Совместное воздействие светодиодов и систем электроэнергетического питания

TНеотъемлемой частью каждой светодиодной лампы с питанием от сети с напряжением 230 В является блок питания, цель которого направлена на изменение альтернативного напряжения в электроэнергетической сети на напряжение постоянное мощность которого выносит 12, 24 или 48 В. Современные решения блоков питания используемыих в светодиодных лампах основаны на типичном решении импульсного блока питания. Основными преимуществами такого решения являются более низкие затраты, измерения, а также вес и более высокая эффективность. Решающим недостатком является факт, что блок питания собирает с сети импульсы тока с большим содержанием высоких гармонических искажений вместо постоянного тока. Каждое течение сигнала, который не является синусоидальным может быть представлено в виде суммы сигналов n с частотами кратными основной частоте этого сигнала. В цепи подачи энергии, основная частота равна 50 Гц. Частота гармонического ряда 3 равна 150 Гц, а ряда 5250 Гц. Поэтому гармоническая ряда n имеет частоту nx50Гц. На рисунке 21.1. показан пример искаженного сигнала, состоящего из основной гармоники с частотой 50 Гц, а также гармоническими порядков 3, 5 и 7.

Наиболее важной проблемой является факт, что ток высших гармонических, протекающий с сети подачи питания вызывает упадок напряжения на цепи элементов, что в итоге отрицательно сказывается на напряжении подачи питания, который может быть использован для зарядки других коллекторов. Чтобы произвести объективную оценку воздействия конкретного коллектора на цепь подачи питания, необходимо знать спектр гармонических искажений тока, который позволит вычислить значение коэффициента нелинейных искажений (англ. Total Harmonic Distortion), то есть общего коэффициента деформации. Пример течения входящего тока для светодиодного светильника, а также спектр его гармонических искажений показан на рисунке 21.2. и 3. Значение коэффициента нелинейных искажений THD тока в светодиодном светильнике составляет 26%.

Чем ниже значение коэффициента нелинейных искажений THD тока, тем ниже уровень отрицательного влияния корпуса на сеть подачи питания. Примерами отрицательного воздействия высших гармонических искажений на сеть подачи питания являются:

  • Перенапряжение электроэнергетических проводов связанное с увеличением значений тока
  • Перенапряжение нейтрального провода вызванное суммированием гармонических искажений 3 ряда, источниками которох являются однофазные приемники
  • Деформации напряжения питания, которые являются причиной неадекватной работы чувствительных приемников
  • Перенапряжение элементов электроэнергетической цепи, например: трансформаторов, блоков питания конденсаторов и т.д..

Учитывая вышесказанное, необходимо, чтобы светодиодные светильники отвечали требованиям, предъявляемым к приемникам класса С в соответствии с нормами PN-​EN 6100032: 2007. Электромагнитная совместимость, Часть 32: Допустимые пределы — Допустимые пределы для выбросов гармонических искажений тока (ток фазы до ≤ 16 A). В соответствии с рекомендациями норм, приведенными выше, допустимые значения гармонических искажений входящего тока светильников не должно быть больше значений, приведенных в таблице (Рисунок 21.4.).