Меню

Ограничиваем ток в светодиодном светильнике

Правда и вымысел о пусковых токах светильников

Светодиодные светильники за последние пять лет превратились из экзотических устройств для сторонников экологического стиля жизни в предметы повседневного обихода. Поэтому не удивительно, что установка таких светильников все чаще осуществляется не инженерами экстра-класса в рамках проектов государственной важности, а в самых обычных офисах рядовыми электриками или вообще людьми, имеющими об электричестве только самые элементарные представления. И каким же бывает разочарование, когда при включении вроде бы «экономичных» светодиодных светильников срабатывает защитный автомат, выбранный, вроде бы, с соблюдением всех правил. Или возникает парадоксальная ситуация, когда при замене люминесцентных светильников на светодиодные срабатывает предохранитель, который ранее без проблем «держал» очень «прожорливые» приборы еще советского производства. Самое время разувериться в экономичности светодиодных светильников. Проблемы возникают потому, что не учитывается важнейший параметр любого светильника — значение пускового тока. Причем такой подход навязывают сами производители светильников, зачастую утверждающие, что у их продукции пусковых токов просто нет.

Правда и вымысел о пусковых токах светильников

При включении электрического устройства, как правило, наблюдаются переходные процессы. Кроме этого, для запуска устройства может потребоваться большая мощность, чем в установившемся режиме. Из-за этого наблюдается такое явление как пусковой ток. Значение пускового тока равно максимальному значению входного тока при включении устройства. Пусковой ток выражается либо в абсолютных значениях, либо как кратность максимального значения входного тока к потребляемому току в установившемся режиме. Другим важным значением является длительность пускового тока — время при запуске, в течение которого входной ток устройства превышает потребляемый ток в установившемся режиме.

Наличие пускового тока характерно даже для такого «древнего» и простого источника света как лампа накаливания. Вольфрамовая нить в охлажденном состоянии имеет сопротивление в 10-15 раз меньше, чем в нагретом до температуры, когда она светится. Соответственно, пусковой ток лампы накаливания в 10-15 раз больше потребляемоготокавустановившемся режиме.

Вот, кстати, почему лампы накаливания (и похожи по принципу работы галогенные лампы) выходят из строя чаще всего при включении.

В разрядных источниках света при запуске энергия затрачивается на создание плазмы между электродами, то есть электрического разряда, дающего свечение. К таким источникам света относятся, например, натриевые, металлогалогенные и люминесцентные лампы. Данные по кратности пусковых токов и их продолжительности можно найти в таблице 1.

Таблица 1. Параметры запуска для традиционных источников света

Источник

Сделаем “вечным” светодиодный светильник.

Всем привет. В этой статье вы узнаете о методах продлевающим жизнь светодиодным светильникам, лампочкам и всему что связано со светодиодным освещением. Модернизировать будем известным нам по прошлой статье светодиодный светильник Varton 12W.

Уважаемый Remonter, недавно упоминал в статье о светодиодной подсветке телевизоров, о том что многие производители намеренно идут на ухищрения, прибыли ради и ради того чтобы грубо говоря их заводы не закрыли.
В прошлой своей статье о ремонте светиодного светильника я рассказал вам как его починить, а вот как продлить ему жизнь, решил рассказать в этой отдельной статье.

Суть методов состоит в том чтобы ограничить ток подаваемый на светодиоды, путём подбора токового резистора на плате драйвера, который ,,чувствует нагрузку и сигнализирует об этом микросхеме”, а та в всою очередь убавляет или прибавляет ток, подстариваясь под норму. Подстраивая резисторы (прибавляя сопротивление, чтобы сделать тускло) мы настраиваем желаемое свечение. Либо, как второй вариант, включения обычных диодов или токоограничивающих резисторов, в разрыв цепи питания светодиодов.

Дабы всё было понятно в нашем частном случае, срисовал схему блока питания светильника с платы. Даташит на шим-микросхему найти не предоставилось возможным, поэтому пришлось рассчитывать на свою интуицию, опыт, информацию в интернете и советы Remonter-a, администратора нашего сайта.

