Sürücü (Driver)
Driver teknik anlamda sürücü demektir. Bilgisayar teknolojilerinden motor teknolojilerine kadar birçok alanda bu teknik tanımı duymaktayız. Bizim ilgilendiğimiz kısmı LED Teknolojisinde kullanılan “LED Driver” olacaktır. Konvansiyonel aydınlatmada mekanik balast, daha sonra elektronik balast kullanımı gerçekleşmiştir, günümüz LED armatürlerinde ise LED driver bir sürücü tanımı olarak kullanılmaktadır.
Neden bir armatür için driver’ a ihtiyaç duyarız?
Bu sorunun temel mantığında AC (Alternatif Akım) ve DC (Doğrusal Akım) kavramlarını anlamamız yatmaktadır. Teknik analiz boyutuna inmeden kısa bilgilerle anlatmak gerekirse; Alternatif Akım; zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzende değişen akımdır. Sanayi, konut ve ofislerde kullanılır (buzdolabı, çamaşır makinası, bulaşık makinası AC ile çalışmaktadır). Doğrusal Akım ise; elektrik yüklerinin yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru sabit olarak akmasıdır (radyo, televizyon gibi elektronik eşyalar DC ile çalışmaktadır).
NOT : Alternatif Akım’ı (AC) pratikte ilk dizayn eden William Stanley olmasına karşın, laboratuvar ortamında üretimini sağlayan Nikola Tesla’ dır. 1900’ lü yıllarda Alternatif Akım mı Doğrusal Akım mı mücadelesini AC kazanmıştır.
Türkiye’de sanayi ve konutlara gelen şebeke gerilimi 220V’dur. Burada önemli bilgi şebekeden gelen 220V’un sabit olmamasıdır. Bu değer taşıma ve kullanıma bağlı olarak azalıp alçalmaktadır. LED driver sürücüleri AC’den DC’ye ya da DC’den DC’ye mantığı ile çalışmakta olup, ticari olarak kullanım oranına bakıldığında %98 oranında DC’den DC’ye driver kullanımı mevcuttur.
Burada driver şebekeden aldığı 220V gerilimi armatür içinde yapılan elektronik devrenin içerdiği voltaj aralığına göre düzenlemektedir.
Bu temel bilgilerden sonra, bir driver’ın çalışma prensibini anlatmak yerine aydınlatmada driver’ın bize sağladığı avantajlardan ve doğru driver seçimi için hangi kriterlere dikkat etmemiz gerektiğini inceleyeceğiz.
Aydınlatma sektöründe 2 tip driver kullanılmaktadır. Bunlar “Sabit Akım” ya da “Sabit Voltaj” driverlardır. Sabit akım driverlarda adı üzerinde akım sabit iken voltaj aralığı değişebilmekte (ticari olarak kullanılan driverların %90’dan fazlası sabit akımlı driverlardır), sabit voltaj driverlarda ise voltaj sabit olup akım değişebilmektedir.
Ticari olarak piyasada kullanılan driverlar üzerlerinde temel bilgileri içerirler. Bunlar; Watt, Sürüş Akımı, Şebeke Gerilimi, Frekans, Çalışma Voltaj Aralığı, Çalışma Sıcaklığı ve Sertifika Logoları’dır.
Bu temel bilgiler tüketiciye doğru ürünün seçimi konusunda yardımcı olmakla birlikte driver kalitesini temsil eden bilgileri içermemektedir. Bu bilgilere driver’ın teknik dokümanından bakılması gerekmektedir. Teknik dokümanda ise Güç Faktörü, Verimlilik, Flicker Oranı, Çalışma Sıcaklık Değişkeni, Toplam Harmonik Bozulma, Yüksek Gerilim Koruması gibi bilgiler yer almaktadır.
Rated Supply Voltage : 220-240V
Şebeke gerilim çalışma aralığı ülkeler arasında değişmektedir. Türkiye’de 220-240V aralığında olan bu değer Amerika’da 110V sistemi ile çalışmaktadır. Rated Supply Voltage değeri 220-240V olan ülkeler için uygun üretilen bir driver anlamına gelmektedir.
AC Voltage Range : 198-264V
Şebekeden gelen gerilim, bulunduğu bölgedeki yoğun kullanım, mesafe ya da iletim (taşıyıcı) sistemlerin kalitesine göre dalgalanma yaratmaktadır. Şebekeden gelen gerilim bu dalgalanma ile 200V’a kadar düşebilmekte ya da 250V’a kadar çıkabilmektedir. İşte bu dalgalanma risklerine bağlı olarak driver üreticileri koruma amaçlı driverlarında AC Voltage Range değerini 198V ile 264V aralığında tutmaktadır. Eğer driverinizdaki AC Voltage Range değeri 220V değerine çok yakın ise bulunduğunuz bölgedeki gerilim dalgalanmalarından çabuk etkilenecek olup arıza meydana gelecektir.
Özellikle dış mekân olarak geçen sokak, cadde ya da sanayi kuruluşlarında kullanılan driverlarda bu değer 100-370V aralığında olmaktadır. Bunun sebebi sanayi kuruluşları ve sokak armatürlerine gelen şebekede çok yüksek değişimlerin yaşanmasıdır.
Mains Frequency : 50/60 Hz
Bu değer de yine çalışma frekans aralığını belirtmekte olup, bulunduğunuz ülkenin frekansını temsil etmektedir.
Uout (V) : 27-45V
Çıkış voltaj aralığı olarak tanımlanabilmektedir. Driver şebekeden gelen 220V gerilimi içyapısında 27V ile 45V aralığında düzenleyebilir ve armatürünüze bu değerde gerilim verebilir.
