Cómo seleccionar un Driver regulable para Tiras LED
Autor: Wen Wu/MWEU
Traducción y adaptación: Departamento de Marketing de Electrónica OLFER
La regulación de los puntos de luz de LED tiene ventajas en términos de ahorro de energía, creación de ambientes, aumento de la eficiencia de la fuente de luz y de la vida útil del driver. La calidad de la regulación obtenible está determinada principalmente por la fuente LED y por el Driver (también llamado convertidor o fuente de alimentación).
En general, las fuentes LED pueden dividirse en dos tipos: Las que solo están formadas por LEDs, y las que además de LEDs incorporan resistencias. Existen también fuentes LED más complejas que incorporan un convertidor CC-CC en su interior; estas son menos habituales y no se tratarán en este artículo.
Cuando la fuente o módulo LED está formado únicamente por LEDs, el método de regulación consiste en el ajuste de la corriente de alimentación. El driver de LED regulable debe ser de tipo corriente constante y estar diseñado para esta forma de regulación. Las series HLG (por ejemplo) de Mean Well, permiten el ajuste de la corriente de salida y son regulables mediante un controlador externo mediante señal 1-10V o PWM o con una simple resistencia variable.
Como ejemplo del otro tipo de fuentes de luz LED, consistentes en LEDs con resistencias en serie, tenemos lo que comúnmente se conoce como Tiras LED. Las Tiras LED se caracterizan porque tienen una tensión de funcionamiento fija. Por ello el usuario o instalador puede utilizar cualquier Fuente de alimentación o Driver de tensión constante para alimentarlas. Las tiras LED son relativamente fáciles de alimentar a 12, 24 o 48V, pero su regulación no es tan sencilla.
En este artículo mostraremos las consecuencias de regular Tiras LED usando Drivers regulables de corriente constante (una práctica errónea muy habitual). También se mostrarán algunos comportamientos indeseados que se producen al regular. Se entenderá porque la mejor forma (y la mas fácil) de regular tiras LED consiste en utilizar Drivers regulables de tensión constante con salida de tipo PWM.
Comportamientos no deseados típicos al regular fuentes LED
Parece una tarea fácil regular una fuente de luz. En realidad, se deben tener en cuenta varias consideraciones para obtener una regulación suave, uniforme y continua. De lo contrario los fenómenos indeseados que se muestran en la Tabla 1 pueden frustrar nuestras expectativas.
Tabla 1. Comportamientos indeseados típicos al regular
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Las variaciones de regulación no producen ninguna variación en el nivel lumínico
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Variaciones repetitivas de la intensidad luminosa.
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La fuente LED se apaga intempestivamente
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Los diferentes módulos LED de una misma línea necesitan distintos niveles de regulación mínima para encender. No siempre encienden simultáneamente.
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La fuente LED se enciende y apaga intermitentemente cuando debería estar apagada.
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La fuente LED mantiene una luz residual cuando debería estar apagada.
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La fuente LED no puede encender con el nivel previamente ajustado. Es necesario subir el nivel de regulación inicialmente para que encienda.
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Al regular, se aprecian las transiciones entre niveles.
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*Referencia: LED Dimming: What you need to know by Michael Poplawski; DOE SSL Program 2012
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Figura 1. Driver de LED HLG-100 de tipo corriente constante con regulación mediante ajuste de corriente de salida, conectado a Tiras LED de diferentes potencias (longitudes): (a) Potencia (longitud) equivalente a plena carga del driver, obtiene el mejor resultado al regular. (b) Potencia (longitud) equivalente al 70% de carga del driver, da lugar a un pequeño recorrido muerto y a una experiencia de regulación no ideal. (c) Potencia (longitud) equivalente al 30% de carga (longitud), implica el peor resultado al regular ya que tiene un gran recorrido muerto.
Los Drivers con salida en PWM solucionan los recorridos muertos y más…
Según hemos visto, el problema del recorrido muerto no ocurre cuando en la aplicación final se utiliza el Driver a plena carga. Podría pensarse que esto siempre será así porque no tiene sentido pagar más de lo necesario por utilizar un Driver de mayor potencia de la requerida por la aplicación. Sería un pensamiento lógico, pero poco realista.
En el uso habitual de las Tiras de LED no se conoce con precisión la potencia total que tendrán. En la mayoría de ocasiones, las longitudes a utilizar en cada tramo pueden ser dispares y no van a coincidir con la potencia máxima de los Drivers. Como ejemplo podemos pensar en la iluminación decorativa de un restaurante.
La solución ideal para Tiras LED es utilizar Drivers de LED de tensión constante y salida PWM en lugar de los Drivers que regulan variando la corriente de salida.
La salida PWM (modulación por ancho de impulsos) consiste en conmutar la salida con un ciclo de trabajo proporcional al nivel de regulación. Esto permite obtener una regulación que es independiente de la potencia o longitud de la tira LED. Elimina el problema de los recorridos muertos y evita muchos de los fenómenos descritos en la Tabla 1.
No todos los PWM son iguales. Es importante que tenga una resolución de al menos 8bits para que las transiciones entre pasos no sean visibles y para poder regular a niveles muy bajos (de hasta el 0,15% - 0,2% en casi todos los modelos de la serie Mean Well PWM). La frecuencia del PWM debe ser de una frecuencia suficientemente alta como para evitar el problema de parpadeo (Flicker) que se muestra en la Tabla 1. Según la literatura, debe ser igual o mayor de 1,25 kHz para minimizar su influencia*.
Conclusión
La mejor manera de regular las Tiras de LED es utilizando el método PWM de salida que resuelve el problema de recorrido muerto y otros problemas de regulación conocidos. Mean Well ofrece la serie PWM con rango desde 40 a 200 vatios, con regulación analógica 3 en uno (0-10V, PWM, resistencia) o con regulación digital DALI, DALI2, KNX. Tienen índice de protección IP67 y son Drivers óptimos para aplicaciones con Tiras de LED.
* Nota: Referencia: Diseño para mitigar los efectos del parpadeo en la iluminación LED por Brad Lehman y Arnold J. Wilkins 2014
