Kim Phát thường xuyên nhận được những thắc mắc là nên chọn bộ nguồn đèn led (driver) là ổn áp (constant current) hay định dòng (constant current). Vấn đề này hiện vẫn còn khá mù mờ và có nhiều nơi tư vấn không được rõ ràng, do đó bài viết này sẽ giúp bạn có kiến thức ngắn gọn và súc tích về 2 loại nguồn led phổ biến này. Từ đó, bạn sẽ biết chọn bộ nguồn phù hợp cho dây led của mình và cho mục đích chiếu sáng cụ thể.
Mục lục
Ngày nay khi đi mua đèn led, đa số mọi người chăm chú chọn dây led trước và sau đó phó mặc cho người bán chọn bộ nguồn. Và đôi khi bạn mua dây led từ 1 cửa hàng nào đó hoặc được bạn bè tặng dây led và cảm thấy bối rối khi ra cửa hàng mô tả loại bộ nguồn cho phù hợp. Vấn đề cũng bắt nguồn từ việc có quá nhiều loại nguồn led và hàng tá các thông số khó hiểu liên quan đến bộ nguồn. Và trong các thông số khó hiểu ấy, việc chọn bộ nguồn ổn áp (constant voltage) hay nguồn định dòng (constant current) là điều mà cả người bán và người mua đều mù mờ. Tìm hiểu kỹ thì đèn led cần một nguồn điện ổn định để chiếu sáng, thế mà sao lại toàn dây led ổn áp 12V/24V ngoài thị trường? Trong khi các hang lớn thì đôi khi lại cung cấp các dây led ghi rõ dòng điện 350mA mà điện áp thì lại thay đổi trong khoảng 12VDC-28VDC? Thật là quá khó hiểu.
Ổn áp (constant voltage) v.s định dòng (constant current)
Đầu tiên ta cần hiểu nguyên lý hoạt động của 2 loại bộ nguồn này.
Một bộ nguồn định dòng (constant current) sẽ cho phép điện áp cấp vào dây led dao động trong một khoảng nhất định nhằm giử cho dòng điện luôn giữ giá trị cố định là 350mA hoặc 700mA. Điều này đảm bảo rằng dù có chiếu sáng bao nhiêu giờ, dây led nóng lên bao nhiêu thì sự thay đổi của điện áp không làm dòng điện tăng giảm.
Trong khi đó, bộ nguồn ổn áp (constant voltage) thì lại giữ cho điện áp luôn ở mức ổn định là 12V hay 24V dù cho đèn có nóng lên làm dòng điện tăng giảm.
Vậy tôi nên chọn loại nguồn nào bây giờ?
Đối với bộ nguồn định dòng, đây là bộ nguồn chủ yếu dùng cho các đèn led công suất cao, ví dụ như đèn led chiếu sáng công cộng, đèn led trong các bảng quảng cáo ngoài trời hay là trụ đèn led. Đối với các đèn led sử dụng chip led công suất cao này thì điện áp là hàm mũ của dòng điện, hay nói cách khác là chỉ 1 thay đổi nhỏ của điện áp sẽ làm dòng điện thay đổi rất lớn. Như hình bên dưới, khi vừa bật đèn lên, sự thay đổi nhỏ 5% của điện áp (từ 2.74V lên 2.87V) thì sẽ khiến dòng điện qua chip led tăng gấp đôi từ 350mA lên 700mA.
Oh… thế dòng điện tăng lên thì led sẽ sáng lên cơ mà. Đúng vậy, nhưng nếu dòng điện qua led vượt qua ngưỡng của đèn led là 1500mA thì led sẽ bị vượt ngưỡng chịu đựng, chip led bị giảm tuổi thọ và độ sáng. Hình bên dưới cho thấy tương quan giữa cường độ dòng điện và nhiệt độ. Trong ví dụ ở trên, đèn led của bạn vẫn sáng ổn ở 700mA nhưng nếu bạn không có thiết bị giới hạn dòng thì dòng điện tăng làm nhiệt độ tăng và từ đó khiến dòng điện tiếp tục tăng đến lúc vượt quá giới hạn của chip led, đặc biệt trong môi trường nóng ẩm như tại Việt Nam. Đây là hiện tượng thermal runaway của chip led. Do đó, các chip led công suất cao thường đi với bộ nguồn định dòng để khi nhiệt độ chip led nóng lên, điện áp sẽ tăng lên theo và dòng điện vẫn được giữ trong mức hoạt động (350mA hoặc 700mA) và không bị hiện tượng thermal runaway xảy ra.
