Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов

Схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов

Василий Боруцкий

Светодиодные источники света быстро завоевывают популярность и вытесняют неэкономичные лампы накаливания и опасные люминесцентные аналоги. Они эффективно расходуют энергию, долго служат, а некоторые из них после выхода из строя подлежат ремонту.

Чтобы правильно произвести замену или починку сломанного элемента, потребуется схема светодиодной лампы и знание конструкционных особенностей. А эту информацию мы в деталях рассмотрели в нашей статье, уделив внимание разновидностям ламп и их конструкции. Также мы привели кратких обзор устройства самых популярных led моделей от известных производителей.

Драйверы светодиодных ламп уличного освещения производства National Semiconductor

Светодиодные технологии уже проникли в такие применения, как лампы-вспышки, замена ламп MR-16, проблесковые огни и прочие маломощные светотехнические устройства. Не останавливаясь на достигнутом, разработчики светотехнических устройств продолжают работать над дальнейшим повышением уровня мощности твердотельных источников света. Наиболее привлекательной площадкой для масштабного внедрения таких источников света является уличное освещение. С одной стороны, светодиодная технология имеет такие преимущества, как большой срок службы, высокое качество свечения, а также отсутствие в составе ламп свинца и ртути. С другой стороны, только лучшие светодиоды способны конкурировать по светоотдаче с натриевыми и металлогалогенными лампами. Если же еще учесть потери в преобразователе напряжения и оптической системе, то, к сожалению, может оказаться, что твердотельный источник света не так уж ярко светит. Тем не менее у светодиодов есть очень важное преимущество: их можно быстро и достаточно легко включать или отключать без каких-либо ограничений. Это дает возможность сделать уличное освещение более интеллектуальным. Уличные светильники, способные уменьшать интенсивность свечения или вообще отключаться, когда в них нет необходимости, позволят сэкономить электроэнергию и деньги, а также использовать экологически безопасные технологии.

Технические требования

Перевод уличного освещения на светодиодные источники света произошел не одномоментно, поскольку необходимо было решить ряд серьезных технических проблем. В большинстве случаев в качестве питания уличного освещения выступает сеть переменного тока на напряжение 120 или 230 В (исключение — солнечные батареи). Для подключения к такой сети люминесцентных ламп и разрядных ламп высокой интенсивности (HID-ламп) имеется широкий выбор балластов. Их схема включения чрезвычайно проста, поскольку количество светоизлучающих элементов мало. Лишь некоторые люминесцентные лампы имеют более четырех элементов, а HID-лампы вообще очень редко имеют более одного элемента. Со светодиодами совсем другая ситуация: большинство из них, даже если они относятся к «мощным» светодиодам, рассеивают мощность 0,5–5 Вт, при этом, чтобы добиться светоотдачи в несколько тысяч люмен, необходимой в уличном освещении, потребуется около ста и более одноваттных светодиодов.

Светодиоды — это приборы, управляемые током. При питании одноваттного светодиода белого свечения током 350 мА прямое падение напряжения (VF) на нем составляет 3–4 В. Кроме того, светодиод — это диод с p-n-переходом и очень малым динамическим сопротивлением. Подача напряжения на него, которое в 30 раз больше VF, вызовет неуправляемое течение тока. При прямом подключении светодиода к сети переменного тока он моментально выйдет из строя. Термин «драйвер» используется для описания схемы, которая преобразовывает сетевое напряжение в управляемый постоянный ток. В отличие от ламп-вспышек, которые, скорее всего, перегорят задолго до проявления износа, для уличного освещения ключевыми факторами являются долговременная надежность и срок службы. Среди всех применяющихся источников света светодиоды дольше всех способны работать без перегорания. Однако если лампа способна работать десятки тысяч часов, то и драйвер должен быть способен работать такое же длительное время. Из этого следует, что необходимо уделять внимание всем аспектам электрического управления: от архитектуры системы до выбора каждого компонента схемы.

Шина постоянного тока

Один из способов управления сотней светодиодов — это соединение их в одну последовательную цепочку, как показано на рис. 1. Этим гарантируется равенство токов через каждый светодиод и, как следствие, равенство световых потоков от каждого прибора, так как световой поток пропорционален току. Однако с таким способом включения связана проблема: напряжение шины постоянного тока должно быть порядка 400 В. Такое напряжение опасно для полупроводниковых приборов и требует использования громоздких, дорогостоящих компонентов.

