Zasilacze - jak są zbudowane i jak działają?

Zasilacz w oświetleniu LED – zbyt często bagatelizowane urządzenie!

Oświetlenie LED to technologia posiadająca bardzo wysokie wymagania co do jakości zasilania. Praca całego systemu oświetlenia diodowego, a przede wszystkim jego trwałość, żywotność, niezawodność oraz jakość dawanego światła zależy w ogromnej mierze od zasilania. Niestety producenci gotowych opraw lub instalatorzy LED często zapominają o tym fakcie i próbują oszczędzać właśnie na zasilaczach, które są niezbędne przy technologii LED z uwagi na niskie napięcie przewodzenia diod. W niniejszym artykule opiszemy więc szczegółowo budowę i zasadę działania zasilaczy aby pokazać:

Jak ważna jest wysoka jakość zasilacza?

Jest bardzo ważna. Ale o tym nieco później. Na razie zajmijmy się podstawami, czyli rodzajami zasilaczy. Generalnie są dwa rodzaje zasilaczy:

• tradycyjne (zwane też liniowymi) – oparte na typowym transformatorze i liniowej stabilizacji napięcia lub prądu za pomocą tranzystora, który zmieniając swój stopień przewodzenia reguluje parametry wyjściowe
• impulsowe (zwane też przetwornicami) – oparte o cyfrowy układ przełączający napięcie z wysoką częstotliwością i kontrolujący jego średnią wartość za pomocą modulacji PWM.

Te pierwsze, czyli liniowe, do oświetlenia LED nie nadają się zbyt dobrze z uwagi na swoją niską sprawność, duże gabaryty oraz spore wydzielanie ciepła. Dlatego w artykule zajmiemy się przede wszystkim zasilaczami impulsowymi. Poniżej jednak pokrótce opiszę budowę zasilacza tradycyjnego aby wyjaśnić różnice i pokazać ewidentną przewagę zasilaczy impulsowych – ale tylko tych dobrych jakościowo!

Jak działa tradycyjny zasilacz transformatorowy?

W takim zasilaczu napięcie przemienne sieci 230 VAC jest obniżane za pomocą transformatora do napięcia nieco wyższego niż wymagane stałe napięcie wyjściowe. Po przejściu przez transformator napięcie niskie ale wciąż przemienne jest prostowane za pomocą mostka Graetza (czyli 4 diod prostowniczych odpowiednio połączonych). Na wyjściu z mostka prostowniczego wpięty jest kondensator elektrolityczny o dużej pojemności (lub kilka takich kondensatorów), którego zadaniem jest wygładzić napięcie wychodzące z mostka i wyrównać jego wartość w górnych przebiegach. Na końcu tej drogi znajduje się układ elektroniczny, który za pomocą tranzystora zmieniającego swoją rezystancję stabilizuje napięcie (lub prąd w zasilaczach prądowych) wychodzące z zasilacza. Wygląd typowego zasilacza liniowego o dużej mocy (140 W) przedstawia poniższy rysunek z zaznaczonymi blokami, które zostały opisane wyżej:

Tego typu zasilacz posiada sprawność na poziomie 40-60 %, czyli bardzo małą. Oznacza to bowiem, że w najlepszym wypadku na przykładowe 100 W pobieranych z sieci 230 V na wyjściu zasilacza dostaniemy zaledwie 60 W. A zatem całe 40 W zasilacz straci na wytwarzanie ciepła. Tak niska sprawność wynika z faktu, że już na samym początku sporo mocy jest traconej w transformatorze, który przy częstotliwości napięcia sieci 50 Hz posiada niską sprawność i dużo energii ucieka na grzanie się oraz generowanie pola magnetycznego. Ponadto tranzystor stabilizujący, który działa jak rezystor o zmiennej rezystancji również dużą część energii przetwarza na ciepło, a więc kolejne straty. Dodatkowymi wadami tego typu zasilaczy są duże gabaryty (przy dużych mocach wręcz ogromne) i mocne grzanie się, co pociąga za sobą konieczność zapewnienia odpowiedniego chłodzenia. Te wszystkie cechy sprawiają, że nie tylko do celów oświetlenia LED (które posiada wysoką sprawność) ale generalnie nie powinno się stosować tradycyjnych zasilaczy liniowych ponieważ są mocno nieekonomiczne a co za tym idzie nieekologiczne.