Khi nào thì mình cần bộ nguồn ổn áp (constant driver) 12V hay 24V?
Dễ trả lời nhất là khi dây led bạn mua / được cho có ghi rõ trên dây giữ 2 cực +/- là 12VDC hay 24VDC. Dễ ợt!!! Ơ thế giải thích sâu thêm chút thì sao?
Trong chiếu sáng phổ thông, sẽ chẳng tiết kiệm và thương mại hóa được đèn led nếu cứ làm từng con led rời từng chip mà phải làm thành dây led, dải led, thanh led với nhiều chip led nối lại với nhau. Và đương nhiên là các chip led be bé kia là loại công suất thấp hoặc không phải loại công suất cao và đặc biệt.
Khi nối các chip led công suất thấp này trên mạch PCB, nhà sản xuất sẽ đặt xen kẽ các điện trở hạn dòng để bảo đảm dòng điện qua chip led được tự điều chỉnh ở mức phù hợp, ngay cả khi chip led bị nóng lên. Từ đó, chỉ cần bộ nguồn giữ ổn định điện áp để cấp dòng cho led. Các loại dây led có các điện trở khác nhau thì yêu cầu điện áp khác nhau, 12V hay 24V, và được in rõ trên mặt dây led.
Và bạn cũng đừng dùng bộ nguồn định dòng (constant current) cho dây đèn led đã ghi rõ điện áp 12VDC hay 24VDC vì như thế sẽ giết điện trở của bạn và sau đó giết luôn bộ nguồn. 2 bộ nguồn này không thể dùng thay thế cho nhau được đâu.
Lợi thế của bộ nguồn định dòng (Constant current)
Khi bạn tự thiết kế một bo mạch led riêng với các chip led công suất cao được gắn với nhau, bạn nên sử dụng bộ nguồn định dòng vì:
1. Nó giúp bạn tránh hiện tượng thermal runaway trên các chip led
2. Giúp bạn control đèn led một cách dễ dàng dù đó là thiết bị tự chế.
Bộ nguồn định dòng là thiết bị có hiệu suất làm việc cao vì được thiết kế riêng cho từng loại đèn cụ thể.
Thế mạnh của bộ nguồn ổn áp (constant voltage)
Khi bạn dùng các dây đèn led có các chiều dài khác nhau thì đầu tiên nên nghĩ ngay đến bộ nguồn ổn áp. Nó sẽ rất hữu dụng vì các lý do sau
1. Đây là công nghệ quá quen thuộc cho các thợ điện từ thợ vườn cho đến kỹ sư điện công nghiệp. Dây ghi 12V thì mua nguồn ổn áp 12V thôi, chọn công suất theo chiều dài dây led là xong
2. Giá thành sản xuất bộ nguồn ổn áp rẻ hơn, đặc biệt là dễ sản xuất hàng loạt.
3. Bộ nguồn ổn áp cho phép bạn thay đổi chiều dài dây led linh hoạt, thích dài thì để dài, thích cắt thì cứ cắt thôi, nguồn không cần thay.
Vậy thì bây giờ bạn hiểu rồi đấy, tại sao người ta hay làm dây led ghi 12V hay 24V. Và cũng đừng tự trói mình mà mua dây đèn led ghi là định dòng, khi đó nếu bộ nguồn định dòng bị hư thì tìm mỏi mắt cũng không ra một nguồn định dòng trên thị trường. Giải thích như bên trên thôi, đó là bộ nguồn định dòng được thiết kế riêng cho từng loại đèn, không đại trà cho nhiều loại khác nhau. Nói chung là nó kén.