Управление сотней последовательно включенных светодиодов

Рис. 1. Управление сотней последовательно включенных светодиодов

100 светодиодов можно включить таким образом, чтобы для их питания было достаточно более низкого напряжения. Для создания такого напряжения подойдет апробированная и оптимизированная по затратам топология обратноходового преобразователя (ее часто называют сетевым преобразователем), поскольку она может сочетать функции понижающего преобразования с гальванической развязкой и коррекции коэффициента мощности (ККМ). Напряжение шины постоянного тока обычно составляет 60 В и менее. Причины — использование в телекоммуникационном оборудовании напряжения 48 В и существование требований к безопасности: например, МЭК использует понятие малого по условиям безопасности напряжения. Поскольку напряжение 48 В слишком велико, чтобы питать логические схемы, но существенно ниже выпрямленного сетевого напряжения, его часто называют промежуточным.

Топологии DC/DC-преобразования драйверов светодиодов

DC/DC-преобразователь — обязательный элемент оконечного каскада источника питания светодиодов. Светодиод питается постоянным током, поэтому выходное напряжение тоже должно быть постоянным. Концепция промежуточного звена постоянного тока дает возможность использовать оптимальные по затратам, неизолированные DC/DC-преобразователи, поскольку выпрямление, ККМ и развязка обеспечены предшествующим каскадом.

Среди неизолированных преобразователей можно выделить три типа: понижающие, повышающие и сочетающие возможности понижения и повышения напряжения. Все три типа преобразователей показаны на рис. 2. Среди представленных топологий для управления светодиодами наиболее идеально подходит понижающий стабилизатор. Для этого существует ряд причин. Во-первых, дроссель здесь находится на выходе. Это значит, что ток через светодиоды и ток через дроссель имеют одинаковое среднее значение. Более того, выходной ток здесь, благодаря дросселю, всегда явно управляемый. Во-вторых, понижающее преобразование напряжения — самый эффективный вид преобразования напряжения, что делает понижающие преобразователи наиболее эффективными среди всех импульсных преобразователей. В-третьих, понижающие преобразователи — наиболее экономичные импульсные преобразователи, так как наибольший ток здесь протекает на выходе, а наибольшее напряжение присутствует на входе. В результате силовые MOSFET-транзисторы и диоды, являющиеся основой импульсных преобразователей, работают с наименьшими нагрузками по току и напряжению. Кроме того, разработчик получает доступ к обширному ассортименту силовых коммутаторов, пассивных компонентов и интегральных схем, что дает возможность создать оптимальное по себестоимости решение.

Читайте так же:
Выключатель для светильника как устроен

а) Понижающий преобразователь; б) повышающий преобразователь; в) понижающе-повышающий преобразователь

Рис. 2. а) Понижающий преобразователь (VIN > VO, выходной конденсатор опциональный); б) повышающий преобразователь (VIN < VO, выходной конденсатор обязательный); в) понижающе-повышающий преобразователь (диапазоны VIN и VO перекрываются; возможны другие топологии)

Схема включения светодиодов и выбор интегральной схемы драйвера

В рассматриваемом примере используется 100 светодиодов мощностью 1 Вт каждый. Напряжение промежуточной шины постоянного тока — 48 В. Это хороший выбор, поскольку имеющиеся в продаже сетевые адаптеры доступны с широким диапазоном выходных напряжений. Светодиодный драйвер с выходом 48 В ±5% может питать 10 последовательно включенных светодиодов. Десять таких драйверов позволят создать надежную лампу, состоящую из всех 100 необходимых светодиодов, при этом в ней будут отсутствовать опасные напряжения.

Производители оптоэлектронных компонентов сортируют выпускаемые ими белые светодиоды по световому потоку, коррелированной цветовой температуре (CCT) и прямому падению напряжения. Сортировка по цветовой температуре и световому потоку играет важную роль для достижения равномерности цвета излучения и светового выхода. Однако более качественные светодиоды и стоят дороже. Если же полагаться на использование светодиодных ламп из разных групп сортировки, потребуется закладывать возможность работы с широким диапазоном прямых падений напряжения. Таким образом, каждый драйвер светодиода должен быть источником тока 350 мА, рассчитанным на питание напряжением 45–51 В, имеющим возможность изменять выходное напряжение в пределах 30–40 В и подавляющим возможные разбросы VF каждого светодиода в пределах 3–4 В.

LM3402HV — понижающий стабилизатор со встроенным силовым n-канальным MOSFET-транзистором на максимальное напряжение 75 В. Максимально допустимый ток для него, даже при работе с большими пульсациями выходного тока, составляет 530 мА, поэтому он подходит для стабилизации тока на уровне 350 мА. На рис. 3 показана функциональная схема системы, а на рис. 4 — принципиальная схема включения интегральной схемы LM3402HV.

