22 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Содержание

Боятся ли светодиодные лампы перепадов напряжения

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.

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:

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

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.

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.

Во втором – выгорит предохранитель или дорожка печатной платы.

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

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.

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.

Читать еще:  Как ровно прикрутить профнастил на забор

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.

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

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.

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.

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.

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).

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

Вот принципиальная схема. Вы можете её повторить.

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.

Все о блоках защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп

Рано или поздно любые источники света, применяемые в приборах освещения, перегорают. Причин этому множество. В лампочках со спиралью происходит разрыв последней, а в лэд-элементах – расслоение и выход из строя полупроводников кристаллов.

Единственный способ максимально продлить срок службы светодиодных и энергосберегающих ламп – это установить в сеть специальный блок защиты. Рассмотрим, какие основные причины перегорания ламп существуют, каким наилучшим способ защитить их от резких изменений параметров бытовой сети, каковы основные технические данные блоков защиты, что нужно знать при их выборе, как правильно их подключить, установить и подобрать место монтажа.

Почему лампы перегорают

В отличие от обычных ламп накаливания у галогенных принцип работы позволяет частично восстанавливать постоянно утончающуюся в ходе свечения спираль. Это несколько продлевает срок ее действия. Светодиодный кристалл служит на порядок дольше, но он также не застрахован от перегорания. Помимо естественного износа спирали или полупроводниковой матрицы, существует целый ряд специфических причин, значительно снижающих их долговечность. Это такие свойства бытовой сети 220 В, как:

  1. Скачки напряжения.
  2. Фатальные скачки.
  3. Наведенная пульсация.
  4. Паразитарная пульсация.

Рассмотрим их особенности более детально.

Скачки напряжения

Изменение значения напряжение – достаточно характерное явление для отечественной бытовой сети. Любая энергосберегающая светодиодная лампа, оснащенная элементарным гасящим драйвером, имеет защиту от эффекта повышения номинала. С другой стороны, от его падения лэд-элемент не может быть огражден таким блоком. Потребуется также установка высоковольтного конденсатора.

Фатальные скачки напряжения

К этому виду причин поломок светодиодных и энергосберегающих ламп относятся сверхвысокое повышение силы тока и напряжения в сети. Это происходит при разряде молнии в непосредственной близости с линией электропередач. Как правило, стандартные блоки защиты не успевают блокировать воздействие такой мощности, и электроника сгорает моментально. В этом случае происходит эффект мигающих лэд-светильников в отключенном состоянии.

Наведенная пульсация

При близком расположении двух проводников, один из которых ведет к мощному потребителю, во втором, ведущем к светодиодной лампе, возникает достаточная для инициации свечения сила тока. Проблема в том, что такое дополнительно включение/выключение (равное частоте переменного тока, то есть 50 раз в секунду!) очень быстро приведет энергосберегающее устройство в негодность.

Паразитарная пульсация

Эффект паразитной пульсации возникает при использовании выключателей с лэд-подсветкой. Через ее элементы проходит ток, достаточной силы, чтобы возбудить кристаллы светодиодной энергосберегающей лампы. В результате она мигает и, естественно, постепенно расходует ресурс полупроводниковой матрицы.

Как защитить лампы лед от скачков напряжения в электросети

Для устранения мерцания, основной причины уменьшения срока действия лэд-элемента, потребуется установка блока защиты. Это особый прибор, внутри которого расположен элемент с электрическим сопротивлением, несколько меньшим, чем в светодиодной энергосберегающей лампе. Возникающие паразитная и наведенные пульсации просто проходят через него, минуя светильник. Чтобы модуль начал работать, его необходимо подключить к входным контактам самого драйвера питания.

