Prefazione:
la marcatura CE di un apparecchio a LED prevede diversi requisiti, tra cui sicurezza,
compatibilità elettromagnetica (EMC), RoHS ed Ecodesign (progettazione
ecocompatibile).
Sicurezza, EMC e RoHS sono stati ampiamente discussi negli anni precedenti.
Recentemente la progettazione ecocompatibile è obbligatoria per i prodotti immessi sul
mercato, ovunque essi siano installati.
I prodotti che rientrano nel campo di applicazione della progettazione ecocompatibile
devono riportare la marcatura CE ed il costruttore deve menzionare un riferimento alla
direttiva quadro 2009/125/CE nella dichiarazione CE.
L’alimentatore è un componente essenziale all'interno di ogni apparecchio a LED e
determina i principali requisiti indicati sopra.
Pertanto la selezione dell’alimentatore ha una grande influenza sulle prestazioni
complessive dell’apparato di illuminazione a LED ed anche nel processo di certificazione
del prodotto finito.
Il produttore del corpo illuminante può essere favorito nella scelta di un driver adatto
dalla
fornitura dei certificati e dei test report completi.
La Figura 1 mostra la composizione della marcatura CE per gli alimentatori per LED.
Questo articolo tratterà i temi essenziali ed i fattori chiave necessari per acquisire il
marchio CE su apparecchiature per illuminazione per il mercato Europeo, basate su
driver per LED o alimentatori.
Figura 1: requisiti CE per driver LED o alimentatori
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LVD come requisito di sicurezza:
La direttiva LVD attuale è basata sulla normativa 2006/95/CE e sarà sostituita dalla
2014/35/UE a partire dal 20 Aprile 2016.
La nuova direttiva specifica esplicitamente la funzione e la responsabilità di ogni
soggetto che concorre ad immettere il materiale elettrico sul mercato.
Il driver per LED utilizzato in una apparecchiatura illuminotecnica deve soddisfare sia la
EN61347-1, come requisito generale, che la EN61347-2-13 per i requisiti di sicurezza.
L'attuale versione valida del requisito generale è EN61347-1:2008+A1:2011, e rimarrà
tale fino al 1 Gennaio 2016.
Da allora la EN61347-1:2008+A1:2011+A2:2013 sarà applicata a tutti i prodotti
esistenti e nuovi.
La normativa corrente per la sicurezza degli alimentatori per LED, la EN61347-213:2006, rimarrà valida fino al 8 Ottobre 2017. Come conseguenza, si consiglia di avere
driver LED conformi alla LVD nelle edizioni EN61347-1:2008+A1: 2011+A2:2013 e
EN61347-2-13:2006.
Requisito EMC:
La direttiva EMC attuale si basa sulla normativa 2004/108/CE e sarà sostituita dalla
2014/30/EU a partire dal 20 Aprile 2016.
La nuova direttiva specifica esplicitamente la funzione e la responsabilità di ogni
soggetto che concorre ad immettere il materiale elettrico sul mercato.
I driver per LED coperti della direttiva EMC 2004/108/CE includono una lista di norme
armonizzate per apparecchi di illuminazione a LED riportati nella Tabella 1.
Le normative EMC possono avere requisiti diversi per ambienti domestici e industriali.
Come conseguenza si deve fare attenzione nella scelta della corretta normativa, in
funzione dei requisiti della lampada a LED.
Le norme più importanti, soprattutto per alimentatori per LED, sono la EN55015 per le
emissioni EMI e la EN61000-3-2 per le correnti armoniche. Se entrambi le normative
sono soddisfatte, il passo successivo è quello di verificare se il driver per LED è
conforme ad EN61000-3-3 (sfarfallio della tensione) ed EMS EN61547 che riguarda altri
test.
Tabella 1: elenco di norme armonizzate con la direttiva EMC per apparecchi di illuminazione.
Corrente armonica:
EN61000-3-2 descrive le emissioni di correnti armoniche consentite per i dispositivi con
corrente di ingresso fino a 16A per fase. Gli alimentatori per LED con potenza nominale
inferiore a 25Watt non hanno valori limite per le correnti armoniche. La tabella 2 mostra
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i limiti delle correnti armoniche per alimentatori che abbiano una potenza di ingresso
effettiva maggiore di 25 W.