Стратегия перехода на светодиодные лампы

Потенциальная экономия не должна заставить вас потерять голову. Не спешите бежать в магазин и покупать лампочки сразу для всех светильников в доме. Целесообразно руководствоваться двумя принципами.

  1. Заменять только лампы с высокой мощностью — 60 Вт и более. Экономия от замены маломощных ламп будет невелика, и стоимость новой лампы может не окупиться.
  2. Заменять лампы в светильниках, время горения которых в течение суток наибольшее: например, в люстрах в жилых комнатах. Бессмысленно менять лампочку в какой-нибудь подсобке, свет в которой зажигается от случая к случаю и ненадолго.

Не стоит ожидать, что расход электроэнергии уменьшится в разы.

Основные потребители электроэнергии в быту — разного рода нагревательные приборы: утюг, электрочайник, стиральная машина и особенно электроплита. По словам нескольких опрошенных людей, счёт за электроэнергию после перехода на светодиодные лампы уменьшается где-то на 15–25%.

Ещё один совет: не покупайте сразу много ламп одной марки, сначала возьмите одну-две на пробу. Дело в том, что лампы с одинаковой цветовой температурой разных производителей могут сильно отличаться по испускаемому свету. Вдруг спектр именно этих ламп вам будет неприятен? Лучше попробовать.

CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Сборка электрощитов, автоматика и автоматизация для квартир и частных домов. Программы для ПЛК. Сценический свет (световые шоу, настройка оборудования). Консультации, мастер-классы.

Щит с автоматикой IPM для коттеджа (Поварово)

Щит с автоматикой IPM для коттеджа (Поварово)

Автоматика моего санузла на логическом реле ABB CL

Автоматика моего санузла на логическом реле ABB CL

Щиты TwinLine в Долгопрудный (таунхаус) и Солнечногорск

Щиты TwinLine в Долгопрудный (таунхаус) и Солнечногорск

Щит для котельной на базе сенсорного ПЛК ОВЕН (Папушево)

Щит для котельной на базе сенсорного ПЛК ОВЕН (Папушево)

Щиты с IPM (сеть, генератор, UPS) в Ядромино и Победа-2

Щиты с IPM (сеть, генератор, UPS) в Ядромино и Победа-2

Щит в ЖК Монэ на ПЛК ОВЕН со сценарным управлением светом

Щит в ЖК Монэ на ПЛК ОВЕН со сценарным управлением светом

Силовой щит в Весёлово (Тула): Простой трёхфазный

Силовой щит в Весёлово (Тула): Простой трёхфазный

Щит для квартиры в Митино на ПЛК ОВЕН (свет, отопление)

Щит для квартиры в Митино на ПЛК ОВЕН (свет, отопление)

Осторожно, Светодиоды! Или подводные камни при питании мощных LED-ламп и LED-лент (стартовые токи — Inrush Curent)

Выгорание контактов реле ABB CR-P от высоких стартовых токов LED-лент и LED-ламп

Выгорание контактов реле ABB CR-P от высоких стартовых токов LED-лент и LED-ламп

Ну что? Пост я хотел написать уже как год назад, но тогда не было повода. А сейчас повод снова есть! Светодиодное освещение входит в массы тотально как и китайскими лампочками с барахолок, так и злыми светодиодными прожекторами или спотами в потолок. Светодиоды — это тренд, это круто, мощно и удобно. Они потребляют меньше мощности, более компактны. Но не всё так гладко, как кажется, и не все моменты учитывают. Лично мне не нравится, когда светодиодный фонарь на столбе лучит как точечный источник света и из-за этого прямо под столбом светло и хорошо, но зато слепит глаза, а в трёх метрах ни черта не видно.

Но дело не только в том, насколько удобно или не удобно это освещение! Есть ещё одно техническое западло, которое не все учитывают, но которое приводит к нехорошим последствиям. Для того, чтобы понять о том, какое же это такое западло, мы возвращаемся к самому началу и вспоминаем ранний пост про импульсные блоки питания, в котором коряво описано их устройство. Давайте его повторим?

Читайте так же:
Выключатель светильника над входом

Итак, блоки питания с трансформатором почти насовсем отошли нафиг. Почему? А потому что тяжело стабилизировать напряжение, потому что сам трансформатор тяжёлый и громоздкий и не везде его позапихаешь. Оказалось удобнее делать такие же блоки питания, но где трансформатор работает на более высокой частоте. Вот в нашей сети частота всего 50 Гц. А если её поднять до 25-30 кГц, то огромный трансформатор на 200 Ватт превратится в маленькую фиговинку.