Почему встроенные блоки питания не защищают

Стандартные блоки питания, устанавливаемые в любой энергосберегающей светодиодной лампе, это гасящие драйвера. Их основное назначение – защитить кристалл от скачка напряжения. Однако они не могут предотвратить воздействия на нее микротоков, достаточных для мерцания. Полупроводниковый кристалл имеет меньшее сопротивление, и потому подвергается действию паразитной и наведенной пульсации. Также они не способны предохранить от падения номинала в сети, что также вредно для лэд-элементов. Поэтому требуется установка отдельно блока защиты.

Блоки защиты ламп: подключение и применение, работа и устройство

Блок защиты от импульсных перенапряжений предохраняет энергосберегающие светодиодные лампы от скачков в сети до 20 кВ. В зависимости от конструкционных особенностей он монтируется в схему параллельно или последовательно.

Технические данные

Устройства для защиты от перепадов сети для светодиодов и энергосберегающих ламп характеризуются тремя основными параметрами:

  1. Суммарная мощность потребляемых светильников.
  2. Входное напряжение.
  3. Номинал на выходе.

Важно! Дополнительными характеристиками, влияющими на функциональность блока защиты, являются диапазон рабочих температур и степень защиты от атмосферной влажности.

Особенности выбора

Первым необходимым условием выбора блока защиты для светодиодных и иных энергосберегающих ламп является правильный расчет суммарной мощности потребления. При этом к расчетной мощности для страховки лучше добавить еще 20-30% от полученного значения. Если устройство приобретается не только для лэд-элементов, но и для лампочек накаливания или галогенок, то желательно, чтобы оно было оснащено системой плавного повышения напряжения.

Правила и способы подключения

Блок защиты для одной или нескольких светодиодных или других энергосберегающих ламп устанавливается в самом начале схемы (после выключателя) в соответствии с конструкцией (последовательно или параллельно).

Важно! Если в схеме есть выключатель с подсветкой, потребуется установить дополнительный резистор (около 50 кОм и 1Вт) – параллельно блоку защиты. Последний в неактивном состоянии разрывает цепь, и потому лед-элемент работать не будет.

Места установки защиты

Если блок защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп небольшой (до 300 Вт), его можно установить в распределительном модуле для проводки. Однако необходимо иметь ввиду, что он должен хорошо охлаждаться и быть доступным в случае необходимости ремонта или замены.

Основные выводы

Блок защиты устраняет перепады напряжения в сети, обеспечивая длительный срок службы галогенным и прочим энергосберегающим и светодиодным лампам. Чаще всего причиной перегорания лампочек являются:

  1. Скачки напряжения.
  2. Фатальное повышение силы тока.
  3. Наведенная пульсация.
  4. Паразитарная пульсация.
Читать еще:  Вода из скважины пахнет болотом что делать

Для надежной защиты энергосберегающих ламп и светодиодных светильников необходимо в начало электросхемы установить параллельно или последовательно (в зависимости от конструкции) специальный блок. При его выборе нужно учесть суммарную мощность электроприборов, а также напряжение на входе и выходе и условия будущей эксплуатации.

Светодиодное освещение при пониженном напряжениии

Напряжение на даче бывает пониженное — 160-170В вместо 220В.
Из-за чего обычные лампы накаливания горят тускло.
Нашел выход — заменил лампы накаливания на светодиодные лампы цоколь E27 11Вт.
Сначала взял 4 шт. на пробу.
Светят одинаково ярко и при пониженном напряжении, включаются сразу.
Спустя год решил взять еще пару штук, в том же магазине, той же серии.
И «о чудо», они не светят при пониженном напряжении, просто гаснут и всё.

А все 4шт., что брал раньше горят нормально.

В итоге вновь купленные увёз домой, а из дома взял старые КЛЛ «сберегайки».

покупать лампы надо так:

  1. берем,
  2. проверяем в реальных условиях эксплуатации,
  3. если проверка прошла, быстро дуем в магазин за новой партией.

Явно что-то «улучшили» в схеме ламп. Может кто сталкивался с подобной ситуацией?

РаботничкиНТ написал:
И «о чудо», они не светят при пониженном напряжении, просто гаснут и всё.

