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"Desplazarse a través de GOST aburridos ..." o análisis de requisitos al desarrollar un controlador LED

Tengo que admitir que me gusta desarrollar controladores LED. Aparentemente hay algo especial en crear luz, algún tipo de magia. Deje que continúe el debate sobre la nocividad del llamado "pico azul", incluso si en la tienda todavía podemos comprar bombillas LED horribles con un 100% de ondulación, sin embargo, desarrollar un buen controlador LED es una tarea excelente. Sin embargo, esta es la letra y es hora de pasar al tema.



Decidí escribir un artículo sobre uno de mis desarrollos: un controlador LED compacto con características muy interesantes, sin embargo, aburridoEl perfeccionismo no permite que esto se haga sin un preámbulo, de dónde provienen los requisitos que se aplicarán durante el desarrollo. Si profundiza un poco más, hay matices decentes y creo que muchas personas comparten el conocido principio de "esencia en detalles" (y esto no se trata solo de componentes electrónicos).

Tales pensamientos me llevaron a escribir este artículo-excursión al mundo de GOST.

Por lo tanto, si está interesado en los requisitos para equipos LED, así como las recomendaciones para la certificación CE, bienvenido a cat.

Lista de normas estatales


Aquí les doy una lista de todos los documentos con nombres completos para poder usar nombres cortos en el texto en el futuro.

Decreto del Gobierno de la Federación de Rusia Nº 1356 "Sobre la aprobación de los requisitos para dispositivos de iluminación y lámparas eléctricas utilizados en circuitos de CA con fines de iluminación" , en lo sucesivo denominada "Resolución".

GOST R 55705-2013. Dispositivos de iluminación con fuentes de luz LED. Especificaciones generales.

GOST CISPR 15-2014. Normas y métodos para medir las características de la interferencia de radio de la iluminación eléctrica y equipos similares.

GOST IEC 61000-3-2-2017. Normas de emisión para componentes de corriente armónica (equipos con una corriente de entrada de no más de 16 A en una fase).

GOST R 51514-2013. Resistencia de los equipos de iluminación de uso general a la interferencia electromagnética.

GOST R IEC 60598-1-2011. Lámparas Parte 1. Requisitos generales y métodos de prueba.

Requisitos de clasificación


  • Factor de potencia
  • Ondulación ligera
  • Coeficiente de rendimiento (COP)
  • Requisitos de EMC
  • Requerimientos de seguridad

¿Por qué se propone considerar estos requisitos? Estos parámetros tienen un impacto significativo en la elección de la estructura y más tarde en los circuitos del controlador LED. Además, estos requisitos son muy importantes en la certificación del producto.

Factor de potencia


Pasamos a GOST R 55705-2013 para comprender cómo está estandarizado:


Pero eso no es todo, en la "Resolución" también hay requisitos en esta parte, en cuanto a las lámparas:

Entonces a las lámparas:


Se plantea la cuestión de cómo vincular estos requisitos con los requisitos de GOST, porque la segunda etapa endurece los requisitos establecidos en GOST R 55705-2013, pero consideraremos que la decisión es más importante.

Ondulación ligera


En GOST, este parámetro no está estandarizado, por lo que pasamos a la "Resolución":


Por cierto, olvidé mencionar cuáles son las etapas primera y segunda:


¡Resulta que la segunda etapa ya ha llegado!

Coeficiente de rendimiento (COP)


La pregunta es, ¿qué hace este parámetro aquí si no está estandarizado en ningún GOST? En general, creo que, por muchos desarrolladores y clientes, el valor de la eficiencia se subestima enormemente. Hay dos aspectos, el primero, la eficiencia es la liberación de calor y, a su vez, afecta el diseño (medidas para la eliminación del calor) y la confiabilidad.

En segundo lugar, hay un parámetro importante: la salida de luz (lm / W), que, por cierto, está completamente normalizada por la "Resolución". Obviamente, la eficiencia tiene un efecto significativo en la salida de luz.

Requisitos de EMC. Emisión


Los requisitos de EMC se dividen en inmunidad al ruido y emisión de interferencia. El primero es cómo el producto resiste el ruido externo y el segundo, cómo emite interferencia.

La emisión incluye:

  • Interferencia conducida
  • Interferencia radiada
  • Emisión de corriente armónica

Interferencia conducida- esto es interferencia propagándose a través de los cables, de hecho - ondas de corriente que el controlador "envía" a la red, si hablamos de interferencia en los circuitos de suministro. La medición se realiza utilizando un analizador de espectro. El producto (LED-driver o luminaria) está conectado a la red eléctrica a través del "equivalente de red" (LISN) y la señal se envía al analizador de espectro desde el equivalente de red. Durante las pruebas de certificación, esto sucede cuando hay un plano conectado a tierra y en una determinada posición del producto de prueba en relación con este plano (hasta donde recuerdo, a una distancia de 40 cm). Al realizar las pruebas en el laboratorio de la empresa (o en el laboratorio doméstico, si fuera posible acumular en un analizador de espectro), es posible realizar una investigación sobre la mesa. Pero aún así, recomiendo crear condiciones que estén lo más cerca posible de las condiciones del laboratorio de certificación.