А как поднять частоту сети? А сделать свой собственный генератор этой частоты на микросхеме или транзисторах! Пущай он наш маленький трансформатор и питает! А уже сам генератор мы будем питать обычным сетевым напряжением. Рассмотрим логику создателей ИБП дальше. Каким родом тока проще всего питать генератор? Постоянным, выпрямленным. А значит у нас появляется выпрямитель и фильтрующий конденсатор. И вот тут-то и начинается самое главное западло.

Повторим всё ещё раз. Обычное сетевое напряжение переменного тока выпрямляется при помощи диодного моста и попадает на фильтрующий конденсатор. После этого напряжение постоянного тока идёт на генератор высокой частоты. Напряжение высокой частоты проходит через трансформатор, понижается до нужного уровня, выпрямляется, стабилизируется и подаётся на выход блока питания.

И вот этот вот конденсатор и создаёт нам самое главное западло. Когда мы подаём питание на любой импульсный блок питания (а это и компьютерный, и зарядка для сотового, и драйвер или блок питания для LED-светильника), то кратковременно на доли секунды потребляемый ток подскакивает до космических величин (раз в 10 больше обычного потребления).

ВНИМАНИЕ! Всё, описанное и подсчитанное ниже, подходит для тех случаев, когда вы ставите светодиодные светильники с отдельным внешним драйвером (в том числе и светодиодные прожекторы)! Если вы просто переходите на светодиодные лампы, которые питаются от 220 напрямую и в которых драйвер встроен внутрь, то обычно никаких проблем с освещением не возникает.

Давайте возьмём какой-нибудь драйвер от Mean Well и посмотрим на его спецификацию. Я наобум выбрал APC-16-350. Это хиленький такой драйвер на 16 Ватт со стабилизацией тока. Для какого-нибудь светодиода на 10 Ватт сгодится.

Спецификация LED-драйвера APC-16-350

Внимательно изучаем указанные там параметры и первым видим параметр «Потребляемый ток» («AC Current») — 0,3 ампера. И тут наши добрые люди (в том числе и те, кто заказывает мне щиты) как раз и пишут мне что-то типа «А, да у меня освещение светодиодное, всего десять драйверов по 0,3 ампера каждый, потребление фигня».

И когда-то я тоже думал, что потребление фигня. Ну смотрите сами: 0,3 х 10 = 3 ампера. Да это ж любая хилая релюшка справится, а защищать такие линии надо автоматом на 6А. Верно?

А вот НЕТ! Добрый производитель дал нам классный параметр «Стартовый ток» («Inrush Current»), который составляет… 45 (сорок пять!) ампер за время 0,000 21 секунды! Представляете? Какие-то ничтожные 0,3 ампера при включении блока превращаются в 45! Это в 150 раз больше нормального потребления! И чтобы мы совсем уже расстроились, следующий параметр, который нам дают — это то, сколько таких драйверов можно навесить на автомат номиналом в 16А (а не 10А, которым мы обычно защищаем освещение): на B16 можно поставить 13 штук драйверов, а на С16 — 23 штуки.

Давайте ещё раз переосмыслим всё это. При старте хилый драйвер жрёт ток в 150 раз больше обычного (45 ампер)! А на автомат B16 их можно поставить всего 13 штук!

И вот из-за этого сейчас происходит всё больше и больше вот таких вот случаев (все они из первых рук, потому что это были мои заказчики):

  • В щите стоял автомат B6 для «хилых драйверов по 10 Вт». Драйверов было десять штук. При включении света обычным выключателем автомат наглухо вышибало. Заменили автомат на B10 — всё равно вышибало. Вышибать перестало на C10. Заменить автомат на C16 нельзя, потому что на освещение заложен стандартный кабель 3х1,5 кв.мм.
  • Регулярно (раз в месяц) сваривались контакты выключателя, который включал пяток светодиодов с их драйверами. Пришлось менять светильники на другие, в которых нет таких злобных драйверов (про это ниже).
  • Собрали щит с ПЛК и релюшками CR-P на 16А. Я как-то пропустил то, что светодиодные лампы там тоже с драйверами. После парочки включений этих ламп (тоже десяток светильников) релюшки спаялись и умерли. Хотя они, заметьте, расчитаны на 16А активной нагрузки.

