Phân biệt 2 loại Driver LED – Dòng cố định và áp cố định (Constant current vs Constant voltage)

DenLEDNhat.Com – Tôi cần loại Driver LED nào? Tìm kiếm các LED driver có thể khó khăn hơn bạn nghĩ vì sự đa dạng của nó. Có rất nhiều yếu tố để xem xét khi lựa chọn cái nào tốt nhất cho bạn, trang web LED Supply đã cung cấp một hướng dẫn toàn diện về LED driver ở đây.

Một vấn đề quan trọng là lựa chọn một LED driver dòng không đổi (constant current) vs một LED driver điện áp không đổi (constant voltage). Giờ đây chúng ta đều được biết rằng các LED driver được xem là một thiết bị cấp dòng điện không đổi, vậy tại sao các nhà sản xuất còn cung cấp các driver điện áp không đổi cho đèn LED? Làm thế nào chúng ta có thể nhận ra sự khác biệt?

LED Driver dòng không đổi vs LED Driver điện áp không đổi

Dầu tiên bạn phải hiểu cách chúng hoạt động như thế nào. Mỗi Driver dòng không đổi liên tục thay đổi điện áp trên mạch điện tử của nó để giữ và duy trì một dòng điện không đổi. Điều này đảm bảo rằng dù cho điện áp có thay đổi ra sao đi nữa, thì dòng điện điều khiển đến đèn LED sẽ vẫn ổn định ở mức độ mong muốn. Còn Driver điện áp không đổi thì lại cấp ra một điện áp cố định. Hầu hết các Driver điện áp không đổi sẽ cung cấp một điện áp cố định ở 12VDC hoặc 24VDC.

Vậy làm thế nào để biết loại LED driver nào là cái mà bạn cần chọn?

Các trường hợp dùng các driver dòng điện không đổi (constant current):

Nếu bạn nhìn vào một đèn LED ở công suất cao, một trong những đặc điểm độc đáo là mối quan hệ giữa hàm số mũ về điện áp và dòng qua nó. Bạn có thể thấy điều này rõ ràng từ các đặc tính điện của Cree XP-G2 trong hình 1. Khi đèn LED được bật, ngay cả những thay đổi nhỏ nhất 5% điện áp (2.74V đến 2.87V) cũng có thể tạo ra một sự gia tăng 100% dòng đến XP-G2, như bạn có thể nhìn thấy ở các chấm đỏ được đánh dấu đã đi từ 350mA đến 700mA.

Bây giờ dòng cao hơn làm cho LED sáng hơn, nhưng cuối cùng thì nó cũng khiến đèn LED bị quá công suất. Xem Hình 2 cho thông số kỹ thuật của Cree về dòng chuyển tối đa và những đường đặc tính suy giảm trong điều kiện nhiệt độ môi trường khác nhau. Trong ví dụ trên, chúng sẽ vẫn là ổn nếu dùng XP-G2 LED tại 700mA, tuy nhiên, nếu bạn không có một thiết bị hạn chế dòng, dòng tại sẽ tiếp tục tăng khi nhiệt độ tăng. Điều này sẽ đẩy dòng vượt quá giới hạn … đặc biệt là trong môi trường nóng hơn. Lượng dòng chuyển dư thừa qua đèn sẽ dẫn đến gia tăng nhiệt trong hệ thống, làm giảm tuổi thọ đèn LED, và cuối cùng làm hỏng LED. Nhiệt này được giải thích chi tiết hơn ở đây. Đây là lý do khi cấp điện cho đèn LED công suất cao, người ta thường ưu tiên chọn loại Led driver dòng không đổi. Với một nguồn dòng không đổi, ngay cả khi điện áp thay đổi theo nhiệt độ, driver giữ cho dòng ổn định và ngăn ngừa gia tăng nhiệt.

Khi nào sử dụng một LED Driver với điện áp không đổi (constant voltage)?

Ví dụ trên là với đèn LED công suất cao và trên một quy mô nhỏ hơn, ví dụ như chúng ta chỉ nói về việc sử dụng một đèn LED. Với lãnh vực chiếu sáng trong thế giới thực, không hề là thuận tiện hay kinh tế để xây dựng tất cả mọi thứ bằng tay từ một diode đơn, đèn LED thường được sử dụng cùng nhau trong một mạch nối tiếp và/hoặc mạch song song để tạo ra kết quả mong muốn. May mắn thay cho các nhà thiết kế chiếu sáng, các nhà sản xuất đã giới thiệu nhiều sản phẩm đèn LED ra thị trường, nhiều đèn LED đã được lắp ráp sẵn với nhau như LED dây thừng, dải đèn LED, LED thanh, v.v..

Các dải LED phổ biến nhất được thiết kế với một nhóm các đèn LED nối tiếp với một điện trở có bộ hạn chế dòng phù hợp với chúng. Các nhà sản xuất đảm bảo các điện trở có đúng giá trị và được lắp đúng vị trí để các đèn LED ít bị ảnh hưởng do sự thay đổi của các nguồn điện áp như chúng ta đã nói về XP-G2. Vì dòng điện qua chúng đã được điều phối rồi, tất cả những gì chúng ta cần là một bộ nguồn cấp điện áp không đổi cho nó.