Схема драйвера светодиодного светильника

Схема проста. Перед диодным мостом установлен терморезистор, ограничивающий обычные завышенные скачкообразные пусковые токи конденсатора, при включении драйвера. Также установлен помехоподавлящий Y-конденсатор, устранящий помехи из схемы в сеть и из сети в схему. За диодным мостом конденсатор, сглаживающий пульсации с диодного моста, за ним резистор слегка ограничивающий напряжение, далее резистивный делитель из трех резисторов, задающий режим работы микросхемы, еще один сглаживающий конденсатор, два паралельно включенных токовых резитора. За микросхемой диод разряжающий на себя остаточный ток дросселя и возвращая ток снова на него, после выключения драйвера, защищающий таким образом схему. За диодом резистор и конденсатор, сглаживающие остаточные пульсации после дросселя. Ну а в конце уже следует и сама нагрузка в виде светодиодов.

Найти токовые резисторы на плате драйвера легко. Как правило они низкоомные и часто стоят по несколько штук в паралель, как раз для токовой настройки. В нашем случае их два, 3,4Ом и 2,5Ом, ,,висящие” между 3-ей и 8-ой ногами микросхемы.

Внешний вид платы и токовые резисторы

Поначалу пробовал вставить в разрыв питания светодиодов, математически рассчитанное на 30-ти процентное понижение тока сопротивление. К своему удивлению, вместо падения тока увидел мерцание светодиодов, с понижением яркости. Смотрите видео мерцания.

Так как даташита на микросхему не нашёл, предположил что это является особенностью её работы. Поэкспериментировав и поколдовав с осциллограмами в ключевых точках схемы, решил пойти более простым путём подбора токовых сопротивлений. К слову установка диодов в разрыв цепи в моем случае не дала ощутимого эффекта, так как пришлось бы набирать много диодов.

Читайте также:  Определение механической характеристики двигателя постоянного тока

И так, замерил напряжение и ток потребления светодиодов в обычном заводском режиме, прибор показал 240В и 0,143А соответственно (амперметр включаем в разрыв цепи). Выпаял первое токовое сопротивление (2,5Ом), включил и о чудо – яркость светодиодов снизилась. Снова замерил ток и напряжение, показало 95В и 0,058А. Меня это вполне устроило, так как потребление тока уменьшилось почти в два раза.
Потом для полноты эксперимента вернул первый резистор на место, а второй (3,4Ом) выпаял и снова включил светильник. Эффект оказался не столь очевидным, т.е. свечение примерно на 70%, от заводской ,,нормы”.
На первом варианте с резистором в 2,5Ом решил остановиться, потому как это меня вполне устраивало. При 50% понижении потребления тока, визуально свечение упало примерно на 40%.
После часовой прогонки светильника, собрал его.

P.S. Для продления жизни светодиодам и вообще любым полупроводниковым элементам, применяют еще охлаждение, в виде радиаторов, в придачу вентиляторами или без оных. Радиаторы эффективно отводят тепло и таким образом спасают светодиоды от ускоренной температурной деградации (особенно дешёвых). Этот вариант не совсем подходит, если ток потребления светодиодов искусственно завышен производителем. В моём случае это оказалось не совсем уместным вариантом. К тому же я убил трёх зайцев, исправил заводской ,,косяк”, убавил ток на светодиоды ниже им положенной нормы, и избавил светодиоды от ускоренной деградации, уменьшив их нагрев.

Подытожу. Таким вот незамысловатым образом мы с вами можем продлить жизнь светодиодным светильникам, лампочкам, светодиодным лентам, любым активным нагрузкам, нуждающихся в уменьшении ненормально завышенного тока.

Источник

Защита светодиодных ламп от перегорания: схемы, причины, продлеваем жизнь

На рынке светодиодных ламп и светильников представлен широкий спектр продукции в разных ценовых диапазонах. Основное отличие приборов низкого и среднего ценовых сегментов заключается в большей степени не в используемых светодиодах, а в источниках питания для них.

