اجزای چراغ LED اعم از هیت سینک و درایور

اجزای چراغ LED – هیت سینک و درایور

در تاریخچه روند تکامل لامپ ها و منابع نوری، تکنولوژی LED برای اولین بار، حاصل تلاش و تحقیقات عده ای از دانشمندان صنعت روشنایی در دهه 60 قرن گذشته می باشد. شرکت مونسانتو (Monsanto)، اولین مجموعه ای بود که به تولید انبوه این تکنولوژی اقدام کرد. چراغ های LED دارای قطعات گوناگونی هستند. در این گفتار به بررسی دو مورد از مهمترین اجزای این چراغ یعنی هیت سینک و درایور می پردازیم. نسخه های امروزی این محصولات، روندی تکاملی را در سالیان متمادی طی کرده تا به نمونه های امروزی تبدیل شده اند.

هیت سینک (Heat Sink)

هر وسیله ای که با برق کار می کند، ناگزیر تولید حرارت می کند. لامپ ها و منابع روشنایی هم از این امر مستثنی نیستند. اما تکنولوژی ال ای دی به دلیل مصرف پایین تر انرژی حرارت کمتری هم تولید می کند. به بیانی ساده، دیودهای نوری در چراغ، انرژی الکتریکی را فیلتر کرده و روشنایی ایجاد می کنند. بنابراین نور مستقیما از منبع ورودی ساطع می شود بدون اینکه قسمتی جداگانه مثل رشته تغذیه شود. به عبارتی لامپ های رشته ای با گرم کردن رشته سیم، نور تولید می کنند اما LED مستقیم و بدون واسطه نور تولید می کنند.

انرژی مصرفی برای این موضوع در چراغ های نسل قدیمی، کمتر از 10 درصد می باشد و بقیه آن به گرما تبدیل می شود، بنابراین خود لامپ فوق العاده داغ می شود. اما در مقابل خانواده لامپ های LED با توجه به  تفاوت در شکل تولید روشنایی، در تماس گرم نیستند. اما در هر صورت، همین محصولات جدید در ساختار خود گرما تولید می کنند. دلیل این موضوع هم این است که، بخش زیادی از توان ورودی به شکل گرما از بین  می رود. بی گمان این حرارت باید مدیریت شود، چون در غیر اینصورت، موجب تاثیر منفی بر روی قطعات و در نتیجه پایین آمدن راندمان چراغ و کاهش عمر اجزا می شود. یکی از ساده ترین و در عین حال ارزان ترین روش کنترل این حرارت، خارج کردن آن می باشد. سینک های حرارتی، که در حقیقت بلوک های فلزی هستند و در ساختار چراغ تعبیه می شوند، این وظیفه را به عهده دارند.

بهترین متریال برای هیت سینک ها، موادی هستند که رسانای حرارتی باشند. مس ماده بسیار مناسبی است ولی گران می باشد، بنابراین آلومینیوم پر استفاده ترین ماده ای است که برای ساخت این بخش از آن استفاده می شود. به لحاظ شکل، هرچه سطح هیت سینک ها بیشتر باشد، انتقال حرارتی، میزان بیشتری انجام می شود. بنابراین با بزرگتر کردن اندازه این قسمت و یا ساخت آن به شکل پره ای و اضافه کردن پره، این انتقال بیشتر و بهتر انجام می شود. البته اضافه کردن پره ها به تنهایی باعث خنک تر شدن چراغ نمی شوند، بلکه نیاز به فاصله مناسب بین پره ها نیز هست. سطح هیت سینک بهتر است آندایز  و سپس رنگ شود، این فرآیندها عملکرد آن را بهبود می دهند. این جز دارای شکل های گوناگونی است که استفاده از این انواع به نوع چراغ و ال ای دی آن بستگی دارد.

درایور

درایور یک منبع مستقل است که توان لازم برای یک ال ای دی یا مجموعه ای از آنها را فراهم می کند. سطح توان مورد نیاز با افزایش و کاهش دمای LED تغییر می کند. بدون حضور درایور مناسب، دیود ها بیش از حد گرم و در نتیجه مستهلک می شوند. به بیان دیگر، درایور یک سیستم مدیریت جریان می باشد. این محصول دو مفهموم را فراهم  می کند :

• فراهم کردن ولتاژ پایین. همانطور که می دانیم لامپ های LED در مصرف انرژی کارآمد هستند، به این معنی که با برق DC و با ولتاژ بسیار پایین – به صورت مجزا بین 5/1 تا 5/3 ولت – و جریان حداکثر 30 میلی آمپر کار می کنند. محصولات خانگی اکثرا شامل چند ال ای دی هستند که به صورت موازی یا سری با یکدیگر نصب شده اند و مجموعا بین 12 تا 24 ولت DC نیاز دارند. درایور برق AC را که بین 120 تا 270 ولت متغیر است، مطابق با نیاز چراغ پایین می آورد.
• حفاظت از لامپ های LED. درایور همچنین از لامپ ها در برابر نوسانات جریان و ولتاژ محافظت می کند. جریان برق قطعا دارای نوسان می باشد. در حقیقت درایور اطمینان حاصل می کند که ولتاژ و جریان بدون نوسان به ال ای دی ها برسند.

درایور معمولا به دو صورت داخلی و خارجی در ساختار چراغ وجود دارد. نوع داخلی آن بیشتر برای محصولات روشنایی خانگی استفاده می شود و نوع خارجی آن بیشتر برای چراغ های تجاری و فضاهای بیرونی استفاده می شود. نصب درایور به صورت خارجی، هزینه کمتری دارد. گفتنی است که بیشتر خرابی LED ها به دلیل خرابی درایور است و قطعا در این مورد، تعمیر یا تعویض قطعه ای که خارج از ساختار چراغ قرارداشته باشد، راحت تر می باشد. اما قابل توجه است برای درایورهای خارجی و به صورت خاص برای چراغ هایی که در فضای باز نصب می شوند، توجه به درجه حفاظت (IP) برای درایور ضروری است. در انتخاب منبع تغذیه باید به موارد دیگری مثل ابعاد فیزیکی آن هم دقت کرد.

اما نکته بسیار مهم دیگری که در هنگام انتخاب درایور باید مورد توجه قرارداد، نوع محصول به لحاظ ثبات جریان یا ولتاژ است. منبع تغذیه ها دو نوع هستند:

• درایور با جریان ثابت
• درایور با ولتاژ ثابت

نوع اول، جریان خروجی ثابت ولی طیف های متعددی از ولتاژ خروجی ارائه می دهد و نوع دوم ولتاژی ثابت، اما حداکثر جریان خروجی دارد. نوع دوم برای ال ای دی هایی که نیاز به ولتاژ پایدار 12 یا 24 ولت DC دارند مورد استفاده قرار می گیرند. مثلا برای ال ای دی هایی که در یک پیکربندی نواری چیدمان شده اند، مناسب است.