דרייברים ללדים: הכח שמאחורי הלד

התעניינות השוק במוצריLED  (דיודה פולטת אור) התעצמה בשנים האחרונות. רמת הביקוש למוצרי לד גדל עקב התאמת הלד לטרנד בתחום התאורה של “קטן יותר, חכם יותר, צבעוני יותר”. ללדים יתרונות רבים על מוצרי תאורה רגילים במגוון יישומים.

“לדים הם כבר טכנולוגיה חשובה בגלל היתרונות שלהם – אורך חיים, יכולת שליטה והיכולת לייצר גופי תאורה עמידים ומיוחדים” אמר דר’ נדרזה נרנדן, מנהל מחקר במרכז מחקר לתאורה של מכון הרנסלאר פוליטכניק אשר בטרוי, ניו יורק. חוקרים כמו דר’ נרנדן חוקרים את הלדים ומקדמים את הפיתוח הטכנולוגי שלהם מזה שנים.

ככל שהשימוש בלדים מתרחבת לכל תחומי התאורה יש צורך שיצרנים, מעצבים ואדריכלים יכירו את המרכיב החיוני של מערכות הלדים, הלד דרייבר.

הדרייבר הוא הכח

לד דרייבר פועל בצורה מאוד דומה לפעילותו של משנק לנורת פלורוצנט היות והוא מספק את המתח הנכון להדלקת הנורה ואז מווסת את הזרם הנכון להמשך פעילותו של הנורה.

לדים הינם מערכות תאורה במתח נמוך אשר מצריכים מתח או זרם קבוע על מנת להפעילם בצורה מיטבית. לד בודד דורש V2-4 של חשמל DC וכמה מאות mA של זרם. כאשר לדים מחוברים בסדרות, יש צורך במתח יותר גבוה. הלד דרייבר פועל כספק אשר ממיר את המתח כניסה של 220v 60Hz AC למתח נמוך בצורת DC לפי הצריכה של הלדים.

בזמן הפעילות של הלדים יש צורך למגן אותם מפני תנודות במערכת החשמל היות ותנודות אלו עלולות לגרום לשינוי בזרם אשר תשנה את תפוקת האור. (תפוקת אור בלדים הינו פונקציה של הזרם ולד בנוי לזרם קבוע. שינוי בזרם מעבר להמלצת יצרן עלול לגרום לתפוקת אור יותר גבוהה אך יגרום לאורך חיים קצר יותר עקב החום. אפשר להגדיר אורך חיים של לדים כזמן עד שיש ירידה של 30% בתפוקת האור יחסית ללד חדש.) הדרייבר מווסת את הזרם החשמלי שזורם דרך הלד בזמן פעילות ומגן עליו מפני תנודות במתח.

סוגי הדרייברים מתחלקים לשני קבוצות, זרם קבוע או מתח קבוע. זרם קבוע (Constant Current) מחולק לפי הזרם (מיליאמפר יציאה). הזרמים הכי נפוצים הינם 350mA או 700mA אך ניתן למצוא דרייברים שפועלים גם ב- 1050mA או במיליאמפרים קבועים אחרים. מתח קבוע (Constant Voltage) מחולק לפי המתח (הוולט יציאה) ומגיע בדרך כלל 12v או 24v.

שליטת תאורה מתקדמת

דרייברים מאפשרים פעולות עמעום והחלפת צבעים של לדים. ניתן לחבר מערכות לדים למערכות שליטה קיימות על מנת שהלדים יבצעו עמעום או החלפת צבעים בהתאם לתפוסת חדר או לפקודות קבועות מראש.

