constant?

Une alimentation LED à courant constant fournit un courant de sortie fixe (mA), tandis que la tension de sortie se situe dans une certaine plage. Les LED conçues pour fonctionner sur des alimentations à courant constant nécessitent une alimentation en courant spécifiée, généralement mesurée en milliampères (mA) ou en ampères (A). Ces alimentations font varier la tension le long du circuit électronique, en maintenant le courant constant dans tout le LED system. L’alimentation à découpage de type courant constant est en fait basée sur la source de tension constante, et la résistance d’échantillonnage est ajoutée au circuit de sortie en interne. Le circuit garantit que la chute de tension sur la résistance d’échantillonnage reste inchangée pour obtenir une sortie de courant constante. Un courant nominal plus élevé rend la LED plus lumineuse, mais sans régulation, la LED tirera plus de courant que le courant nominal. L’emballement thermique fait référence à un courant excessif dépassant le courant de commande maximal de la LED, ce qui entraînera une réduction significative de la durée de vie de la LED et un épuisement prématuré en raison d’une température élevée. La LED est un élément non linéaire à coefficient de température négatif. Le soi-disant “coefficient de température négatif” signifie que la résistance interne de la LED diminue à mesure que la température augmente. Et la “non-linéarité” fera diminuer la résistance interne selon une progression géométrique. S’il n’est pas manipulé correctement, il entraînera facilement un vieillissement prématuré des LED ou même une panne et un épuisement. Un pilote à courant constant est le meilleur moyen de piloter des LED haute puissance car il maintient une luminosité constante sur toutes les LED en série.

Qu’est-ce qu’une alimentation LED à tension constante?

Les alimentations à tension constante sont conçus pour une seule tension de sortie CC. Une alimentation de LED à tension constante est l’alimentation avec les alimentations les plus courantes en 12VDC ou 24VDC. Les LED sont des dispositifs de courant (dispositifs à courant constant avec une chute de tension directe) et ne peuvent pas être directement alimentés par une source de tension constante. Lors de l’utilisation d’une source de tension pour l’alimentation électrique, la source de tension doit être préalablement remplacée par une source de courant. La méthode actuellement couramment utilisée consiste à ajouter une résistance de limitation de courant au module de puces LED. L’effet de limitation de courant dépend du rapport de la tension divisée par la résistance de limitation de courant dans la source de tension. Plus le rapport est grand, meilleur est l’effet de courant constant et plus le courant LED est stable, mais plus la puissance gaspillée par la résistance de limitation de courant est importante, plus la puissance consommée par les lampes LED augmentera considérablement. Pour ces dispositifs LED avec un limiteur de courant ou un régulateur de tension intégré, la tension est fixe, tandis que le courant fourni par le pilote de tension constante peut varier. Par exemple, dans différents modes de fonctionnement des caméras pour la ville intelligente, le courant de travail est différent, mais la tension est toujours la même.

Avantages de l’utilisation d’une alimentation de LED à courant constant

Lorsque vous construisez vos propres luminaires ou utilisez nos LED haute puissance, il est dans votre intérêt d’utiliser un pilote à courant constant car：

• Pour éviter l’emballement thermique, ce qui fait que le courant de sortie maximal de l alimentation de LED ne dépasse pas le courant nominal des LED.
• Pour le concepteur, ils sont plus faciles à concevoir la disposition du module LED et aident à créer des lumières avec une luminosité plus constante.
• En raison de ses caractéristiques, il est plus approprié comme source d’alimentation pour lampadaires, projecteur, éclairages du stade, lampes industrielles, etc.

Avantages de l’utilisation d’ alimentation LED à tension constante

Utilisez des alimentations de LED à tension constante uniquement lorsque vous utilisez des LED ou des matrices d’une tension spécifique car :

• La technologie à pression constante est plus familière aux ingénieurs de conception et d’installation.
• Le coût de ces systèmes peut être inférieur, en particulier dans les applications à grande échelle.
• De par ses caractéristiques, il est plus adapté à ces applications que ce soit de simples rampes lumineuses ou des architectures distribuées plus sophistiquées où le courant est régulé en aval au niveau des LED. Tels que les lampes d’intérieur, les équipements à puissance variable – tels que les caméras pour un éclairage intelligent.