Нормальные изготовители на лампах (или упаковке) пишут технические характеристики, в том числе и диапазон напряжения питания.
Несоответствие товара заявленным характеристикам есть основание для возврата.
Не лениться ознакомиться.
Хотя некоторые пользователи предпочитают развивать ноги.
.

РаботничкиНТ написал:
Может кто сталкивался с подобной ситуацией?

А еще как правило световая отдача сильно завышена, а срок жизни зачастую раз в 10 а то и больше завышают.

Правильные светодиодные лампы содержат стабилизатор
посему они либо светятся как положено либо не светятся

РаботничкиНТ написал:
Вывод:
покупать лампы надо так:

  1. берем,
  2. проверяем в реальных условиях эксплуатации,
  3. если проверка прошла, быстро дуем в магазин за новой партией.

Явно что-то «улучшили» в схеме ламп. Может кто сталкивался с подобной ситуацией?

Во-истину : так и только так.
И добавьте себе «моментик» к первому пункту : искать то, что только-только появилось в продаже (если это будет «пилотная партия» — вообще отлично).
И как только вокруг этого «отлично» начнётся возня (практически всегда — мышиная), его сразу начнут «улучшать».
При этом покупатели «второй волны» начнут орать, что первые — откровенно брешут и пиарят барахло, а «первая волна» будет утверждать, что у вторых — просто кривые руки.
Под это дело будет слита третья партия (да-да — найдутся эти-самые «третьи», считающие себя ну-ууу самыми умными).
И будет ещё 4-я партия (совсем уже «супер-улучшенная»). Теперь уже САМ производитель заявит, что его «подделывают».
Когда продажи пойдут на спад, при этом прибыль существенно даже и не уменьшится — прикиньте для себя механизм)))) «карусель» запускается сначала.

Микитович написал:
Нормальные изготовители на лампах (или упаковке) пишут технические характеристики

и таки они были написаны на упаковке: 160-260В. и прочитаны мной, и более того

РаботничкиНТ написал:
Сначала взял 4 шт. на пробу.
Светят одинаково ярко и при пониженном напряжении, включаются сразу.

Я противник теории заговоров, но в ваших словах:

TiMg33 написал:
И добавьте себе «моментик» к первому пункту : искать то, что только-только появилось в продаже (если это будет «пилотная партия» — вообще отлично).
И как только вокруг этого «отлично» начнётся возня (практически всегда — мышиная), его сразу начнут «улучшать».

есть истина.
Так дела часто обстоят со многими товарами от колбасы до автомобиля.

Произвести бы вскрытие ламп из обеих партий и наступит сразу момент истины, но жаба немного душит. До окончания срока службы на упаковке 30000 часов сильно рискую недожить

Микитович написал:
Нормальные изготовители на лампах (или упаковке) пишут технические характеристики

и таки они были написаны на упаковке: 160-260В. и прочитаны мной, и более того

РаботничкиНТ написал:
Сначала взял 4 шт. на пробу.
Светят одинаково ярко и при пониженном напряжении, включаются сразу.

Я противник теории заговоров, но в ваших словах:

TiMg33 написал:
И добавьте себе «моментик» к первому пункту : искать то, что только-только появилось в продаже (если это будет «пилотная партия» — вообще отлично).
И как только вокруг этого «отлично» начнётся возня (практически всегда — мышиная), его сразу начнут «улучшать».

есть истина.
Так дела часто обстоят со многими товарами от колбасы до автомобиля.

Произвести бы вскрытие ламп из обеих партий и наступит сразу момент истины, но жаба немного душит. До окончания срока службы на упаковке 30000 часов сильно рискую недожить

РаботничкиНТ ,
Так что за лампы? А то мути напустили, пока ниочём.

если не жалко
разберите обе лампы и сфотографируйте не смартом а фотом.

А то чудеса да и только

Фотографирую то что ремонтирую.

Тема флуд
Лечить надо напряжение в сети, а не лампочки.