Mają one jeszcze jedną poważną wadę. Nawet jeżeli nie podłączymy do nich żadnego odbiornika to i tak będą pobierać sporo prądu. Dzieje się tak dlatego, że transformator na biegu jałowym (czyli właśnie w sytuacji gdzie do jego wyjścia nic nie jest podłączone) również pobiera pewien stały prąd. Prąd ten w zależności od mocy i konstrukcji transformatora może dochodzić nawet do 20% nominalnego prądu – a to bardzo dużo. Zwłaszcza w przypadku zasilaczy o dużych mocach. Na szczęście nie jesteśmy skazani na takie straty energii elektrycznej dzięki zasilaczom impulsowym.

Jak działa zasilacz impulsowy (przetwornica napięcia)?

Co do ogólnej zasady to nieco podobnie do liniowego ale droga napięcia i kolejność jego „obróbki” jest inna. Tutaj od razu na samym początku napięcie przemienne jest prostowane za pomocą mostka Graetza i jego wartość szczytowa jest wygładzana przez kondensatory. W zasilaczach wyposażonych w filtr PFC (o którym nieco później) między mostkiem a kondensatorem znajduje się jeszcze właśnie ten filtr. Po mostku prostowniczym i kondensatorze otrzymujemy więc od razu napięcie stałe ale o wysokiej wartości (300-320 V). Jest ono dalej filtrowane przez układy LC (cewki i kondensatory), które obniżają pulsowania, przepięcia i różne zakłócenia o wysokich częstotliwościach. Kolejnym elementem jest podobnie jak w zasilaczu tradycyjnym transformator, ale na tym podobieństwa się kończą. Transformator jest bowiem podłączony przez tranzystor, który włącza i wyłącza prąd z bardzo dużą częstotliwością rzędu kilku do kilkunastu tysięcy razy na sekundę stosując modulację PWM. Dzięki tak dużej częstotliwości pracy oraz braku przemienności napięcia sprawność transformatora drastycznie się zwiększa. Dlatego może on być zdecydowanie mniejszy i lżejszy niż w zasilaczu liniowym przy podobnej mocy wyjściowej. Obniżone napięcie wyjściowe jest dalej ponownie prostowane (z uwagi na zniekształcenia wprowadzane przez transformator, które mogą mieć odwrotną polaryzację) i jeszcze raz wygładzane oraz filtrowane za pomocą kondensatorów oraz cewek. Na końcu znajduje się układ sprzężenia zwrotnego, który sprawdza wartość napięcia (lub prądu) na wyjściu i w przypadku jego zmian przekazuje informację do tranzystora sterującego dopływem prądu do transformatora. Tranzystor poprzez zmianę wypełnienia przebiegu PWM zmienia średnią wartość napięcia doprowadzonego do transformatora w taki sposób aby na wyjściu zawsze panowało stałe napięcie (lub prąd – w zasilaczach prądowych). Układ ten działa z bardzo dużą szybkością, dzięki czemu zmiany napięcia wyjściowego są bardzo małe i szybko korygowane. Układ jednak pracuje w sposób cyfrowy, czyli impulsowy, zatem pomiar odchyłek oraz ich korekcja nie jest dokonywana w sposób ciągły ale co jakiś określony czas. W tańszych zasilaczach układ ten jest dosyć wolny, przez co stabilność napięcia na wyjściu jest mniejsza. Dodatkowo niska częstotliwość sprzężenia zwrotnego może powodować poważne problemy przy oświetleniu diodowym, które również jest sterowane impulsowo (poprzez PWM) ale o tym nieco dalej.