Fonctions de gradation à prendre en compte lors de la sélection de l’alimentation

0-10V gradation de l’ alimentation LED

Qu’est-ce que la gradation 0-10V ? La gradation 0-10V est un protocole de contrôle d’éclairage largement utilisé et le premier système de signal de contrôle d’éclairage électronique. Lorsque votre alimentation prend en charge le contrôle de l’éclairage de gradation de 0 à 10 V, une fois que l’alimentation reçoit une tension de courant continu (CC) entre 0 et 10 volts, l‘ alimentation de LED peut fournir différents courants de sortie pour piloter des puces LED qui obtiennent finalement différentes intensités de lumière pour les lampes. La gradation 0-10V est le système de contrôle d’éclairage le plus simple, offrant un fonctionnement fluide et une gradation à 10%, voire 1% de luminosité. Et il peut également éteindre la LED lumière si nécessaire.

Gradation Dali de l’alimentation LED

DALI est l’acronyme de “Digital Addressable Lighting Interface”. Il s’agit d’un protocole de communication numérique pour la gestion des réseaux de contrôle d’éclairage dans l’ingénierie de l’automatisation des bâtiments. DALI est une norme déposée utilisée dans le monde entier. Il facilite l’interface des appareils LED de différents fabricants. L’équipement peut comprendre des ballasts à intensité variable, des modules récepteurs et relais, des alimentations, des gradateurs/contrôleurs, etc. Le système DALI permet au système de contrôle de communiquer de manière bidirectionnelle avec chaque pilote LED et chaque groupe de ballasts/dispositifs LED, c’est-à-dire que vous pouvez contrôler les lampes et en même temps obtenir le retour d’information sur l’état de fonctionnement par les lampes. Le contrôle 0-10V est différent, il permet uniquement au pilote LED (contrôleur) de contrôler la lampe dans une direction. De plus, le protocole DALI a fourni le canal de communication dont ils avaient besoin pour contrôler l’éclairage architectural qui est également extensible. Cela pourrait être utilisé pour les installations simples et complexes.

D4i refers to LED driver

D4i est une extension du programme de certification DALI-2. L’ alimentation de LED D4i dispose d’un ensemble supplémentaire de sorties de puissance associées au contrôle intelligent et à la surveillance des données. D4i est une interface standardisée entre les alimentations LED et les nœuds ou capteurs IoT. Les alimenations D4i facilitent le changement de capteurs sur différents nœuds ou appareils IoT. Les alimentations de LED ou autres appareils certifiés D4i doivent mettre en œuvre la norme DALI, régissant les domaines de fonctionnement suivants :

• DALI Part 250 – alimentation bus intégrée
• DALI Part 251 – informations sur les luminaires utilisées pour la gestion des équipements d’éclairage
• DALI Part 252 – reporting énergétique
• DALI Part 253 – données de diagnostic utilisées dans l’entretien des équipements d’éclairage et pour la maintenance prédictive
• DALI Part 150 – une norme supplémentaire et optionnelle pour la fourniture d’une alimentation auxiliaire 24V pour contrôle intelligent.
• DALI Part 351 – une nouvelle spécification pour les dispositifs de contrôle qui sont utilisés dans ou sur, ou qui sont attachés à, un luminaire.

Pour activer ces fonctions, la norme D4i définit également des protocoles standard pour l’échange de données entre les composants du luminaire ou entre les luminaires et les contrôleurs externes. Parce que la technologie D4i est une norme de l’industrie, chaque composant certifié D4i est garanti pour interagir avec d’autres composants certifiés D4i.

Other functions to be considered when selecting LED driver

Timer

La gradation par minuterie est une fonction de gradation courante pour l’éclairage routier, qui peut modifier la sortie des lampadaires à LED la nuit. L’idée derrière la stratégie de contrôle du temps est que de tard dans la nuit jusqu’à tôt le matin, le trafic est faible, il est donc possible de réduire les niveaux de lux. En atténuant l’éclairage public, nous pouvons économiser une énergie précieuse et obtenir un éclairage uniforme et raisonnable sur toute la rue.

Basé sur le temps, le pilote LED traditionnel a un programme prédéfini. Par exemple, nous configurons le pilote LED comme suit, 100 % pendant 3 heures, 30 % pendant 7 heures, puis retour à 70 % pendant 3 heures. Les lumières sont allumées à 18h00 et éteintes à 6h00, la luminosité est de 100% de 18h00 à 21h00 et la luminosité est de 30% de 21h00 à 4h00. Et ce sera avec 70% de sortie de 4h00 à 7h00. Le résultat d’éclairage sera similaire à l’image ci-dessous.