Азат Д написал:
Так что за лампы? А то мути напустили, пока ниочём

Лампы ASD 11Вт.
Предвижу вопрос: а что ты же брал дешевые? Почему не взял бренд?
Ну во первых: для непостоянного использования на даче бренд — нерентабельно (если вообще бренд рентабельно) и дорого.
Во вторых: взял 4 шт., попробовал, — работает, решил взять еще 2 шт. Положительный опыт был, но не тут-то было. Улучшенная конструкция ламп при низком напряжении работать отказалась. Предвидеть этого нельзя.

Предвижу еще вопрос: почему не вернул в магазин те лампы, что не захотели работать при низком напряжении?
Ответ прост: неохота было тащиться в магазин и нашел более простое решение: выкрутил из дома сберегайки, а на их место ввернул те, что не захотели работать при низком напряжении. Дома напряжение не падает никогда, опэтому купленные лампы работают прекрасно. Да и ламп всего две.

Aтос написал:
Лечить надо напряжение в сети, а не лампочки.

Ну новую ТП и сети построить — это каждый может.
Стабилизатор? Для 6 лампочек — ну я Вас умоляю. Цена стабилизатора >>> цена 6шт. LED ламп.

Вопрос не в этом, а в том, что покупая иной раз ту же марку и серию ламп, но выпущенную позже, можно встретиться с неожиданностями.
Как говорится: «разница небольшая, но очень существенная».

РаботничкиНТ ,
Тогда все правильно.

Азат Д написал:
Так что за лампы? А то мути напустили, пока ниочём

Лампы ASD 11Вт.
Предвижу вопрос: а что ты же брал дешевые? Почему не взял бренд?
Ну во первых: для непостоянного использования на даче бренд — нерентабельно (если вообще бренд рентабельно) и дорого.
Во вторых: взял 4 шт., попробовал, — работает, решил взять еще 2 шт. Положительный опыт был, но не тут-то было. Улучшенная конструкция ламп при низком напряжении работать отказалась. Предвидеть этого нельзя.

Предвижу еще вопрос: почему не вернул в магазин те лампы, что не захотели работать при низком напряжении?
Ответ прост: неохота было тащиться в магазин и нашел более простое решение: выкрутил из дома сберегайки, а на их место ввернул те, что не захотели работать при низком напряжении. Дома напряжение не падает никогда, опэтому купленные лампы работают прекрасно. Да и ламп всего две.

Aтос написал:
Лечить надо напряжение в сети, а не лампочки.

Ну новую ТП и сети построить — это каждый может.
Стабилизатор? Для 6 лампочек — ну я Вас умоляю. Цена стабилизатора >>> цена 6шт. LED ламп.

Читать еще:  Как самому сделать подвесной потолок

Вопрос не в этом, а в том, что покупая иной раз ту же марку и серию ламп, но выпущенную позже, можно встретиться с неожиданностями.
Как говорится: «разница небольшая, но очень существенная».

РаботничкиНТ ,
Спросил чисто для статистики.
Я к качественному Китаю нормально отношусь, например: к Навигатору , Космосу , Юниелу.

Блок защиты для светодиодных ламп 220В

Главная и, пожалуй, единственная причина выхода из строя обыкновенных ламп накаливания, галогенных и люминесцентных лампочек – перегорание спирали. С точки зрения физики этот процесс легко объясним. С раскалённой спирали постоянно испаряются атомы вольфрама.

В обыкновенных лампах быстрее, в галогенных – медленнее. После выключения часть испарившихся атомов оседает назад на спираль, часть на колбу. Как следствие неравномерного оседания, со временем образуются истончённые участки. А что приводит в негодность светодиодные лампы?

Почему лампы перегорают?

Все лампы со спиралью накаливания работают по принципу термоэлектронной эмиссии, то есть при прохождении тока спираль раскаляется, излучая свет видимой части спектра. Интенсивность тепловыделения обратно пропорциональна толщине проводника, соответственно истончённые зоны спирали нагреваются значительно сильнее, теряя прочность. На этих участках и происходят разрывы.