Tabella 2: limiti delle correnti armoniche per LED driver > 25W
La relazione tra la corrente armonica ed il fattore di potenza può essere esplicata nella
seguente equazione.
Sebbene la corrente armonica dei LED driver con potenza inferiore a 25Watt non è
regolamentata dalla EN61347, è stata disciplinata dalla direttiva sulla progettazione
Ecocompatibile per mezzo del fattore di potenza.
Dove:
- THDi è la distorsione armonica totale
- I1 è la corrente fondamentale
- I2 è la corrente dell’armonica di 2° ordine
- I-ennesima è la corrente dell’armonica di ennesimo ordine.
Requisito Ecodesign:
la direttiva 2009/125/CE che descrive i requisiti per la progettazione ecocompatibile per
lampade direzionali, lampade a LED e attrezzature connesse, è entrata in vigore dal
dicembre 2012.
Questa non solo riguarda i prodotti specifici, come le lampade a LED, ma anche le
apparecchiature tra la rete elettrica e le lampade come ad esempio l’alimentatore.
Parametri importanti relativi al driver per LED sono il tempo di accensione, il consumo in
standby ed il fattore di potenza.
Tempo di accensione:
il tempo di accensione richiesto per lampade a LED, direzionali e non, è inferiore a 0,5
secondi.
Per la verifica di questo requisito, il tempo medio di accensione del lotto delle lampade
in prova non deve essere superiore al tempo di avviamento richiesto più il 10% e
nessuna lampada del lotto sotto test deve avere un tempo di avviamento che sia più di
due volte il tempo di avviamento richiesto.
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Consumo energetico in standby:
La potenza in standby è il più basso consumo medio di un alimentatore per LED
collegato alla tensione di rete quando la lampada connessa non emette luce.
Il limite è mostrato nella Tabella 3.
Tabella 3: limiti del consumo di energia in standby per Ecodesign
I requisiti circa la potenza consumata in standby si applicano agli alimentatori
controllabili e regolabili. In caso il LED driver dispone di funzioni aggiuntive, per esempio
la possibilità di collegarlo ad un sensore oppure ad una rete, l’assorbimento ad esse
correlato non è incluso nei requisiti della Tabella 3.
Figura 2:
(a) Interruttore posto a monte del LED driver: Nessuna necessità di soddisfare i requisiti per il consumo in standby
(b) Interruttore posto a valle del LED driver: è necessario soddisfare i requisiti per il consumo in standby
(c) Connessione a sensori oppure a rete: Nessuna necessità di soddisfare i requisiti per il consumo in standby
PS: Nella direttiva Ecodesign 2009/125/EC sono anche definiti i requisiti per il consumo in assenza di carico.
Questi si applicano solo alle installazioni dove l’interruttore per l’accensione/spegnimento della lampada è
posto sul circuito di uscita dell’alimentatore.
Fattore di potenza:
I requisiti del fattore di potenza per lampade a LED, direzionale e non, con
alimentatore integrato è specificato nella Tabella 4.
Tabella 4: Requisiti per Fattore di Potenza nella progettazione ecocompatibile
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Sebbene la norma EN61000-3-2 circa le corrente armonica della direttiva EMC non
regolarizzi i LED driver con potenza inferiore a 25Watt, questi sono comunque
disciplinati dalla direttiva sulla progettazione ecocompatibile.
Requisito RoHS:
La direttiva 2011/65/UE, inerente la restrizione dell'uso di determinate sostanze
pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche, è stata implementata dal 2
gennaio 2013.
È necessario che gli alimentatori per LED la soddisfino.
Argomento di studio:
Questo articolo ha elencato le normative e direttive essenziali dovrebbero essere
soddisfatte per la certificazione CE. L’utente o il produttore dell’apparecchiatura
illuminante può fare riferimento alla tabella 5 per selezionare l'alimentatore per LED
adatto, che sia compatibile con le approvazioni attuali.
Tabella 5: Tabella di controllo per verificare se l’alimentatore soddisfa la marcatura CE per lampade LED o
apparecchi illuminati.