Светодиоды работают от постоянного тока, а не от переменного, который протекает в бытовой электрической сети, а от качества преобразователя в большей степени зависит надежность ламп и режим работы светодиодов. В этой статье мы рассмотрим, как защитить светодиодные лампы и продлить жизнь дешевым моделям.

Всё описанное ниже справедливо и для светильников и для ламп.

Защита светодиодных ламп от перегорания

Два основных вида источников питания для светодиодов: гасящий конденсатор и импульсный драйвер

В самой дешевой светодиодной продукции используется гасящий конденсатор в качестве источника питания. Принцип его работы основан на реактивном сопротивлении конденсатора. Отметим простыми словами, что в цепях переменного тока конденсатор представляет собой аналог резистора. Отсюда следуют такие же недостатки, что и при использовании резистора:

1. Отсутствие стабилизации по напряжению или току.

2. Соответственно при росте входного напряжения увеличивается и напряжение на светодиодах, соответственно растёт и ток.

Эти недостатки связаны между собой. В отечественных электросетях, особенно в отдаленных районах, дачных поселках, деревнях и частном секторе часто наблюдаются скачки напряжения. Если напряжение проседает ниже 220В это не так страшно для ламп собранных по этой схеме, ток через светодиоды будет ниже, соответственно они прослужат дольше.

Схема светодиодной лампы с гасящим конденсатором:

Схема светодиодной лампы с гасящим конденсатором

А вот если напряжение будет выше номинального, например 240В, то светодиодная лампы быстро сгорит, по причине того, что и ток через светодиоды возрастет. Также очень опасны и импульсные скачки напряжения в сети, они возникают вследствие коммутации мощных электроприборов: вы наверняка замечали, что при включении холодильника или пылесоса, например, свет «моргает» — это и есть проявление этих импульсных скачков. Также они возникают во время грозы или аварийных ситуациях на ЛЭП или электростанции. Выглядит импульс следующим образом:

Импульсные драйвера для светодиодов

Импульсные драйвера для светодиодов

В светодиодных лампочках среднего и высокого ценового сегмента используются драйвера импульсного типа со стабилизацией тока.

Светодиоды работают от стабильного тока, напряжение для них не является основополагающей величиной. Поэтому драйвером называют источник тока. Его основными характеристиками является сила выходного тока и мощность.

Стабилизация тока реализуется с помощью цепей обратной связи, если не вдаваться в подробности существует два основных типа драйверов, которые используются в светодиодных лампочках и светильниках:

1. Бестрансформаторный, соответственно без гальванической развязки.

2. Трансформаторный – с гальванической развязкой.

Гальваническая развязка – это система, которая обеспечивает отсутствие прямого электрического контакта между первичной цепью питания и вторичной цепью питания. Она реализуется с помощью явлений электромагнитной индукции, иначе говоря, трансформаторами, а также с помощью оптоэлектронных устройств. В блоках питания для гальванической развязки используется именно трансформатор.

Типовая схема бестрансформаторного 220В драйвера для светодиодов изображена на рисунке ниже.

Типовая схема бестрансформаторного 220В драйвера для светодиодов

Обычно они построены на интегральной микросхеме со встроенными силовым транзистором. Она может быть в разных корпусах, например TO92, он используется также и в качестве корпуса для маломощных транзисторов и других ИМС, например линейных интегральных стабилизаторов, типа L7805. Встречаютcя и экземпляры в «восьминогих» корпусах для поверхностного монтажа, типа SOIC8 и другие.

Для таких драйверов повышения или понижения напряжения в питающей сети не страшны. Но крайне нежелательны импульсные перенапряжения – они могут вывести из строя диодный мост, если драйвер бестрансформаторный, то 220В попадут на выход микросхемы, или же мост пробьёт на КЗ по переменному току.