В качестве методов борьбы с этой «болезнью» разработано множество схем плавного розжига спирали, что действительно способно значительно увеличить срок её службы. Все эти схемы относятся к устройствам защиты.

Наряду с устройствами защиты ламп со спиралью накаливания появляются устройства защиты светодиодных ламп. Казалось бы, для чего они нужны, если у светодиодов нет спирали…

Действительно, свечение кристалла светодиода происходит благодаря возбуждению электронов в полупроводниковом слое, а не за счёт раскалённой спирали. Но в основе эффекта лежит тот же эффект термоэлектронной эмиссии. С годами очень тонкий полупроводниковый слой прогорает. Если внимательно присмотреться к светодиодной лампочке через несколько лет её работы, можно заметит отдельные потускневшие или нерабочие кристаллы, у которых произошёл пробой слоя полупроводника.

Существует ряд факторов, способных существенно сократить срок жизни таких устройств. К ним относятся:

  • Скачки напряжения;
  • наведённая пульсация;
  • паразитарная пульсация.

Скачки напряжения

Перепады в сети напряжения довольно привычное событие в нашей стране. Как ни странно, но к повышению напряжения выше номинального значения светодиодные лампы относятся достаточно спокойно. Драйверы питания способны легко с ними справиться.

Более опасны для светодиодов падения напряжения, когда за доли секунды ток, проходящий через полупроводниковый слой, падает, а потом возвращается к исходным величинам. Тогда в пространстве p-n перехода может произойти точечный пробой. Драйвер питания способен отсечь избыток тока, но не способен компенсировать его выраженное падение.

Защита светодиодных ламп частично решается установленным перед драйвером высоковольтным конденсатором средней ёмкости, играющим роль сглаживающего фильтра.

Фатальные скачки напряжения

Ситуация, которой я хочу коснуться скорее исключение из правил, тем не менее, такие случаи происходят с завидной регулярностью. Речь идет об ударах молний. Но не в линию электропередачи – такие ситуации как раз безопасны, поскольку из-за мгновенного расплавления проводов, заряд, скорее всего, не дойдёт до конечного потребителя электроэнергии. Опасны удары молний в непосредственной близости от линии электропередачи.

Напряжение коронного разряда достигает миллионов вольт и вокруг канала молнии образуется мощнейшее электромагнитное поле. Если в зоне его действия окажется линия передач, произойдет мгновенный скачок силы тока и напряжения.

Фронт нарастания амплитуды напряжения настолько быстрый, что защитные каскады электроники не успевают справиться и выгорают целые платы. В светодиодной лампочке будут многочисленные пробои кристаллов. Мы отнесли такие скачки напряжения к фатальным, поскольку адекватной защиты от такого форс-мажора нет.

При штатном режиме эксплуатации возникает такое явление как мерцание ламп в выключенном состоянии.

Подробно о мигании включенных ламп мы уже рассматривали в этой статье.

Наведённая пульсация

Сила тока, требующаяся для работы светодиодов очень мала — микроамперы. Если две линии внутриквартирной проводки находятся в непосредственной близости, а в одной из линий включена мощная нагрузка, электромагнитные волны способны возбуждать ток в проводнике достаточный для свечения светодиода.

Вечные светодиоды такой же миф, как и вечный двигатель. Каждый эпизод включения/выключения на чуть-чуть уменьшает срок его жизни. Никто не измерял такой параметр для светодиодов, но при частоте события пятьдесят раз в секунду (частота пульсации сети 50 Гц) даже очень большие числа — понятие относительное.

Паразитарная пульсация

Паразитарная пульсация светодиодной лампы возникает, когда для её включения используют выключатель с подсветкой. Через светодиод подсветки так же проходит достаточный ток для мигания светодиодов.

Наведённая и паразитарная пульсация – ведущий фактор риска для светодиодного освещения.