Jak to wygląda w praktyce pokazuje zdjęcie poniżej, które przedstawia jeden z lepszych zasilaczy impulsowych zawierających wysokiej jakości elektronikę i wiele dodatkowych obwodów podnoszących jakość i parametry zasilacza. Omawiane powyżej bloki zostały zaznaczone na zdjęciu.

Od czego zależy jakość zasilacza impulsowego?

Z powodu sporej komplikacji układów elektronicznych od bardzo wielu czynników. Przedstawiona powyżej budowa zasilacza impulsowego jest bardzo ogólna i uproszczona. W rzeczywistości zasilacze impulsowe potrafią się od siebie dramatycznie różnić. Aby więc pokazać dlaczego nie warto stosować tanich zasilaczy impulsowych o niskiej jakości przyjrzyjmy się bliżej poszczególnym blokom takiego zasilacza.

Zabezpieczenia wejściowe

Czyli obowiązkowo bezpiecznik chroniący zasilacz oraz podłączone do niego urządzenia przed uszkodzeniami na skutek zwarć lub dużych przepięć. Dodatkowo stosuje się warystor (lub kilka) będący dobrym zabezpieczeniem przeciw przepięciowym. W dobrych zasilaczach układy zabezpieczające są mocniej rozbudowane dzięki czemu jeszcze lepiej chronią przed uszkodzeniami na skutek przepięć i zakłóceń w sieci 230 VAC.

Mostek prostowniczy

Służy tylko jednemu celowi: zamienić napięcie przemienne (zmieniające swoją biegunowość 50 razy na sekundę) na stałe, czyli wyprostować. Dzięki temu, że na wejściu zasilacza mamy wysokie napięcie to prąd płynący przez mostek jest stosunkowo mały i mostek nie musi być ani duży ani zbytnio się nie grzeje. Na wyjściu mostka dostajemy napięcie wyprostowane ale wciąż mocno pulsujące (w kształcie sinusoidy, której dolną część przeniesiono na górę jako odbicie lustrzane).

Filtr PFC

To specjalny układ pilnujący aby współczynnik mocy miał wartość jak najbliższą 1. Tylko co to jest ten współczynnik mocy? Jest on ściśle powiązany z faktem, że przy zasilaniu napięciem przemiennym moc pobierana przez urządzenie nie zawsze jest równa mocy, jaką elektrownia musi dostarczyć do sieci zasilającej to urządzenie. Jest to bardzo obszerny temat, na rozwinięcie którego nie ma tutaj miejsca. Dlatego w dużym uproszczeniu napiszę tylko, że każdy odbiornik zasilany napięciem przemiennym pobiera tak zwaną moc czynną i moc pozorną. Moc czynna jest to moc, którą urządzenie faktycznie wykorzystuje, czyli oddaje w postaci prądu, ciepła lub pracy (w przypadku silników). Moc pozorna to jest moc, którą urządzenie musi pobrać z sieci aby oddać moc czynną. W idealnym przypadku moc czynna powinna być równa mocy pozornej. Niestety tak zdarza się wyłącznie w przypadku odbiorników rezystancyjnych, które są rzadkością. Czyli na przykład zwykły rezystor wpięty do sieci 230 VAC będzie odbiornikiem rezystancyjnym i pobierane przez niego moc czynna i pozorna będą identyczne. Wtedy współczynnik mocy tego rezystora będzie wynosił 1. Wystarczy jednak aby do tego rezystora dołączyć cewkę lub kondensator, a z obciążenia rezystancyjnego zrobi nam się odpowiednio obciążenie indukcyjne lub pojemnościowe. I tutaj zaczynają się schody ponieważ oba te obciążenia sprawiają, że pobrana moc pozorna musi być większa niż moc czynna faktycznie wykorzystana przez odbiornik. W praktyce oznacza to, że elektrownia musi dostarczyć więcej mocy, która i tak nie zostanie wykorzystana. Żeby dostarczyć więcej mocy trzeba położyć grubsze przewody, zastosować większe transformatory, droższy osprzęt, itd. Na dużą skalę są to olbrzymie koszty dodatkowe. Dlatego tak ważne jest aby wszystkie urządzenia miały jak najlepszy współczynnik mocy.