В первом случае высокое напряжение «убьёт светодиоды», вернее один из них, как это обычно происходит. Дело в том, что светодиоды в лампах, прожекторах и светильников обычно соединены последовательно, в результате сгорания одного светодиода цепь разрывается, остальные остаются целыми и невредимыми.

Читайте также:  Какое цветовое обозначение установлено для шин электроустановки переменного однофазного тока

Во втором – выгорит предохранитель или дорожка печатной платы.

Типовая схема драйвера для светодиодов с трансформатором изображена ниже. Они устанавливаются в дорогую и качественную продукцию.

Типовая схема драйвера для светодиодов с трансформатором

Защита светодиодных ламп: схемы и способы

Есть разные способы защиты электроприборов, все они справедливы для защиты светодиодных светильников, среди них:

1. Использование стабилизатора напряжения – это самый дорогой способ и для защиты люстры его использовать крайне неудобно. Однако можно запитать весь дом от сетевого стабилизатора напряжения, они бывают различных типов – релейные, электромеханические (сервоприводные), релейные, электронные. Обзор их преимуществ и недостатков может стать темой для отдельной статьи, пишите в комментарии, если вам интересна эта тема.

2. Использование варисторов – это прибор ограничивающие всплески напряжения, может использоваться как для защиты конкретного светильника или другого прибора, так и на вводе в дом.

3. Использование дополнительного гасящего конденсатора последовательном включении. Таким образом, ограничивается ток лампы, конденсатор рассчитывают исходя из мощности лампы. Это скорее не защита, а понижение мощности лампы, в результате при повышенных значениях напряжения в электросети срок её службы не сократится.

Варистор для защиты ламп и другой бытовой техники

Варистор – это прибор ограничивающий напряжение, его действие подобно газовому разряднику. Это полупроводниковый прибор с переменным сопротивлением. Когда на его выводах напряжение достигает уровня напряжения срабатывания варистора, его сопротивление снижается с тысяч мегаом до десятков Ом и через него начинает протекать ток. Его подключают в цепь параллельно. Таким образом, происходит защита электрооборудования.

Варисторы

Внешний вид варисторов

Un — классификационное напряжение. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА;

Um — максимально допустимое действующее переменное напряжение (среднеквадратичное);

Um= — максимально допустимое постоянное напряжение;

Р — номинальная средняя рассеиваемая мощность, это та, которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в установленных пределах;

W — максимальная допустимая поглощаемая энергия в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса.

Ipp — максимальный импульсный ток, для которого время нарастания/длительность импульса: 8/20 мкс;

Со — емкость, измеренная в закрытом состоянии, при работе ее значение зависит от приложенного напряжения, и когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

Для увеличения рассеваемой мощности производители увеличивают размер самого варистора, а также делают его выводы более массивными. Они выступают в качестве радиатора для отвода выделенной тепловой энергии.

Для защиты электроприборов в отечественных электросетях переменным напряжением в 220В подбирают варистор больший, чем амплитудное значение напряжения, а примерно равно 310В. То есть можно устанавливать варистор с классификационным напряжением около 380-430В.

Например, подойдет TVR 20 431. Если вы установите варистор с меньшим напряжением, то возможны его «ложные» срабатывания при незначительных превышениях напряжения питающей сети, а если установите с большим – защита не будет эффективной.

Как уже было сказано, варисторы могут устанавливаться непосредственно на вводе в дом, таким образом, вы защитите все электроприборы в доме. Для этого промышленностью выпускаются модульные варисторы, так называемые УЗИП.

Вот схема его подключения для трёхфазной сети, для однофазной – аналогично.

Схема подключения УЗИП

Эти схемы с использованием дифавтомата и защитой от высокого потенциала на одном или двух проводах однофазной цепи не менее интересны.

Схема защиты ламп

Схема защиты ламп

Для защиты одного светильника или лампочки используют такую схему включения, она приведена на примере самодельного светодиодного светильника, но при использовании готового светильника или лампы варистор устанавливается также – параллельно по цепи 220В.