Armatür üreticileri ileriki sayfalarda bahsedeceğimiz modul voltaj aralığına bağlı olarak driver çıkış voltaj aralığını seçmek zorundadırlar.
Örneğin yapmış olduğunuz armatürün modülündeki seri bağlantılar toplamı 20V ise ve siz çıkış voltajı 27-45V aralığında bir driver seçerseniz, modülünüze fazla gerilim yüklediğinizden bir süre sonra driverınız arızalanacaktır.
Ambient Temperature ta : -20 _ +50°C
Driverlar, şebekeden çektikleri enerjiyi armatüre aktarırken içyapısında bir ısınma meydana gelmektedir. Ortam ısısı da eklendiğinde driverı oluşturan elektronik parçaların dayanım ömrü azalmaktadır. Bu nedenle driverlar için her üretici bir çalışma sıcaklık aralığı belirtmiştir. Burada yanıltıcı olan bir faktör vardır, üreticiler ürettikleri driver için yaklaşık 50.000 saat gibi ömür biçmektedirler fakat bu değeri belirlerken yapılan testlerde genellikle maximum ortam sıcaklığını baz almazlar. Kullanacağınız driver -20 ile 50°C aralığında ortam sıcaklığında çalışabilir fakat verilen ömür 40°C’de ölçülmüş olabilir. Bu demek oluyor ki 50°C’de kullanırsanız driverınız 25.000 ya da 30.000 saat dayanabilir. Bu nedenle driver üzerinde “life-time temperature” ve buna karşılık gelen dereceyi görmeniz gerekmektedir.
Overvoltage Protection : 320V, 1h
AC Voltage Range aralığında bahsedilen şebeke gerilim dalgalanması, genellikle 20-30V aralığında olmakla birlikte bazı durumlarda çok ani ve yüksek değerde voltaj dalgalanması yaşanabilmektedir. Tam bu noktada Overvoltage Protection devreye girmektedir.
Driverinizdaki bu değer 320V yükündeki gerilimi 1 saat boyunca absorbe edebileceği anlamını taşımakta olup, driverin arıza yapmasını engelleyecektir. Sıklıkla şikâyet edilen durumlardan biri olan ani dalgalanmalarda patlayan driverlarda bu özelliğin olmamasıdır.
Typ. Current Ripple +-30%
Ripple İngilizceden dilimize dalgalanma olarak geçmektedir. Driverın üzerine aldığı akımı LED modüle aktarırken yaşanan dalgalanmayı belirtir. Bu dalgalanma aralığı ne kadar yüksek olursa armatürdeki flicker yani titreşim değeri o kadar yüksek olur. Bu durumda da insan sağlığını ve psikolojisini bozan sağlık sorunları ortaya çıkar. Geçmiş bölümlerde “Flicker” başlıklı konuda bu özellik detaylı olarak anlatılmıştır.
Time <0.5s
LED driver şebekeden aldığı akımı armatüre iletirken belli bir süre geçer, konvansiyonel aydınlatmalarda özellikle floresan grubunda bu durum daha belirgindi. Siz armatüre enerji verdiğinizde aydınlatmanın başlaması 2-3 saniye sonra gerçekleşirdi. Buradaki Time “starting ve turn off” yani açma kapama zamanlarında armatürün ne kadar sürede aktif olacağını ya da söneceğini belirtmektedir.
Efficiency at full load %91
Driver verimliliği olarak adlandırdığımız “Efficiency”, driver’ın tam yük altında belirtilen Watt değerinde çalışabilmesi için şebekeden çekmesi gereken asıl güç değerini temsil eder. Özellikle Uzak Doğu’da üretilen ve tüm Dünya’ya ihraç edilen ekonomik ürünlerde “Efficiency” değerleri çok zayıftır ve bu ürünlerin tüketimi LED teknolojisinin sağladığı enerji verimliliği ilkesine ters mantıktadır. Örneğin 40W’lık bir driver çalıştırıyorsunuz ve bu driverin “Efficiency” değeri %80 ise bu durumda driverın armatürünüze 40w’lık bir güç verebilmesi için şebekeden 40/0,8 = 50W güç çekmesi gerekecektir. Belli kalite standartlarında üretilen driverlarda “Efficiency” değeri %90’nın altında olmamaktadır.
Power Factor (λ) at full load 0,96
Driverlarda Güç Faktörü olarak geçen Power Factor’u analiz etmek için 3 terimi bilmemiz gerekmektedir. Bunlar Real Power (Gerçek Güç), Reactive Power (Reaktif Güç), Apparent Power (Görünen Güç). Bu tanımlar Güç Üçgeni adı verilen bir sistemde gösterilir.
Buradaki Reactive Power; ilk kalkış akımına ihtiyaç duyulan zamanlarda devrelerde ilk uyartımı sağlamak için şebekeden çekilen güçtür. Özellikle sanayi tipi bölgelerde ihtiyaç duyulur. Real Power; tüketici tarafından asıl olarak harcanan, kullanılan güçtür. Apparent Power; Şebekeden çekilen toplam gücü temsil eder.
Fabrikalarda, konutlarda, tesislerde ödenen elektrik faturalarının bedeli Apparent Power’a göre düzenlenir ve bu yüzden Reactive Power’ın büyük olması tüketicinin istemediği bir durumdur. Çünkü Güç Üçgenindeki cosinüs teoremine göre;
Bu durumda cosinüs fi değeri ne kadar az olursa, Reaktive Power tüketimi düşecek ve kullanılan gerçek güç ile görünen güç o kadar yakın olacak. Cosinüs 0 değeri 1’dir. Yani hiç Reactive Güç tüketiminin olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle kullanılacak driver’ın PF değeri 1’e en yakın değerde olması istenmektedir.