A w jaki sposób można go poprawić? Poprzez kompensowanie obciążenia danego typu, typem przeciwnym. Czyli jeśli nasze obciążenie to silnik, czyli cewka to jest ono indukcyjne. Wystarczy więc dołączyć równolegle odpowiednią ilość kondensatorów (lub jeden kondensator o odpowiedniej pojemności) aby wypadkowa wyszła blisko zeru, czyli obciążeniu rezystancyjnemu.

W przypadku zasilaczy impulsowych na wejściu, zaraz za mostkiem prostowniczym mamy kondensator o dużej pojemności, który psuje nam współczynnik mocy jako obciążenie pojemnościowe. Należy więc dołożyć do tego układu cewkę aby skompensować obciążenie. Taki cewka to właśnie pasywny filtr PFC. Pasywny dlatego, że indukcyjność cewki jest stała. Niestety pobór prądu zasilacza może się zmieniać (na przykład w zależności od jasności podłączonego oświetlenia) i wtedy zmienia się wpływ pojemności kondensatora na sieć energetyczną. W takim przypadku pasywny filtr PFC nie będzie w stanie skorygować typu obciążenia do danej sytuacji. Dlatego stosuje się również aktywne filtry PFC, które różnią się od pasywnych tym, że cewka podłączona jest przez tranzystor, który aktywnie poprzez swoją rezystancję dopasowuje indukcyjność cewki do chwilowej pojemności. Oczywiście aktywny układ PFC jest droższy od pasywnego.

Najciekawsze jest to, że taka korekcja współczynnika mocy jest najkorzystniejsza dla dostawców energii. Od strony użytkownika zasilacz działałby tak samo a w niektórych przypadkach nawet lepiej bez takiego filtra. Choćby dlatego, że zasilacze z filtrem PFC mają nieco gorszą sprawność, ponieważ cześć mocy jest tracona w cewce kompensującej obciążenie pojemnościowe. Czasami zdarza się również, że działanie aktywnego filtra PFC powoduje większe wahania napięcia wyjściowego. Niestety od pewnego czasu na rynek europejski nie mogą trafiać zasilacze o mocy powyżej 150 W bez filtra PFC. Na szczęście dla celów oświetlenia LED zazwyczaj wystarczają nam niższe moce.

Kondensator

To jeden z ważniejszych elementów zasilacza ponieważ od jego jakości zależy stopień wygładzenia napięcia oraz jego filtracji. Kondensator ten pracuje przy stosunkowo wysokim napięciu zasilania (okolice 300 V) dlatego musi mieć odpowiednio wysokie dopuszczalne napięcie pracy (zazwyczaj 400 V). Takie kondensatory są drogie, więc sporo producentów oszczędza używając kondensatorów o małej pojemności i słabej jakości. Wiąże się to ze znacznie gorszym wygładzaniem napięcia, jego słabszą filtracją a także ryzykiem szybkiego zmniejszania się pojemności w miarę upływu czasu. Ponadto kondensator niskiej jakości może wybuchnąć. Jest to więc drugi element (po zabezpieczeniach wejściowych) od jakości którego zależy jakość całego zasilacza.

Układy filtrujące

Im bardziej złożone tym lepsza filtracja napięcia sieci, a tym samym trudniej się wszelkim zakłóceniom przedostać na wyjście zasilacza. W tanich zasilaczach układ ten albo jest kompletnie pominięty albo składa się z dwóch elementów w postaci cewki i kondensatora. Droższe zasilacze mają więcej elementów, które lepiej filtrują wszystkie paskudztwa elektryczne chcące się dostać do wyjścia i zepsuć naszą instalację 🙂