Схема самодельного светодиодного светильника

Вы его можете установить как в корпусе самого осветительного прибора, так и на питающих проводах снаружи. Если он подключается к розетке – варистор можно расположить в розетке. Варистор можно заменить супрессором.

В этом видео ролике автор интересно рассказывает о таком способе защиты.

Готовые решения

Устройство защиты от импульсных перенапряжений для светодиодных светильников – от производителя LittleFuse. Обеспечивают защиту от перенапряжений величиной до 20 кВ. В зависимости от конструкции устанавливается в параллель или последовательно.

 – от производителя LittleFuse. Обеспечивают защиту от перенапряжений величиной до 20 кВ. В

На рынке имеются устройства с разными характеристиками – напряжением срабатывания и пиковый ток.

Устройство защиты светодиодов сохраняет лампы при импульсах напряжения. Подключается параллельно цепи освещения после выключателя. Также предотвращает самопроизвольное мигание светодиодных лампочек при использовании выключателей с подсветкой.

Устройство защиты светодиодов

Суть работы такого устройства заключается в том, что внутри установлен конденсатор. Ток подсветки выключателей течет через него, также он сглаживает всплески напряжений.

Подобное или аналогичное устройство от фирмы Гранит, модель БЗ-300-Л. Индекс «Л» в конце говорит о том, что это блок защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп (клл).

Устройство защиты ламп Гранит

Внутри расположено три детали, одну из которых мы рассмотрели выше:

Устройство защиты ламп Гранит

Вот принципиальная схема. Вы можете её повторить.

Принципиальная схема устройства для защиты ламп

Заключение

Полностью исключить вероятность перегорания светодиодных ламп и светильников невозможно. Однако вы можете продлить лампочкам жизнь, минимизировав влияние скачков напряжение. Сделать это можно либо своими руками, либо купив блок защиты светодиодных ламп заводского исполнения.

Источник

Ограничиваем ток в светодиодном светильнике

Попадаются светодиодные лампы, которые не могу отремонтировать.
Прошу помощи.

Пример лампы на 15W.
Схема платы:

Читайте также:  Как уменьшить ток в цепи переменного тока

Напряжение 313В без нагрузки между:
«GND» и «+»,
«+» и «-«,
«+» и «B1».

Вот так подключены светодиоды и драйвер:
Изображение

Напряжение под нагрузкой между двумя средними контактами «+» и «-«: 62В.
Напряжение на каждом диоде: 8,9В.
Ток в цепи светодиодов: 220мА (включены 7 групп, по 3шт. в группе, на одном диоде получим 220/3 = 73,3мА).

Хочу уменьшить ток.
Рядом с микросхемой драйвера стоят резисторы общим сопротивлением 0,7Ом.
Выпаиваю один резистор и сопротивление становится 1,3Ом.
Включаю лампу, успеваю измерить ток: с 220мА он понизился до 155мА.

Измеряя ток, вижу что не все светодиоды светят одинаково (ВСЕ ДЕЙСТВИЯ ДЕЛАЮ С НОВОЙ ЛАМПОЙ).
Некоторые группы горят нормально, а некоторые еле-еле и подмигивают.
Едва я успел измерить ток, как лампа погасла и около 4 светодиодов почернели.

Подскажите пожалуйста, как в лампах с такой схемотехникой корректно уменьшать ток?

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Взаимоисключающие параграфы.
Ищите, где коротнули во время выпайки/измерения.

Я ремонтирую/дорабатываю подобным же образом — удалением резистора с бо́льшим сопротивлением из параллельной пары. И никаких проблем.

Продуктовые линейки Connfly и KLS на складе Компэл включают в себя решения для батареек различных типоразмеров (от CR1220 до CR2477) для выводного или поверхностного монтажа. Независимо от способа установки, держатели батареек, среди прочего, имеют ряд особенностей.