Khi đèn LED hoặc một dãy đèn LED được xây dựng như thế này họ thường sẽ cho biết điện áp vào. Vì vậy, nếu bạn thấy dải LED của bạn chạy ở 12VDC, đừng lo lắng về driver dòng điện không đổi, tất cả bạn cần là một nguồn điện áp không đổi 12VDC như đã được quy định trên bo mạch mà nhà sản xuất đã xây dựng.

Ưu điểm của việc sử dụng một LED Driver dòng không đổi

Vì vậy, khi bạn đang xây dựng hoặc làm việc với đèn LED công suất cao, điều quan tâm nhất của bạn nên là sử dụng các driver dòng không đổi, bởi vì:

1. Tránh vượt khỏi quy định dòng tối đa cho các đèn LED, do đó tránh được việc gia tăng nhiệt/cháy đèn.
2. Là dễ dàng hơn cho các nhà thiết kế trong việc ứng dụng điều khiển, và giúp tạo ra một ánh sáng với độ sáng nhất quán hơn.

Lợi thế của việc sử dụng một LED driver điện áp không đổi

Bạn sử dụng một LED Driver điện áp không đổi chỉ khi sử dụng một bóng LED hoặc dãy đã được xác định để hoạt động với một điện thế nhất định.

Điều này là hữu ích vì:

1. Điện áp không đổi là một công nghệ quen thuộc cho các kỹ sư thiết kế và lắp đặt.
2. Các chi phí của các hệ thống này có thể thấp hơn, đặc biệt là trong các ứng dụng quy mô lớn hơn.

Nguồn: LED Supply

Bản tiếng anh nguyên gốc

What Type of LED Driver Do I Need? Constant Current vs. Constant Voltage

‘What type of LED driver do I need?’ Searching for LED drivers can be more difficult than you think with the variety of options out there. There are plenty of factors to look at when choosing the one that works best for you, we have a thorough run-through of this in our guide on LED drivers here. One important choice is that of choosing a constant current LED driver versus a constant voltage LED driver. Now, it’s known that LED drivers are considered constant current devices, so why do manufacturers offer constant voltage drivers for LEDs as well? How can we tell the difference between these two?

Constant Current LED Drivers vs. Constant Voltage LED Drivers

First, you must understand how each of these works. A constant current driver varies the voltage across the electronic circuit in order to keep and maintain a constant electrical current. This makes sure that no matter the change in voltage, the current driven to the LEDs will remain at a steady, desired level. On the other side, constant voltage drivers have a fixed voltage, as their name implies. Most constant voltage drivers will supply a fixed voltage at 12VDC or 24VDC.

So how do I know what type of LED driver I need?

The case for constant current drivers:

If you take a look at high powered LEDs, one unique characteristic is the exponential relationship between the applied forward voltage to the LED and the current flowing through it. You can see this clearly from the electrical characteristics of the Cree XP-G2 below in Figure 1. When the LED is turned on, even the smallest 5% change in voltage (2.74V to 2.87V) can create a 100% increase in current driven to the XP-G2 as you can see at the red marks current went from 350mA to 700mA.

Now higher current does make the LED brighter, but it also will eventually over-drive the LED. See Figure 2 for Cree’s specifications of the maximum forward current and the de-rating curves in different ambient temperature conditions. In the example above we would still be alright driving the XP-G2 LED at 700mA, however, if you didn’t have a current limiting device, the current would continue to rise as temperature did. This would eventually push the current way above the limit…especially in hotter environments. The excess forward current would result in extra heat within the system, cut down on the LEDs lifespan, and eventually ruin the LED. We call this thermal runaway which is explained in more detail here. This is the reason the preferred method of powering high powered LEDs is with a constant current LED driver. With a constant current source, even as the voltage changes with temperature the driver keeps the current steady while not over driving the LED and preventing thermal runaway.

When do I use a constant voltage LED driver?

The above example is with high powered LEDs and on a smaller scale as we only talked of using one LED. With lighting in the real world, it isn’t convenient or economical to build everything by hand from a single diode, LEDs are usually used together in series and/or parallel circuits to create the desired outcome. Fortunately for lighting designers, manufacturers have introduced many LED products to the market that have multiple LEDs already assembled together like LED rope light, LED strips, LED bars, etc.

The most common LED strips are designed with a group of LEDs in series with a current-limiting resistor in line with them. The manufacturers make sure the resistors are of the right value and in the right position so that the LEDs on the strips will be less prone to the variation of the voltage source as we talked of with the XP-G2. Since their current is already being regulated, all they need is a constant voltage to power the LED(s).

When LEDs or an array of LEDs are constructed like this they will typically state a voltage to be run at. So if you see that your strip takes 12VDC, don’t worry about a constant current driver, all you will need is a 12VDC constant voltage source as the current is already being regulated by on board circuitry that the manufacturer has built in.

Advantage of using a constant current LED driver

So when you’re building your own fixture or working with our high powered LEDs, it is of your best interest to use constant current drivers because:

1. They avoid violating the maximum current specified for the LEDs, therefore avoiding burnout/thermal runaway.
2. They are easier for designers to control applications, and help create a light with more consistent brightness.

Advantage of using a constant voltage LED driver

You use a constant voltage LED driver only when using an LED or array that has been specified to take a certain voltage. This is helpful as:

1. Constant voltage is a much more familiar technology for the design and installation engineers.
2. The cost of these systems can be lower, especially in larger scale applications.

Feel free to take a look over at our guide to LED strips that has a lot of devices that can be run from constant voltage, and if you need help selecting a constant current LED driver, head over to our helpful post on how to choose the right one.