Tranzystor kluczujący

To ważny element, bo tak na prawdę od niego w głównej mierze zależy stabilność napięcia wyjściowego oraz częściowo sprawność zasilacza, a to przekłada się bezpośrednio na ilość ciepła, jaką wydzieli niepotrzebnie. Do celów załączania transformatora modulacją PWM stosuje się prawie zawsze tranzystory polowe (MOSFET), których na rynku jest cała masa. Ich parametry mogą być bardzo różne. Tanie tranzystory mają niższe częstotliwości pracy oraz większe rezystancje przełączania. Oba te parametry wpływają na gorszą sprawność zasilacza, a wynikające z tego wzmożone produkowanie ciepła wymusza albo większe gabaryty (duże radiatory) albo wymuszone chłodzenie, które nie dość że hałasuje to jeszcze się często psuje. Ponadto tańsze tranzystory mają większa pojemność, która dodatkowo pogarsza sprawność całego układu.

Transformator

Kolejny bardzo istotny element zasilacza. W połączeniu z poprzednimi elementami w dużym stopniu wpływa na sprawność zasilacza, a także bezpieczeństwo jego użytkowania. To on decyduje o separacji galwanicznej napięć wyjściowych, która jest ważna nie tylko z uwagi na ryzyko porażenia ale także ze względu na powstawanie prądów wyrównawczych przy niskiej separacji, które mogą powodować spore problemy w instalacjach. Między innymi z tego powodu warto stosować zasilacze posiadające dodatkowy styk do podłączenia uziemienia (przewód PE). Nie dość, że zapewniają wyższy poziom bezpieczeństwa to zazwyczaj skuteczniej działają w nich zabezpieczenia przeciwprzepięciowe.

Prostownik

Napięcie wyjściowe z transformatora jest przepuszczane przez diody Schotkiego, które nie dość, że są bardzo szybkie (czyli idealnie nadają się do prostowania napięcia o dużej częstotliwości) to jeszcze posiadają bardzo małe spadki napięć w stosunku do zwykłych diod prostowniczych, co przy niskim napięciu po wtórnej stronie transformatora ma już znacznie większe znaczenie niż w przypadku mostka prostowniczego po stronie wysokiego napięcia. Dzięki dużej szybkości działania diody grzeją się znacznie mniej i mogą być mniejsze, a niski spadek napięcia poprawia ogólną sprawność zasilacza. Poza tym diody te nie tyle prostują napięcie z transformatora ile raczej nie przepuszczają wyindukowanych impulsów o odwrotnej polaryzacji – pracują więc w dosyć korzystnych warunkach.

Filtry niskonapięciowe

Wyprostowane napięcie przechodzi następnie przez mniej lub bardziej złożone układy filtrów składające się głownie z kondensatorów oraz cewek (dławików), które mają za zadanie wygładzenie napięcia oraz odcięcie wszelkich pozostałości pulsacji lub zakłóceń. Jak można się domyślić jakość i złożoność tych filtrów wpływa mocno na jakość dostarczanego napięcia. Większość tanich zasilaczy posiada w tym miejscu jedynie kondensator elektrolityczny, który sam nie poradzi sobie ze wszystkimi niedoskonałościami pozostałymi wciąż w prądzie po przejściu przez transformator.

Układ sprzężenia zwrotnego

Tutaj zasilacze rożnych producentów różnią się najbardziej, ponieważ jest wiele metod, jakie można zastosować tak do pomiaru napięcia jak do jego korekcji. Dlatego układ sprzężenia zwrotnego jest kolejnym blokiem mającym duży wpływ na jakość napięcia wyjściowego zasilacza impulsowego a konkretnie na jego stabilność, która przy diodach LED ma duże znaczenie. Zwłaszcza w systemach, gdzie nie ma driverów prądowych tylko diody LED są ograniczane prądowo jedynie rezystorami.