דרייברים שמתאימים לעמעום יכולים לעמעם את הלדים בטווח של 0-100%. העמעום בדרייברים נעשה על ידי הקטנה בזרם הקדמי, על ידי שינוי ברוחב הפולסים (PWM) בשליטה דיגיטלית או בשיטות מתקדמות אחרות. מרבית הדרייברים לעמעום פועלים בשיטת ה-PWM. בשיטה זו העמעום שמתבצע הינה במהירות של אלפי תדרים לשנייה ולכן האור מהלד נראה רציף מאוד וללא הבהוהים. עוד יתרון של שיטה זו הינה שמירה על ספקטרום הצבעים גם בעמעום. לפי מרכז מחקר התאורה, העמעום בלדים גורם לשינוי בספקטרום צבעים מאוד דומה לזו של נורת ליבון. עם זאת, במקרה שמשתמשים במערך של לדים צבעונים על מנת לייצר אור לבן ייתכן שינוי בצבע הלבן בעת ביצוע עמעום.

עמעום אינו גורם לנפילה ביעילות. בזמן העמעום הלדים עדיין פועלים באותו זרם ומתח של פעילות רגילה. בנוסף, חיי נורה בלדים אינם מושפעים על ידי עמעום, דבר שנפוץ יותר בעמעום בפלורוסנטים. להפך, עמעום בלדים יכול להאריך את חיי הלדים היות שעמעום יכול לגרום לרמות חום נמוכות יותר בתוך הלד.

דרייברים מאפשרים שליטה בצבע או סידור ריצופים. פעילות זו ניתן לביצוע על ידי עמעום תערובת של לדים צבעונים במערך.

דרייבר יכול לעבוד גם בשיתוף עם מערכת ריצוף צבע אזר מקבלת את היציאה של הדרייבר ומממיר אותו לשלושה או ארבעה ערוצים, בדרך כלל אדום, כחול, ירוק ולפעמים צהוב, שערבובם מייצרת ספקטרום צבעים דינמית. מערכות ריצוף מייצרות רצפים קבועים מראש עם החלפות צבע במהירויות שונות.

עמעום ניתן לביצוע גם על ידי מערכות DMX אשר איתן ניתן לעמעם אלפי לדים רצף בכדי לייצר ספקטרום צבעים מאוד רחב.

מרבית הדרייברים ללדים יכולים לעבוד עם מערכות שליטה מסחריות שפועלות בשיטת 1-10V כגון חיישני תפוסה, עין אלקטרוני, מערכות שליטה תאטרלי ואדריכלי, ומערכות שליטת תאורה אוטומטיים. לדים מותאמים לשליטה גם על ידי מערכות דאלי (DALI – Digital Addressable Lighting Interface).

טיפים למתכנני מערכות לדים

• לא לבצע העמסת יתר על הדרייבר. דרייברים בנויים עם הגדרת מקסימום ומינימום עומס. חשוב לא לעבור את הוראות היצרן לעומסי המינימום והמקסימום של הדרייבר.
• קיימים בעיות של חום בלדים. אפילו בפעילות רגילה לדים מייצרים חום. לכן חשוב מאוד לבנות את מערכות הלד בצורה שמאפשרת פיזור חום מספקת.
• לוודא תמיד התאמה מלאה בין מפרט הלד למפרט הדרייבר. שימוש בדרייבר שגוי עלול לגרום לאי פעילות של הלד או פעילות לקויה. למשל, שימוש בדרייבר 700mA על מערכת לד מותאמת350mA עלול לגרום לאורך חיים קצר משמעותי של המערכת.
• התקנת הדרייבר במרחק גדול מהלד גורם לירידות מתח של היציאת DC ולכן יש צורך לחשב את ירידות אלו ולבחור את החיווט בהתאם.
• ספקי כח DC סטנדרטים  אינם דרייברים. לפעילות מיטבית תבחרו תמיד דרייברים עם הגנת קצרים שתואמים לצורכי היישום ומתאימים לדרגות חום קיצוניות. ספקי כח DC סטנדרטים מותאמים ליישומי מחשוב וטלקום. מוצרים אלו יכולים לפעול באופן לא סדיר או לא בכלל בקשיים של יישומי תאורה.

מאמר זה תורגם, הותאם ועודכן על ידי יונתן האוזר, מנכ”ל קונל.
המקור נכתב באנגלית על ידי קרייג דילואי מהארגון לבקרת תאורה.
מר האוזר הינו בוגר קורס תאורת לדים של מרכז מחקר לתאורה של מכון הרנסלאר פוליטכניק