Minuit astronomique ou virtuel : En raison des heures de commutation différentes des lampes et des lanternes selon les saisons, si la solution basée sur le temps est toujours adoptée, elle ne répond pas aux besoins d’éclairage réels. Via l’Astro ou virtual midnight solution, l’alimentation définira raisonnablement la courbe de gradation temporelle en fonction de l’heure du lever du soleil (lumière) et du coucher du soleil (allumer la lumière) pour mieux s’adapter aux besoins d’éclairage des différentes saisons.

OLC

Le flux lumineux d’un module LED diminue lentement au cours de sa durée de vie, ce qui signifie que la luminosité maximale de la LED lors de sa nouvelle installation est supérieure à la luminosité après que le luminaire a fonctionné pendant 10 000 ou 100 000 heures. Alors que le courant d’entrée reste constant, le flux lumineux d’un module LED se détériore avec le temps, ce qui entraîne une réduction de la quantité de lumière à la même puissance. Les principales raisons de ce phénomène sont l’atténuation de la lumière des puces LED, la pollution de la lentille et la réduction de l’efficacité de l’alimentation. CLO (Constant Lumen Output) surmonte cette limitation. L’alimentation peut entraîner les puces avec un courant plus faible pendant la période initiale de fonctionnement de la lampe, puis augmenter lentement la sortie de courant pour compenser la réduction de la sortie de lumière. Avec la solution CLO, non seulement un éclairage stable est garanti, mais aussi des économies d’énergie, et enfin la durée de vie des LED est augmentée.

Pour obtenir une sortie lumineuse constante du module, le pilote de LED stocke les heures de fonctionnement du module LED, alimente les LED en dessous de la sortie lumineuse nominale maximale, puis augmente le courant de sortie au fil du temps pour contrer la diminution de la sortie lumineuse. Grâce à la courbe de la figure ci-dessous, vous pouvez comprendre la fonction CLO et ses avantages de manière plus intuitive.

NTC

La dissipation thermique a toujours été l’un des goulots d’étranglement techniques de l’industrie des LED. À l’heure actuelle, nous utiliserons un dissipateur thermique en aluminium (multi-rib) pour dissiper la chaleur afin de garantir que les puces LED ne surchaufferont pas. Si la LED fonctionne anormalement ou si la température ambiante augmente soudainement et que les lampes LED ne parviennent pas à dissiper la chaleur à temps, cela entraînera une atténuation de la source lumineuse LED en raison d’une surchauffe et affectera la durée de vie des lampes. Les thermistances NTC sont des éléments de thermistance dont la valeur de résistance diminue rapidement à mesure que la température augmente. En raison de cette caractéristique, ils sont utilisés comme dispositifs de protection de la température pour protéger le circuit contre la surchauffe ainsi que comme capteurs de température. Lorsque la température est trop élevée, l’alimentation peut détecter que la résistance est très faible, puis donner un signal de gradation 0-10V pour réduire automatiquement le courant de sortie qui refroidit la lampe LED. Lorsque la température atteint la valeur limite définie, l’alimentation LED est automatiquement éteinte. Lorsque la température baisse, la lumière se rallume. Ce qui suit est un diagramme schématique de la lampadaire avec NTC.

Solution d’éclairage ZGSM avec différents alimentations LED

Depuis sa création en 2005, ZGSM utilise des alimentations LED de haute qualité pour la production de lampes. La plupart des lampes LED de ZGSM utilisent une alimentation LED à courant constant, et nous avons une bonne coopération avec les fournisseurs des alimentations LED. Dans le même temps, ZGSM s’est également engagé dans le développement de lampes à LED pouvant réaliser différentes fonctions de gradation. Ci-dessous, nous répertorions les alimentations LED que nous utilisons et les solutions pour les lampadaires LED avec différentes fonctions de gradation.

Conclusion

Cet article présente principalement la classification des drivers de LED (Drivers de LED à courant constant vs Drivers de LED à tension constante), y compris les définitions des deux types de drivers, leurs applications, avantages et inconvénients, etc. En même temps, nous avons également introduit le fonction de gradation commune de l’alimentation LED, principalement parce que c’est une tendance de l’éclairage. Enfin, nous avons également introduit les fonctions de Timer, OLC et NTC, ainsi que les solutions correspondantes de ZGSM. J’espère que tout le monde a une meilleure compréhension des alimentations LED, afin qu’ils puissent être appliqués à de futures conceptions ou projets. Contactez-nous pour plus de détails.

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