Dodatkowo w przypadku regulacji jasności (lub koloru diod) za pomocą modulacji PWM i zasilacza impulsowego niskiej jakości lub o innym przeznaczeniu, którego układ sprzężenia zwrotnego działa z niską częstotliwością może dojść do efektu pulsowania lub migotania całego oświetlenia. Często winą za pulsowanie obarczany jest sterownik lub ściemniacz ale prawdziwa przyczyna problemu tkwi zazwyczaj w zasilaczu. Chodzi o to, że jeżeli częstotliwość PWM oraz sprzężenia zwrotnego zasilacza są podobne lub ta druga jest niższa to zasilacz nie nadąża z korekcją napięcia wyjściowego za modulacją PWM (która polega przecież na szybkim włączaniu i wyłączaniu diod). PWM załącza diody, które powodują spadek napięcia na wyjściu zasilacza. Sprzężenie zwrotne podwyższa więc napięcie ale w tym czasie PWM zdąży już wyłączyć diody, zatem napięcie na wyjściu rośnie. Sprzężenie zwrotne znów obniża napięcie ale PWM ciut wcześniej załączyło diody… i tak w kółko. Efekt jest taki, że całe oświetlenie pulsuje i nikt nie wie dlaczego. A to właśnie nieprzemyślane oszczędzanie na zasilaczu nie przystosowanym do LED często bywa przyczyną.

Układ regulacji napięcia

Niektóre zasilacze posiadają możliwość dokładnej kalibracji wartości napięcia wyjściowego (najczęściej za pomocą małego potencjometru montażowego). Przydaje się to czasami, kiedy chcemy skompensować spadki napięć na przewodach lub z innego powodu delikatnie podnieść lub obniżyć napięcie zasilania obwodu. Układ ten jest dosyć ściśle powiązany ze sprzężeniem zwrotnym ponieważ dzięki niemu przekazuje wymagane zmiany napięcia do tranzystora kluczującego.

Zasilacze kontra temperatura.

Żadne urządzenie elektroniczne (może poza lampami elektronowymi) nie lubi zbyt wysokiej temperatury. Podobnie jest z zasilaczami. Im wyższa temperatura otoczenia tym gorzej się im pracuje ponieważ powietrze słabiej odbiera ciepło od ich elementów elektronicznych. Długa praca w podniesionej temperaturze skutkuje niestety znacznym skróceniem żywotności, zaś przekroczenie dopuszczalnej temperatury pracy może prowadzić do uszkodzenia zasilacza. Dobrej klasy zasilacze posiadają wbudowane czujniki temperatury, który pilnują aby wnętrze zasilacza się nie przegrzało i albo wyłączają elektronikę po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury albo w najlepszych konstrukcjach w miarę wzrostu temperatury płynnie ograniczają prąd dostarczany do obciążenia.

Jednak zawsze najlepszym sposobem na zapewnienie zasilaczowi optymalnych warunków pracy jest takie projektowanie systemu oświetlenia aby po pierwsze zapewnić zasilaczowi odpowiedni obieg powietrza zapewniający skuteczną wentylację i odprowadzanie ciepła, a po drugie nie obciążać zasilacza w 100% tylko zostawić zawsze jakiś delikatny zapas. Tym bardziej, że spora część producentów zasilaczy (zwłaszcza tych tańszych) lubi zawyżać parametry techniczne i obciążenie takiego zasilacza w 100% nawet w idealnych warunkach temperaturowych spowoduje jego przegrzewanie się. Nie należy jednak przesadzać z niedociążaniem zasilaczy impulsowych, ponieważ ich maksymalna sprawność przypada zazwyczaj na zakres 80-95% obciążenia.

Na koniec chciałbym jeszcze napisać…

O sprawności zasilaczy słów kilka.

Sprawność urządzeń elektrycznych podawana jest zazwyczaj w procentach i określa jaki procent mocy dostarczonej do urządzenia potrafi ono użytecznie wykorzystać. Oczywiście idealne urządzenie miałoby sprawność 100%. Niestety jak na razie nikomu nie udało się wynaleźć takiego urządzenia i pewnie jeszcze jakiś czas tak pozostanie. Warto jednak korzystać z urządzeń o jak największej sprawności co najmniej z kilku powodów, z których najważniejszy to zwykła ekonomia. Wyjaśnię to na przykładach:

Załóżmy, że mamy dwa zasilacze o mocy wyjściowej 100 W. Pierwszy posiada sprawność 50%, a drugi 85% – czyli przykładowo pierwszy to tradycyjny zasilacz liniowy, a drugi to zasilacz impulsowy. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że ten drugi jest „tylko” 35% sprawniejszy od pierwszego. Ale w praktyce różnica jest znacznie większa, ponieważ z definicji sprawności trzeba to policzyć nieco inaczej.