Los estándares de emisión están descritos por GOST CISPR 15-2014. Por ejemplo, los estándares para el ruido conducido en los contactos de red (suministro) en el rango de frecuencia de 9 kHz a 30 MHz se ven así:

En general, este GOST también normaliza el nivel de interferencia en la salida y en los circuitos de control del controlador LED. Sin embargo, este es un caso bastante raro, porque generalmente una lámpara con un controlador ya instalado generalmente está certificada y solo se emiten los circuitos de alimentación. En cualquier caso, en mi práctica, nunca fue para los controladores LED que tuve que medir el ruido conducido en los circuitos de salida o control.

Por ejemplo, examinaré el ruido conducido, puede verse así:


Más o menos:


La interferencia radiada es la interferencia que se está transmitiendo. La prueba se lleva a cabo en una sala anecoica especial:


Para las mediciones, se utiliza una antena especial o un conjunto de antenas, las mediciones se realizan en polarización horizontal y vertical, la señal de la antena, así como en el caso de ruido conducido, se envía al analizador de espectro. Las normas para la interferencia emitida en los contactos de la red (suministro) en el rango de frecuencia de 9 kHz a 30 MHz se ven así:


Emisión de componentes armónicos de corriente. En esencia, estas son las amplitudes de los armónicos de la corriente consumida. Estandarizado por GOST IEC 61000-3-2-2017. Permítame recordarle que los equipos LED de acuerdo con este GOST están clasificados como equipos de clase C. Componentes armónicos:


Requisitos de EMC. Inmunidad al ruido


La inmunidad al ruido está estandarizada por el estándar GOST R 51514-2013 e incluye la inmunidad a los siguientes factores:

  • Descarga electrostática
  • Campo electromagnético de radiofrecuencia
  • Campo magnético de frecuencia industrial
  • Interferencia pulsada de nanosegundos
  • Corrientes inyectadas
  • Ruido de impulso de microsegundos de alta energía
  • Caídas de voltaje e interrupciones

Este tema es muy extenso y, quizás, está más allá del alcance de este artículo. Según mi experiencia en pruebas de certificación, puedo decir que las pruebas de descargas electrostáticas y de interferencia pulsada de microsegundos de alta energía pueden ser especialmente críticas. Por supuesto, la interferencia de nanosegundos también es una prueba seria, pero generalmente si han pasado "microsegundos", entonces los "nanosegundos" pasan automáticamente.

Requerimientos de seguridad


Si hablamos de requisitos de seguridad, estos son principalmente requisitos de diseño, por lo que propongo dejarlos al diseñador. Sin embargo, lo que afecta la elección de la estructura y los circuitos del controlador LED son las clases de equipos de seguridad eléctrica y los voltajes de aislamiento galvánico correspondientes entre los lados primario y secundario. GOST R IEC 60598-1-2011 describe las clases de la siguiente manera:


Clase II:


1 — :

a) , , , , , , , , . II .

b) , , - . II .

c) , ) b) .

2 — II, , .

3 — , II. , , , , , , .

Nota 4 - Una luminaria con aislamiento doble y / o reforzado que tiene una abrazadera de contacto o un pin de conexión a tierra se clasifica como una luminaria de clase I. Sin embargo, una luminaria estacionaria de protección clase II diseñada para un método de conexión de bucle puede tener una abrazadera de contacto de conexión a tierra interna para garantizar la continuidad de la conexión a tierra. cables que no terminan en esta luminaria, siempre que esta abrazadera esté aislada de las partes metálicas accesibles mediante aislamiento de clase de protección II.

Nota 5 - Las luminarias de clase de protección II pueden tener elementos en los que se proporciona protección contra descargas eléctricas mediante el uso de SELV.

Clase III:


Un poco sobre la certificación CE


Aproximadamente lo que te espera:


Algunos consejos:

  • . ;
  • 5-7 , 10. , 1 , , «Fail», 3 , ;
  • – . ;
  • No realice pruebas de prueba de productos que ya hayan pasado las pruebas de pulsos de microsegundos y nanosegundos. Estos efectos pueden provocar la degradación de los elementos de protección (fusibles, resistencias fusibles, varistores) y el dispositivo puede quemarse en el momento incorrecto.

Conclusión


Por lo tanto, el análisis de los requisitos en el desarrollo de circuitos de controladores LED es un tema grande e importante. Especialmente si vas a certificar honestamente tus productos. O incluso más, obtenga un certificado CE y venda para exportación. Permítanme recordarles que este material es una introducción a mi artículo sobre el desarrollo de controladores LED, así que, hasta pronto.

Desarrollos interesantes y para que cuando la prueba fuera solo "Pase"!

El poder es genial, enfréntalo.

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