Повторю вам фотку из заголовка поста:

Сгоревшие от высоких стартовых токов контакты реле ABB CR-P

Сгоревшие от высоких стартовых токов контакты реле ABB CR-P

Левое реле стояло в щите заказчика на ОВЕН, который я собирал в 2015-2016 году. Оно просто коммутировало свет коридора — несколько светодиодных блинов, встроенных в потолок. А реле справа коммутировало у меня в туалете (пост про автоматику санузла 2017 года) светильник с двумя лампами дневного света по 18W с электронными балластами. Оба реле стали свариваться и не отключаться, если по ним не постучать.

Читайте так же:
Марка провода для подключения светильников

И что делать? Как это исправлять? Положим, если бы горели какие-то там хилые релюшки! А горят даже выключатели! Обычные выключатели, рассчитанные на 10А. Давайте подумаем про возможные варианты:

  • Менять релюшки на контакторы серии ESB20 (на 20А с более прочными контактами). Но выдержат ли они? Стартовый ток десяти таких драйверов будет 45 х 10 = 450 ампер. При этом контакторы ESB20 не очень хорошие. Их магнитная система работает на переменном токе в отличие от всех других контакторов серии ESB и часто гудит или перегревается.
  • Ставить более злые контакторы. Ну это уже смешно. Прикиньте, сколько будет стоить щит на ESB24, если их понадобится поставить штук 25?
  • Использовать установочные реле E297 (аналог импульсных по размерам и типу, но без фиксации). Они заказные и рассчитаны на токи 16А. И мы ничего не выигрываем!
  • Использовать специальные реле, которые имеют двойной контакт, стойкий к стартовым токам («W pre-make + AgSnO2»), например TE RTS3Txxx (xxx — напряжение питания катушки, например 012 или 024).
  • Использовать PTC-Термисторы, включенные последовательно с таким драйвером, чтобы облегчить его стартовый режим. Так делают в импульсных блоках питания на большие мощности. Я никогда не рассматривал этот вариант и буду благодарен, если мне кто-то подскажет в комментариях, что это такое и с чем их едят.

А как обойти фишку подгорания контактов у выключателя? Действительно, что ли, ставить контактор и закладывать магистраль 3х4 под автоматом C20 на такие светильники.

Так что будьте ОЧЕНЬ внимательны со светодиодным освещением большой мощности! Не всё так легко и просто, и не всё так дешёво как может показаться: возможно, что вам придётся тратить денег на хитрую начинку щита для управления драйверами светодиодных ламп и только потом уже высчитывать общую экономию по потреблению электроэнергии!

Дополнение от 10.2018. Ура! Проблема, кажется, решена! Меандр выпустил реле МРП-101, которое ограничивает эти стартовые токи. Читайте пост про него (и его применение)!

Основные характеристики драйверов

К основным характеристикам, на которые необходимо обратить внимание перед приобретением лед-драйвера для светодиодных светильников, относятся:

  • Выходное напряжение. Величина этого параметра зависит от количества светодиодов в лампе, способа подачи питания, а также от величины падения напряжения на светодиодах.
  • Номинальный ток. Его величина должна быть достаточной для того, чтобы LED источник обеспечивал оптимальную яркость. Представляет собой совокупную величину мощности потребляемой всеми светодиодами.
  • Мощность. На величину этого параметра влияет не только совокупная мощность всех светодиодов LED-устройства, но и цвет свечения. Настоятельно рекомендуется приобретать устройства, которые могут обеспечить необходимый запас мощности не менее 25÷30%.

Светодиоды разного цвета имеют различные характеристики величины падения напряжения

Светодиоды разного цвета имеют различные характеристики величины падения напряжения

Кроме того, в обязательном порядке необходимо учитывать цвет светодиода. В зависимости от цветовых характеристик полупроводниковых кристаллов, даже при прохождении электричества с одинаковой силой тока, показатель величины падения напряжения может существенно изменяться:

Цвет светодиода Величина падения напряжения, В Сила тока, mA Потребляемая мощность, Bт
Фото Красный1,6÷2,043500,75
Фото Оранжевый2,04÷2,100,9
Фото Желтый2,10÷2,181,1
Фото Зеленый3,3-41,25
Фото Синий2,5÷3,71,2

Схема устройства

Начнем с того, что люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света, которые работают по следующей технологии. В стеклянной колбе находятся пары ртути, в которые подается электрический разряд. Он-то и образует ультрафиолетовое свечение. На саму колбу изнутри нанесен слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый глазами свет. Внутри лампы всегда находится отрицательное сопротивление, вот почему они не могут работать от сети в 220 вольт.

Но тут необходимо выполнить два основных условия:

  1. Разогреть две нитки накала.
  2. Создать большое напряжение до 600 вольт.