Ничего не выпаивал.
Перерезал дорожку между группами светодиодов и туда амперметром становился.
Если смотреть на фото то перерезал слева от контакта B1, там ничего рядом нет, чтобы закоротить.

Одел затемнённые очки для газосварщиков, встал щупами в разрыв цепи, увидел, что ток понизился.
Потом, на светодиоды смотрю, а они горят с разной яркостью.
Секунд 5 ещё прошло и всё потухло.
Очки снимаю, а там четыре почерневших.

Попадалась ещё одна лампа с выходом драйвера 310В, там 12 диодов были включены последовательно.
В таких вариантах заменять сгоревшие светодиоды перемычкой у меня не получилось – горят другие моментально.
Даже измерить ток на светодиоде не перерезая дорожку нельзя.
Только начнёш мерять ток, светодиод гаснет и на остальные идёт повышенное напряжение и горят другие диоды.

С лампами, где драйвер на выходе делает около 110В проблем нет. Можно и коротить диоды и уменьшать ток без проблем.

А с этими, где 310В без нагрузки, не могу разобраться.

Приглашаем 20 мая на вебинар, посвященный линейке поставок компании MEAN WELL и ее подходу к производству источников питания — как экосистемы продукции и услуг, которая позволяет подобрать оптимальный источник питания для любых задач электропитания. Рассмотрим весь спектр выпускаемой продукции MEAN WELL в области AC/DC-, DC/DC- и DC/AC-преобразователей с подробным разбором интересных и уникальных новинок, их применении и многое другое.

Источник



Правда и вымысел о пусковых токах светильников

Светодиодные светильники за последние пять лет превратились из экзотических устройств для сторонников экологического стиля жизни в предметы повседневного обихода. Поэтому не удивительно, что установка таких светильников все чаще осуществляется не инженерами экстра-класса в рамках проектов государственной важности, а в самых обычных офисах рядовыми электриками или вообще людьми, имеющими об электричестве только самые элементарные представления. И каким же бывает разочарование, когда при включении вроде бы «экономичных» светодиодных светильников срабатывает защитный автомат, выбранный, вроде бы, с соблюдением всех правил. Или возникает парадоксальная ситуация, когда при замене люминесцентных светильников на светодиодные срабатывает предохранитель, который ранее без проблем «держал» очень «прожорливые» приборы еще советского производства. Самое время разувериться в экономичности светодиодных светильников. Проблемы возникают потому, что не учитывается важнейший параметр любого светильника — значение пускового тока. Причем такой подход навязывают сами производители светильников, зачастую утверждающие, что у их продукции пусковых токов просто нет.

Правда и вымысел о пусковых токах светильников

При включении электрического устройства, как правило, наблюдаются переходные процессы. Кроме этого, для запуска устройства может потребоваться большая мощность, чем в установившемся режиме. Из-за этого наблюдается такое явление как пусковой ток. Значение пускового тока равно максимальному значению входного тока при включении устройства. Пусковой ток выражается либо в абсолютных значениях, либо как кратность максимального значения входного тока к потребляемому току в установившемся режиме. Другим важным значением является длительность пускового тока — время при запуске, в течение которого входной ток устройства превышает потребляемый ток в установившемся режиме.

Наличие пускового тока характерно даже для такого «древнего» и простого источника света как лампа накаливания. Вольфрамовая нить в охлажденном состоянии имеет сопротивление в 10-15 раз меньше, чем в нагретом до температуры, когда она светится. Соответственно, пусковой ток лампы накаливания в 10-15 раз больше потребляемоготокавустановившемся режиме.

Вот, кстати, почему лампы накаливания (и похожи по принципу работы галогенные лампы) выходят из строя чаще всего при включении.

В разрядных источниках света при запуске энергия затрачивается на создание плазмы между электродами, то есть электрического разряда, дающего свечение. К таким источникам света относятся, например, натриевые, металлогалогенные и люминесцентные лампы. Данные по кратности пусковых токов и их продолжительности можно найти в таблице 1.

Таблица 1. Параметры запуска для традиционных источников света

Источник