Наконец мы подошли к главной теме этого обзора — устройство защиты светодиодных ламп.

Блок защиты светодиодных ламп 220в представляет собой шунт с сопротивлением меньше, чем сопротивление светодиодов в лампочке. При возникновении паразитарных наводок они проходят через шунт, минуя лампу.

Одним из примеров таких устройств является вот такой девайс. Для активации защиты достаточно подключить его к клеммам входного напряжения драйвера питания светодиодной лампы. Применение даже такого элементарного способа защиты во много раз продлит срок жизни светодиодному освещению.

Почему часто могут перегорать светодиодные лампочки?

Переход на LED освещение обещает огромную экономию электроэнергии. Казалось бы, выгоды налицо, но ощутимого прорыва пока не случилось. Что сдерживает население от массового использования светодиодных лампочек?

Первое, что приходит на ус – это цена. Действительно, полупроводниковые лампочки дороже ламп накаливания, но это не главная причина. Ведь они окупаются в течение года, за счёт экономии.

Вторая причина в том, что лампочки часто перегорают, а потребитель вместо экономии несёт дополнительные расходы на покупку нового LED прибора. Аргумент убедительный, но справедливый только по отношению к дешёвым светодиодным лампочкам. Качественные изделия служат длительное время и окупаются с лихвой.

Давайте разберёмся, почему часто перегорают светодиодные лампочки и как с этим бороться.

Причины выхода из строя светодиодов

Производители утверждают, что светодиодные лампочки способны работать длительное время без видимых дефектов. И это действительно так, но при условии, что прибор обеспечивает стабильное номинальное напряжение питания цепочки светоизлучающих полупроводников.

Надо сказать, что известные мировые фирмы придерживаются этих требований, поэтому их продукция соответствует установленным стандартам.

Светодиод излучает холодное свечение при подаче на его электроды постоянного напряжения величиной 1,5 – 3 В, в зависимости от типа полупроводника. При превышении этого напряжения диод выходит из строя – разрушается зона его p-n перехода.

При значительном превышении тока может даже произойти возгорание. Осмелюсь утверждать, что это основная и единственная причина перегорания светодиодов.

Некоторые умельцы называют ещё одну причину выхода светодиода из строя – частое включение (мигание). Категорически с этим не соглашусь.

Если перепады напряжения в пределах номинальных значений, то это никак не повлияет на работоспособность светодиода. В данном вопросе я солидарен с производителями, которые утверждают, что полупроводники выдерживают бесконечное число миганий (разумеется, в пределах заложенного в них ресурса эксплуатации).

Устройство LED лампочек

Конструкция полупроводниковой лампочки понятна из рисунка 2.

Она состоит из следующих деталей:

  • одной или нескольких светоотражающих панелей, на которые монтируются светодиоды;
  • высоковольтного драйвера;
  • цоколя, адаптированного под обычный патрон;
  • алюминиевого радиатора;
  • стеклянной матовой колбы.

Важной частью изделия является драйвер. Именно он обеспечивает стабильное номинальное напряжение для питания светодиодов. Эти устройства бывают трёх типов:

  • активный стабилизатор;
  • импульсный стабилизатор;
  • драйвер на основе ёмкостного гасящего сопротивления (рис. 3).

Источники:

http://electrik.info/main/master/1439-zaschita-svetodiodnyh-lamp-ot-peregoraniya.html
http://svetilnik.info/svetodiody/blok-zashhity-dlya-svetodiodnyh-i-energosberegayushhih-lamp.html
http://mastergrad.com/forums/t255298-svetodiodnoe-osveshchenie-pri-ponizhennom-napryazheniii/
http://svetodiodinfo.ru/texnicheskie-momenty/blok-zashhity-dlya-svetodiodnyx-lamp-220v.html
http://zen.yandex.ru/media/id/5d38230cd5135c00ad1384d4/5d6684bc5ba2b500add02a61

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×