Внимание! Величина напряжения прямо пропорциональна длине люминесцентной лампы. То есть, для коротких светильников мощностью 18 Вт оно меньше, для длинных мощностью выше 36 Вт больше.

Теперь сама схема ЭПРА.

Схема

Начнем с того, что люминесцентные лампы, к примеру, ЛВО 4×18, со старым блоком всегда мерцали и издавали неприятный шум. Чтобы этого избежать, необходимо подать на нее ток частотой колебания более 20 кГц. Для этого придется повысить коэффициент мощности источника света. Поэтому реактивный ток должен возвращаться в специальный накопитель промежуточного типа, а не в сеть. Кстати, накопитель с сетью никак не связан, но именно он питает лампу, если случиться сетевой переход напряжения через ноль.

Как работает

Итак, сетевое напряжение в 220 вольт (оно переменное) преобразуется в постоянное с показателем 260-270 вольт. Сглаживание производится с помощью электролитического конденсатора С1.

После чего постоянное напряжение необходимо перевести в высокочастотное напряжение до 38 кГц. За это отвечает полумостовой преобразователь двухтактного типа. В состав последнего входят два активных элемента, которые собой представляют два высоковольтных транзистора (биполярных). Их обычно называют ключами. Именно возможность перевода постоянного напряжения в высокочастотное дает возможность уменьшить габариты ЭПРА.

Электронный пускорегулирующий аппарат

Электронный пускорегулирующий аппарат

В схеме устройства (балласта) также присутствует трансформатор. Он является одновременно и управляющим элементом преобразователя, и нагрузкой для него. Этот трансформатор имеет три обмотки:

  • Одна из них рабочая, в которой всего лишь два витка. Через нее происходит нагрузка на цепь.
  • Две – управляющие. В каждой по четыре витка.

Особую роль во всей этой электрической схеме играет динистор симметричного типа. В схеме он обозначен, как DB3. Так вот этот элемент отвечает за запуск преобразователя. Как только напряжение в соединениях его подключения превышает допустимый порог, он открывается и подает импульс на транзистор. После чего происходит запуск преобразователя в целом.

Читайте так же:
Блоком розеток с светильником

Далее происходит следующее:

  • С управляющих обмоток трансформатора импульсы поступают на транзисторные ключи. Эти импульсы являются противофазными. Кстати, открытие ключей вызывает наводку на двух обмотках и на рабочей тоже.
  • Переменное напряжение с рабочей обмотки подается на люминесцентную лампу через последовательно установленные элементы: первая и вторая нить накала.

Внимание! Емкость и индуктивность в электрической цепи подбираются таким образом, чтобы в ней возникал резонанс напряжений. Но при этом частота преобразователя должна быть неизменной.

Последовательное подключение

Обратите внимание, что на конденсаторе С5 будет происходить самое большое падение напряжения. Именно этот элемент и зажигает люминесцентную лампу. То есть, получается так, что максимальная сила тока разогревает две нити накала, а напряжение на конденсаторе С5 (оно большое) зажигает источник света.

По сути, светящаяся лампа должна снизить свое сопротивление. Так оно и есть, но снижение происходит незначительно, поэтому резонансное напряжение все еще присутствует в цепи. Это и есть причина, по которой лампа продолжает светиться. Хотя дроссель L1 создает ограничения тока на показатель разницы сопротивлений.

Преобразователь продолжает после запуска работать в автоматическом режиме. При этом его частота не меняется, то есть, идентична частоте запуска. Кстати, сам запуск длится меньше одной секунды.
Тестирование

Перед тем как запустить ЭПРА в производство проводились всевозможные тесты, которые показатели, что встроенный люминесцентный светильник может работать в достаточно широком диапазоне подаваемых на него напряжений. Диапазон составил 100-220 вольт. При этом оказалось, что частота преобразователя изменяется в следующей последовательности:

  • При 220 вольт она составила 38 кГц.
  • При 100 вольтах 56 кГц.

Но необходимо отметить, что при снижении напряжения до 100 вольт яркость свечения источника света явно уменьшилась. И еще один момент. На люминесцентный светильник всегда подается ток переменного типа. Это создает условия его равномерного износа. А точнее сказать, износа его нитей накаливания. То есть, увеличивается срок эксплуатации самой лампы. При тестировании лампы постоянным током, срок ее службы снизился в два раза.

ЭПРА для люминисцентных ламп

Причины неисправностей

Итак, по каким причинам люминесцентная лампа может не гореть?

