Zasilanie systemów oświetleniowych 12 V

Zasilanie systemów oświetleniowych 12 V

Ei
T e c h n i k a
ś w i e t l n a
Zasilanie systemów
oświetleniowych 12 V
Systemy oświetleniowe 12 V są obecnie coraz bardziej rozbudowywane.
W ich skład wchodzą już nie tylko żarówki halogenowe, ale także oprawy
LED 12 V oraz urządzenia sterujące pracą oświetlenia. Dlatego zasilanie
tych systemów jest tematem ciągle aktualnym.
W technice oświetleniowej, oprawy
przeznaczone do ogólnych celów oświetleniowych w większości są zasilane bezpośrednio z napięcia sieci 230 V/50 Hz.
Niskonapięciowe systemy oświetleniowe
wymagają zastosowania dodatkowych
urządzeń obniżających napięcie. Jednym
z pierwszych powszechnych zastosowań
niskonapięciowych opraw było oświetlenie dodatkowe instalowane przy obrabiarkach oraz w kanałach warsztatów naprawy
pojazdów. Także obiekty mające ciągłość
zasilania (np. rozdzielnie) były wyposażone w niskonapięciową instalację oświetleniową. W instalacjach tych dominowało
napięcie 24 V, które uzyskiwano z jednofazowych transformatorów. Ciągłość zasilania
zapewniały baterie akumulatorów, również
o napięciu 24 V. Źródło światła stanowiły
zwykle żarówki tradycyjne głównego szeregu wykonane na napięcie 24 V, które stosowano w tradycyjnych oprawach oświetleniowych. Obniżenie napięcia miało na celu
zapewnienie ochrony przeciwporażeniowej
w bardzo trudnych warunkach instalacji
i przy podwyższonym ryzyku uszkodzenia
oprawy. Urządzenia te, mimo upływu wielu
lat, działają niezawodnie do dziś.
Niskonapięciowe żarówki
halogenowe
Pierwszym niskonapięciowym źródłem
światła były żarówki. W instalacjach do
ogólnych celów oświetleniowych, obniżone napięcie jest wykorzystywane przede
wszystkim do zasilania niskonapięciowych
żarówek halogenowych, które dzięki stosunkowo małym rozmiarom i konkurencyjnej
cenie zyskały dużą popularność. Typowym
napięciem instalacji jest wartość 12 V z zalecaną tolerancją max 5%. Jednak napięcie
znamionowe na wyjściu urządzeń zasilających jest nieznacznie niższe i wynosi zwykle
od 11,5 do 11,7 V, co uwzględnia możliwy
niewielki wzrost napięcia sieci ponad wartość znamionową. Jak w przypadku każdej żarówki halogenowej, bardzo ważnym
czynnikiem jest stałość wartości napięcia
zasilania. Stosunkowo niewielkie wahania
Elektroinstalator 2/2008
napięcia zasilającego powodują widoczne zmiany strumienia świetlnego. Nawet
chwilowe przekroczenia wartości znamionowej napięcia powodują znaczne skrócenie
trwałości żarówki. Dlatego wartość napięcia
zasilania dla żarówek nie powinna przekraczać ich wartości napięcia znamionowego.
Moduły LED
Podobnie jest w przypadku modułów
diod LED przystosowanych do zasilania
napięciem 12 V AC. Układy te mają zwykle
wbudowane proste zasilacze składające się
z mostka prostowniczego oraz rezystorów
ograniczających prąd przewodzenia diod
LED. Jednak nawet wersje wyposażone
w kondensator filtrujący tętnienia, nie stabilizują prądu przewodzenia LED czy wartości
napięcia zasilania modułu. Dlatego przy
zasilaniu tego typu modułów i opraw LED
również ważne jest zapewnienie stałej wartości napięcia zasilania, choć nie jest to tak
krytyczne jak w przypadku żarówek.
niu przekroju przewodów oraz starannym
wykonaniu połączeń.
Zasilanie
Odseparowane od sieci, niskonapięciowe
systemy zasilające są powszechnie uznawane za całkowicie bezpieczne. Jednak
mogą stanowić poważne zagrożenie termiczne, szczególnie w przypadku zwarć
i przeciążeń. Niestety, jest to nagminnie
bagatelizowane.
Obecnie bardzo popularne są wciąż
transformatory toroidalne, które ze względu na kształt rdzenia powinny mieć najmniejsze straty rozproszenia oraz wysoką
sprawność. W praktyce, sprawność masowo produkowanych transformatorów małej
mocy (rzędu ułamka kVA) jest niewielka
i może wynosić nawet poniżej 70%. Znacznie
wyższą sprawność mają przekształtniki
Separacja galwaniczna zasilania
Bardzo ważnym czynnikiem przy zasilaniu opraw i instalacji niskonapięciowych
jest separacja galwaniczna od sieci elektroenergetycznej. Jeśli układ zasilania nie
zapewnia należytej separacji, wówczas
system należy izolować traktując jego elementy tak samo jak te, które są normalnie
pod napięciem sieci. Typowym przykładem
są lampki świąteczne, gdzie ze względów
oszczędnościowych korzysta się z szeregowego połączenia wielu niskonapięciowych źródeł światła. W praktyce, do ogólnych celów oświetleniowych wykorzystuje
się oprawy wykonane w III klasie ochronności, a więc zasilane z transformatora
bezpieczeństwa lub urządzenia o równoważnych parametrach. Łączniki i ściemniacze są włączane na wejściu urządzenia, po
stronie sieci. Wyjście urządzenia, powinno
być łączone bezpośrednio do zacisków
oprawy, możliwe krótkimi odcinkami przewodów. W niskonapięciowych systemach
należy też pamiętać o odpowiednim dobra-
Transformator indukcyjny z rdzeniem
toroidalnym, OTON
elektroniczne przeznaczone do żarówek
halogenowych, które pracują z dużą częstotliwością (zwykle między 20 a 40 kHz),
dzięki czemu zastosowany w nich transformator jest znacznie mniejszy. Urządzenia te
zwane potocznie zasilaczami lub nieprawidłowo „transformatorami elektronicznymi” są
obecnie najbardziej popularnymi rozwiązaniami w zasilaniu systemów niskonapięciowych. Markowe zasilacze mają wbudowane
zabezpieczenia termiczne, przeciwprzeciążeniowe oraz zwarciowe. Dlatego poziom
bezpieczeństwa jest znacznie wyższy niż
w przypadku klasycznych transformatorów.