Di seguito riportiamo alcuni esempi di selezione del driver per LED.
Caso 1: Il driver LED o alimentatore ha le omologazioni riportate nella tabella
sottostante.
Confrontandole con i requisiti della colonna “First check” di tabella 5 risulta che non è un
driver adatto per l'uso in Europea in quanto la LVD e la EMC soddisfano ITE EN60950.
Tabella 6: Caso 1
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Caso 2: L’alimentatore è conforme ad EN6137 ed EN55015 per le illuminazioni a LED.
È completo. Purtroppo non è un driver adatto a causa della non adempienza dei requisiti
per le correnti armoniche EN61000-3-2 e del il fattore di potenza della direttiva sulla
progettazione ecocompatibile.
Tabella 7: Caso 2
Caso 3: Il driver per LED preso in considerazione di seguito, non solo soddisfa le
EN61347 ed EN55015, ma anche i requisiti per le correnti armoniche ed il fattore di
potenza. Inoltre la potenza consumata in standby è inferiore a 0.5 Watt (per l'utilizzo
con interruttore posto sul lato uscita dell’alimentatore). Facendo riferimento alla tabella
5, questo driver soddisfa anche tutti i parametri della "seconda colonna di controllo".
Pertanto, questo LED driver è perfetto per l'uso in abbinamento ad apparecchiature a
LED o lampada nell'UE.
Tabella 8: Caso 3
Sommario:
Il driver per LED, o alimentatore, svolge un ruolo importante nell’acquisizione del
marchio CE per apparecchiature illuminanti a LED. Questo articolo ha elencato gli
standard essenziali e le direttive che dovrebbero essere soddisfatte per ottenere il
marchio CE.
L’utente, o il produttore dell’apparecchio, possono scegliere il driver per LED adatto e
conforme alle normative aggiornate, usando come guida la tabella 5.
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Alimentatori che soddisfano i requisiti del mercato Europeo del lighting:
Le serie di alimentatori Mean Well NPF-90(D) e PWM-90 (90W) sono state ampiamente
impiegate nel settore dell'illuminazione a LED da quando sono stati rilasciati sul
mercato.
Al fine di soddisfare la vasta domanda e le aspettative per gli stessi prodotti della
famiglia, Mean Well risponde a breve con l'introduzione dei modelli NPF-40(D)/60(D) e
PWM-40/60. Seguendo quanto fatto per i modelli da 90W, la progettazione dei modelli
da 40 e 60W è conforme alla direttiva sulla progettazione ecocompatibile UE peri sistemi
di illuminazione a LED cioè:
- valore del PF> 0.9
- tempo di accensione <500ms
- consumo energetico in standby <0.5W
Oltre a queste caratteristiche superiori, le serie NPF-40(D)/60(D) e PWM-40/60
sono dotate di elevato grado di protezione IP67. Ciò consente l'uso di queste serie
in ambienti altamente polverosi o con elevato grado di umidità.
Le serie NPF-40(D)/60(D) hanno una normale uscita DC, del tipo a tensione
costante,
sono adatte ad essere utilizzate per le illuminazioni a LED d'interno, le
illuminazioni decorative e le illuminazioni architettoniche.
D'altra parte, l’uscita di tipo PWM delle serie PWM-40/60 permette a questi
prodotti di funzionare perfettamente con strisce LED e lampade a LED che
utilizzano resistenze per la limitazione della corrente. È altamente prevedibile che
queste sei serie saranno gli alimentatori prevalentemente impiegati nel mercato
degli alimentatori per LED.
Autore:
Dr. Wen Wu, Product Manager, Meanwell Europa.
La Meanwell Enterprises, una della maggiori produttrici di alimentatori a Taiwan, è stata fondata
nel 1982 ed ha ottenuto la certificazione ISO-9001 nel 1994. Nel 2006 è stata aperta la divisione
Europea in Olanda come centro per la vendita e il supporto dei clienti in modo da raggiungere la
loro massima soddisfazione. La gamma dei driver per led è molto ampia ed include alimentatori
per LED AC-DC, DC-DC e controlli per i LED. Copre la maggior parte delle applicazioni indoor,
outdoor e ambienti ostili.
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