  • Трещины в местах пайки на плате. Все дело в том, что при включении светильника плата начинает нагреваться. После того как он будет включен, происходит остывание блока ЭПРА. Перепады температуре негативно влияют на места пайки, поэтому появляется вероятность обрыва схемы. Исправить неполадку можно пайкой обрыва или даже обычной его чисткой.
  • Если произошел обрыв нити накаливания, то сам блок ЭПРА остается в исправном состоянии. Так что эту проблему можно решить просто – заменить сгоревшую лампу новой.
  • Скачки напряжения являются основной причиной выхода из строя элементов электронного ПРА. Чаще всего выходит из строя транзистор. Производители пускорегулирующей аппаратуры не стали усложнять схему, поэтому варисторов в ней нет, который бы и отвечали за скачки. Кстати, и установленный в цепь предохранитель также от скачков напряжения не спасает. Он срабатывает лишь в том случае, если один из элементов схемы будет пробит. Поэтому совет – скачки напряжения обычно присутствуют в непогоду, поэтому не стоит включать люминесцентную лампу, когда за окном сильный дождь или ветер.
  • Неправильно проведена схема подключения аппарата к лампам.

Подключение

Основные характеристики

Следуя пословице: «Встречают по одёжке…» достаточно взять в руки коробку с лампочкой, чтобы ознакомиться с её основными техническими характеристиками. Обратить внимание следует не на крупные яркие цифры, а на напечатанное мелким шрифтом описание из 10 и более позиций.

Световой поток

Во времена, когда лампа накаливания была источником света №1, понятие светового потока мало кого интересовало. Яркость свечения определялась номинальной мощностью лампочки. С появлением светодиодов мощность потребления источников света снизилась в разы, а КПД вырос. За счет этого появилась экономия, о которой так часто напоминают рекламные ролики.

график соответствия мощности и светового потока

Световой поток (Ф, лм или lm) – величина, которая указывает на количество световой энергии, отдаваемой осветительным прибором. Опираясь на значение светового потока можно легко подобрать замену существующей лампочке со спиралью. Для этого можно воспользоваться нижеприведенной таблицей соответствия. Наравне со световым потоком часто можно встретить понятие «световая отдача». Её определяют как отношение светового потока к потребляемой мощности и измеряют в лм/Вт. Данная характеристика более полно отражает эффективность источника излучения. Например, светодиодная лампа нейтрального света мощностью 10 Вт излучает световой поток примерно в 900-950 лм. Значит, её светоотдача будет равна 90-95 лм/Вт. Это примерно в 7,5 раз больше, чем у аналога со спиралью в 75 Вт с таким же световым потоком.

Бывает, что после замены лампы накаливания на светодиодную её яркость оказывается ниже заявленной. Первая причина такого явления – установка дешёвых китайских светодиодов. Вторая – заниженная мощность потребления. Эти обе причины говорят о товаре низкого качества.

цветовая температура

Также величина светового потока зависит от цветовой температуры. В случае со светодиодами принято указывать световой поток для нейтрального света (4500°K). Чем выше цветовая температура, тем больше световой поток и наоборот. Разница в светоотдаче между однотипными светодиодными лампами теплого (2700°K) и холодного (5300°K) свечения может достигать 20%.

Мощность

Мощность потребления светодиодной лампы (P, Вт) – вторая по важности техническая характеристика, которая показывает на то, сколько электроэнергии потребляет светодиодная лампа за 1 час. Суммарное энергопотребление складывается из мощности светодиодов и мощности драйвера. Наиболее востребованы в наше время led осветительные приборы мощностью 5-13 Вт, что соответствует 40-100 ваттным лампам с нитью накала.

Качественные драйвера импульсного типа потребляют не более 10% энергии от общей мощности.

В качестве рекламы производители часто пользуются понятием «Эквивалентная мощность», которая выражается в надписи на упаковке наподобие 10 Вт=75 Вт. Это означает, что светодиодную лампу в 10 Вт можно вкрутить вместо обычной «груши» в 75 Вт, не потеряв при этом в яркости. Разнице в 7-8 раз можно верить. Но если на коробке красуется надпись вроде 6 Вт=60 Вт, то зачастую это не более чем рекламный трюк, рассчитанный на рядового покупателя. Это не значит, что изделие плохого качества, но реальная светоотдача будет, скорее всего, совпадать с лампой накаливания не в 60, а гораздо меньше.

Читайте так же:
Класс защиты от электрического тока в светодиодных светильниках

Напряжение и частота питания

Напряжение питания (U, В) принято указывать на коробке в виде диапазона, в пределах которого производитель гарантирует нормальную работу изделия. Например, параметр 176–264В свидетельствует о том, что лампочка уверенно справится с любыми перепадами сетевого напряжения без существенной потери яркости.