Wadą większości zasilaczy jest konieczność
www.elektroinstalator.com.pl
T e c h n i k a
ś w i e t l n a
Ei
Miniaturowy zasilacz elektroniczny SET80
ULTRA SLIM
zapewnienia minimalnego obciążenia na
wyjściu (wartość ta powinna być podana
na obudowie urządzenia) dla poprawnej
pracy. Na wyjściu zasilacza jest napięcie
przemienne o dużej częstotliwości i zwykle
różniące się kształtem od sinusoidy. Dlatego
urządzenia te mogą nie pracować prawidłowo z modułami LED, których moc będzie
zbyt mała lub/i zasilacz wymaga napięcia
o częstotliwości 50 Hz. Rozwiązaniem dla
problemu obciążenia może być mieszanie
systemów LED z żarówkowymi lub zastosowanie zasilacza, który pracuje poprawnie
już przy minimalnych mocach.
Zasilacz ADI65
Innym rozwiązaniem jest zastosowanie
dedykowanego zasilacza do diod i opraw
LED, takiego jak ADI65. Jego napięcie znamionowe wynosi 12 V DC przy obciążeniu
od 0 do 300 mA. Zasilacz ma ograniczenie prądowe z funkcją stabilizacji natężenia prądu o wartości 350 mA. Stabilizator
umożliwia wykorzystanie zasilacza ADI65
do wysterowania prądowego diod LED
dużej mocy. Przy mniejszych obciążeniach
(<300 mA) zasilacz dostarcza napięcia stałego o wartości 12 V, które można wykorzystać do zasilania 12-voltowych modu-
Uniwersalny zasilacz do opraw i diod LED,
ADI65
łów LED. Istnieje także możliwość zasilania
napięciem stałym modułów LED przeznaczonych do napięcia przemiennego, wyposażonych w wbudowany układ prostowniczy. Biegunowość przy zasilaniu tych układów jest wówczas bez znaczenia. Zasilacz
jest wykonany w technologii MOSFET z
zastosowaniem scalonego układu sterującego. Separację galwaniczną wyjścia
zapewniają transformator oraz transoptor.
Cały układ jest umieszczony w niewielkiej,
szczelnie zalanej obudowie, którą można
umieścić w oprawie lub schować w puszce
instalacyjnej.
Niskonapięciowe systemy oświetleniowe
są bezpieczne, jednak przy zachowaniu
odpowiednich wymagań. Dynamiczny rozwój elektronicznych przetwornic powoduje,
że w przyszłości prawdopodobnie układy te
całkowicie zastąpią klasyczne transformatory małej mocy.
Ei
Kanlux
Mgr inż. Paweł Sadowski
KANLUX
W a r t o
w i e d z i e ć
Ei
Nowa rodzina opraw ścienno-sufitowych TOMA EL
firmy KANLUX
Oferta handlowa Kanlux powiększyła się o nową rodzinę
opraw ścienno-sufitowych TOMA EL. Jest dostępnych pięć
wersji nowych opraw: jednopunktowa oprawa TOMA El-1O,
dwupunktowa TOMA EL-2I, trzypunktowa oprawa TOMA
EL-3I oraz trzypunktowa TOMA EL-3O, a także czteropunktowa
oprawa TOMA EL-4I. Podstawa nowych opraw jest wykonana
z blachy stalowej, natomiast kosz ze szkła. Konstrukcja opraw
serii TOMA EL pozwala na ich zamocowanie zarówno na
suficie, jak i na ścianie pomieszczenia. Nowa rodzina opraw
jest zasilana napięciem 230 V, a ich współczynnik na wnikanie
ciał stałych, pyłu i wilgoci wynosi IP20. Nowe produkty mają
pierwszą klasę ochronności przed porażeniem elektrycznym.
Źródłem światła w nowych oprawach jest żarówka halogenowa G9 (w komplecie) z trzonkiem G9 o mocy maksymalnej
odpowiednio: 1 x max 40 W, 2 x max 40 W, 3 x max 40 W
oraz 4 x max 40 W. Nowa rodzina opraw ścienno-sufitowych ma certyfikat zgodności z normami europejskimi (CE).
Poprzez nowoczesny wygląd, a także możliwość dowolnego
kształtowania oprawy 90o w zakresie pionowym oraz 320o
– w poziomym nowe oprawy serii TOMA EL znajdą zastosowanie we wszystkich rodzajach pomieszczeń, którym
chcemy nadać niepowtarzalny, nowoczesny design.
Ei
(KANLUX)
www.elektroinstalator.com.pl
Elektroinstalator 2/2008