Pierwszy zasilacz o sprawności 50%, aby na wyjściu dostarczyć wymagane 100 W, pobierze nam z sieci moc 200 W (bo 50% z 200 W daje właśnie 100 W). Drugi zasilacz posiadający sprawność 85% przy tej samej mocy 100 W na wyjściu pobierze z sieci tylko 117,65 W! To bardzo duża różnica, bo ponad 82 W, prawda? Znacznie większa niż 35%! Co więcej jeśli zastanowimy się nad tym, co się stało z tą różnicą mocy to dojdziemy do wniosku, że została ona zamieniona na straty, czyli ciepło. A zatem pierwszy zasilacz stał się grzejnikiem o mocy 100 W! Za to drugi oddał w postaci ciepła tylko 17,65 W. Tutaj różnica jest jeszcze większa. Tym bardziej, że ciepło wydzielone przez zasilacze trzeba jakoś i gdzieś rozproszyć.

Konkludując.

Jeśli oszczędzimy na zasilaczu i kupimy tańszy zasilacz o niskiej sprawności i słabej jakości to nie dość, że ryzykujemy uszkodzenie diod LED, ich migotanie (które nie jest ani zbyt zdrowe dla wzroku ani przyjemne) to jeszcze montujemy sobie niepotrzebny grzejnik. Ale najciekawsze jest to, że finalnie wcale nie oszczędzamy bo dzięki niskiej sprawności zasilacza za prąd zapłacimy znacznie więcej niż w przypadku droższego zasilacza. Okazuje się więc, że oszczędność jest tylko pozorna bo po pewnym okresie użytkowania tani zasilacz zacznie nas kosztować zdecydowanie więcej niż drogi! A z każdym kolejnym miesiącem ten koszt będzie się powiększał!

Jak duży to będzie koszt oraz jak szybko tańszy zasilacz zacznie generować straty zamiast oszczędności? To zależy od wielu czynników, jak moc, sprawność, cena oraz czas użycia w ciągu doby. Żeby jednak pokazać w bardzo praktyczny sposób, że są to duże różnice odwołam się do dwóch powyższych przykładów zasilaczy i policzę dla nich koszty zużycia energii elektrycznej. Załóżmy, że średnio korzystamy z oświetlenia LED zasilanego powyższymi zasilaczami przez 8 godzin na dobę. Droższy zasilacz o dużej sprawności zużyje przez ten czas 0.94 kWh, a tańszy ale o niskiej sprawności 1.6 kWh. Zakładając średnią cenę za 1 kWh na poziomie 0.50 zł droższy zasilacz będzie nas kosztował 47 groszy na dobę, a tańszy zasilacz 80 groszy. Zatem roczny koszt energii pobranej przez droższy zasilacz to 171,55 zł. Tańszy zasilacz po roku pracy będzie nas kosztował 292zł! Czyli już po roku pracy droższy zasilacz wygeneruje nam o 120,45 zł niższy rachunek za prąd. Widać więc wyraźnie, że nie warto kupować tańszego zasilacza, bo tańszy będzie tylko i wyłącznie w momencie zakupu. Potem będzie już tylko coraz droższy, a niska jakość niestety pozostanie. Jeśli do tego poza kosztami energii elektrycznej dojdą nam koszty napraw lub wymiany uszkodzonych przez niską jakość zasilania diod LED to okaże się, że przez nieprzemyślaną chęć zaoszczędzenia stracimy bardzo dużo pieniędzy!

Podobnie ma się sprawa z diodami LED niskiej oraz wysokiej jakości…ale to już temat na zupełnie inny artykuł.

Krzysztof Ratyński