Как правило, светодиодная лампа со встроенным токовым драйвером имеет широкий диапазон входных напряжений.

Если источник питания не содержит качественного стабилизатора, то перепады напряжения в сети питания будут сильно сказываться на светоотдаче и влиять на качество освещения. В России наибольшее распространение имеют led-лампы с питанием от сети переменного тока 230В частотой 50/60 Гц и от сети постоянного тока 12В.

Тип цоколя

основные виды цоколей

Размер цоколя необходимо знать для того, чтобы подобрать лампочку в соответствии с существующим патроном в светильнике. Основная масса светодиодных ламп выпускается под резьбовой цоколь Е14 и Е27, которые являются стандартом для настенных, настольных и потолочных светильников советского образца. Не редкость светодиодные лампы с цоколем GU4, GU5.3, которые пришли на смену галогенным лампочкам, установленным в точечных светильниках и китайских люстрах с пультом дистанционного управления.

Цветовая температура

Цветовая температура (TC, °K) указывает на оттенок излучаемого света. Применительно к светодиодным лампам белого свечения всю шкалу условно делят на три части: с тёплым, нейтральным и холодным светом. При выборе следует учесть, что тёплые тона (2700-3500°K) успокаивают и располагают к уюту, а холодные (от 5300°K) бодрят и возбуждают нервную систему. график световых температурВ связи с этим для дома рекомендуется использовать тёплого свечения, а на кухне, в ванной и для работы – нейтрального. Светильники на светодиодах с TC≥5300°K пригодны только для выполнения специфической работы и в качестве аварийного освещения.таблица цветовой температуры

Угол рассеивания

угол рассеивания

По углу рассеивания можно судить о распространении светового потока в пространстве. Данный показатель зависит от конструкции рассеивателя и расположения светодиодов. Нормой для современных ламп широкого применения является значение ≥210°. Для эффективной работы с мелкими деталями лучше купить лампу с углом рассеивания 120° и установить её в настольный светильник.

Возможность диммирования

Возможность диммирования (управление яркостью освещения) светодиодной лампы подразумевает её корректную работу от светорегулятора (диммера). Диммируемые лампы стоят дороже, так как их электронный блок имеет более сложное устройство. Обычная led-лампочка при подключении к регулятору света не станет работать или будет моргать.

Коэффициент пульсации

формула коэффициента пульсации

Коэффициент пульсации (Кп) не всегда приводится в перечне характеристик, несмотря на то, что имеет первостепенное значение и оказывает влияние на здоровье. Необходимость в измерении данного параметра возникла ввиду наличия в лампе электронного блока и высокого отклика светодиодов. Низкокачественные источники питания не способны идеально сгладить пульсации выходного сигнала, в результате чего светодиоды начинают мерцать с некоторой частотой.

Коэффициент пульсации светодиодных ламп с питанием от сети стабильного постоянного тока равен нулю.

Наиболее качественными принято считать светодиодные лампы с Кп ниже 20%. В моделях с драйвером тока коэффициент пульсаций не превышает 1%. Определить данный параметр на практике несложно с помощью осциллографа. Для этого нужно измерить амплитуду переменной составляющей сигнала на светодиодах и разделить её на напряжение, измеренное на выходе блока питания.

По частоте переменного сигнала в нагрузке можно определить тип применённого драйвера.

Диапазон рабочих температур

Следует внимательно отнестись к данной характеристике, если предполагается эксплуатировать светодиодную лампочку в нестандартных условиях: на улице, в производственных цехах. Некоторые модели способны корректно работать только в узком диапазоне температур.

Индекс цветопередачи

С помощью индекса цветопередачи (CRI или Ra) можно оценить, насколько естественным виден цвет предметов, освещённых светодиодной лампой. Хорошим считается Ra≥70.

Степень защиты от влаги и пыли

степень защиты

Этот параметр выражается в виде обозначения IPXX, где ХХ – две цифры, указывающие на степень защиты от твёрдых предметов и воды. Его можно не обнаружить в перечне характеристик, если лампа предназначена исключительно для использования внутри помещений.

Почему стоит покупать осветительные устройства именно у нас

  • Большой опыт работы.
  • Поставщики – более 120 известных компаний.
  • Наличие собственного производства светодиодных приборов освещения.
  • Наши цены ниже на 10%, чем у конкурентов.
  • Широкий ассортимент продукции.
  • Изготавливаем изделия под заказ.

К сведению! Наши клиенты отмечают работу компании исключительно положительно, их отзыва размещены в соответствующем разделе на сайте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector