Protección de lámparas LED contra el agotamiento: esquemas, razones, prolongar la vida útil

Se presenta una amplia gama de productos en diferentes rangos de precios en el mercado de lámparas y accesorios LED. La principal diferencia entre dispositivos de segmentos de precio bajo y medio es, en mayor medida, no en los LED utilizados, sino en las fuentes de alimentación para ellos.

Los LED funcionan con corriente continua y no con la corriente alterna que fluye en la red eléctrica doméstica, y la confiabilidad de las lámparas y el modo de operación de los LED dependen más de la calidad del convertidor. En este artículo, veremos cómo proteger las lámparas LED y extender la vida útil de los modelos de bajo costo.

Todo lo que se describe a continuación es cierto para luminarias y lámparas.

Dos tipos principales de fuentes de alimentación para LED: condensador de borrado y controlador de pulso

Los productos LED más baratos usan condensador de enfriamiento como fuente de poder. El principio de su funcionamiento se basa en la reactancia de un condensador. En palabras simples, el condensador en un circuito de CA es un análogo de una resistencia. A partir de aquí, siga las mismas desventajas que cuando usa una resistencia:

1. Falta de estabilización por voltaje o corriente.

2. En consecuencia, con un aumento en el voltaje de entrada, el voltaje en los LED también aumenta, y la corriente también aumenta.

Estas deficiencias están interconectadas. En las redes eléctricas domésticas, especialmente en áreas remotas, casas de veraneo, aldeas y el sector privado, a menudo se observan sobretensiones. Si el voltaje baja por debajo de 220V, no es tan malo para las lámparas ensambladas de acuerdo con este esquema, la corriente a través de los LED será menor, respectivamente, durarán más.

Diagrama de una lámpara LED con un condensador de enfriamiento:

Pero si el voltaje es más alto que el nominal, por ejemplo 240 V, entonces la lámpara LED se apagará rápidamente, debido al hecho de que aumentará la corriente a través de los LED. Las sobretensiones de impulso en la red también son muy peligrosas, surgen como resultado del cambio de electrodomésticos potentes: probablemente haya notado que cuando enciende el refrigerador o la aspiradora, por ejemplo, la luz "parpadea"; esto es una manifestación de estas sobretensiones de impulso. También ocurren durante tormentas eléctricas o emergencias en líneas eléctricas o plantas de energía. El impulso se ve de la siguiente manera:

Controladores de pulso para LED

En las bombillas LED del segmento de precio medio y alto se utilizan controladores de tipo pulsado con estabilización de corriente.

IMPORTANTE

Los LED funcionan con una corriente estable, el voltaje para ellos no es un valor fundamental. Por lo tanto, el controlador se llama una fuente actual. Sus características principales son la corriente de salida y la potencia.

La estabilización de corriente se realiza mediante circuitos de retroalimentación, si no entra en detalles, hay dos tipos principales de controladores que se utilizan en las bombillas y lámparas LED:

1. Sin transformador, respectivamente, sin aislamiento galvánico.

2. Transformador - con aislamiento galvánico.

El aislamiento galvánico es un sistema que garantiza que no haya contacto eléctrico directo entre el circuito de alimentación primario y el circuito de alimentación secundario. Se implementa utilizando los fenómenos de inducción electromagnética, en otras palabras, transformadores, así como el uso de dispositivos optoelectrónicos. En las fuentes de alimentación para aislamiento galvánico, se utiliza un transformador.

En la figura siguiente se muestra un esquema típico de un controlador de 220 V sin transformador para LED.

Por lo general, se basan en un circuito integrado con transistor de potencia integrado.Puede ser en diferentes casos, por ejemplo TO92, también se usa como un caso para transistores de baja potencia y otros circuitos integrados, por ejemplo estabilizadores integrales lineales, como L7805. También hay especímenes en cajas de "ocho patas" para montaje en superficie, como SOIC8 y otros.

Para tales conductores, subir o bajar el voltaje en la red no es terrible. Pero las sobretensiones pulsadas son extremadamente indeseables: pueden dañar el puente de diodos, si el controlador no tiene transformador, entonces 220 V irán a la salida del microcircuito o el puente se romperá en cortocircuito con corriente alterna.

En el primer caso, un alto voltaje "matará los LED", o más bien uno de ellos, como suele ser el caso. El hecho es que los LED en lámparas, focos y accesorios generalmente están conectados en serie, como resultado de la combustión de un LED, el circuito se rompe, el resto permanece intacto.

En el segundo, el fusible o circuito de la placa de circuito se quemará.

A continuación se muestra un circuito controlador típico para LED con transformador. Se instalan en productos caros y de alta calidad.

Protección de la lámpara LED: esquemas y métodos

Existen diferentes formas de proteger los aparatos eléctricos, todas ellas son justas para la protección de las lámparas LED, entre ellas:

1. El uso de un estabilizador de voltaje es la forma más costosa y es extremadamente inconveniente usarlo para proteger el candelabro. Sin embargo, puede alimentar toda la casa desde un estabilizador de voltaje de red, son de varios tipos: relé, electromecánico (servo), relé, electrónico. Una revisión de sus ventajas y desventajas puede ser un tema para un artículo separado, escriba en los comentarios si está interesado en este tema.

2. El uso de varistores es un dispositivo que limita las sobretensiones, puede usarse tanto para proteger una lámpara específica u otro dispositivo, como en la entrada de la casa.

3. Usando un condensador de enfriamiento adicional en serie. Por lo tanto, la corriente de la lámpara es limitada, el condensador se calcula en función de la potencia de la lámpara. Más bien, esto no es protección, sino una disminución en la potencia de la lámpara, como resultado, con el aumento de los valores de voltaje en la red, su vida útil no se reducirá.

Varistor para proteger lámparas y otros electrodomésticos.

Varistor es un dispositivo limitador de voltaje, su acción es como una brecha de chispa de gas. Este es un dispositivo semiconductor con resistencia variable. Cuando el voltaje alcanza el nivel de voltaje del varistor en sus terminales, su resistencia disminuye de miles de megaohmios a decenas de ohmios y una corriente comienza a fluir a través de él. Está conectado al circuito en paralelo. Por lo tanto, el equipo eléctrico está protegido.

La aparición de varistores

• Un es el voltaje de clasificación. Este es un voltaje en el que una corriente de 1 mA comienza a fluir a través del varistor;

• Um es la tensión alterna efectiva máxima permitida (rms);

• Um = - tensión constante máxima permitida;

• P es la disipación de potencia media nominal, esta es la que el varistor puede disipar durante toda la vida útil manteniendo los parámetros dentro de los límites establecidos;

• W es la energía absorbida máxima permitida en julios (J) cuando se expone a un solo pulso.

• Ipp: corriente de pulso máxima para la cual el tiempo de subida / duración del pulso: 8/20 μs;

• Co es la capacitancia medida en estado cerrado; durante la operación, su valor depende del voltaje aplicado, y cuando el varistor pasa una gran corriente a través de él, cae a cero.

Para aumentar la disipación de potencia, los fabricantes aumentan el tamaño del varistor y también hacen que sus conclusiones sean más masivas. Actúan como un radiador para la eliminación de la energía térmica liberada.

Para proteger los aparatos eléctricos en las redes eléctricas domésticas con un voltaje alterno de 220V, se selecciona un varistor que es mayor que el valor de amplitud del voltaje y aproximadamente igual a 310V.Es decir, es posible instalar un varistor con un voltaje de clasificación de aproximadamente 380-430V.

Por ejemplo, TVR 20 431 es adecuado. Si instala un varistor con un voltaje más bajo, entonces puede ser "falso" si se excede ligeramente el voltaje de la red y si lo instala con un voltaje alto, la protección no será efectiva.

Como ya se mencionó, los varistores se pueden instalar directamente en la entrada de la casa, para proteger todos los electrodomésticos de la casa. Para hacer esto, la industria produce varistores modulares, los llamados SPD.

Aquí está el diagrama de conexión para una red trifásica, para una red monofásica, de manera similar.

Estos esquemas que utilizan una protección difavtomat y de alto potencial en uno o dos cables de un circuito monofásico no son menos interesantes.

 

Para proteger una sola luminaria o bombilla, se utiliza dicho circuito de conmutación, se muestra en el ejemplo de una luminaria LED casera, pero cuando se utiliza una luminaria o lámpara prefabricada, el varistor también se instala, en paralelo, a lo largo de un circuito de 220V.

Puede instalarlo tanto en el cuerpo del dispositivo de iluminación como en los cables de suministro desde el exterior. Si se conecta a una toma de corriente, el varistor se puede colocar en la toma de corriente. El varistor se puede reemplazar con un supresor.

En este video clip, el autor habla de manera interesante sobre este método de protección.

Soluciones confeccionadas

Dispositivo de protección contra sobretensiones para lámparas LED - del fabricante LittleFuse. Proporcionan protección contra sobretensiones de hasta 20 kV. Dependiendo del diseño, se instala en paralelo o en serie.

Hay dispositivos en el mercado con diferentes características: voltaje de disparo y corriente máxima.

El dispositivo de protección LED almacena las lámparas durante los pulsos de voltaje. Está conectado en paralelo al circuito de iluminación después del interruptor. También evita el parpadeo espontáneo de las bombillas LED cuando se usan interruptores iluminados.

Interesante

La esencia del funcionamiento de dicho dispositivo es que se instala un condensador en su interior. La corriente de luz de fondo de los disyuntores fluye a través de él y también suaviza las sobretensiones.

Un dispositivo similar o similar de la compañía Granit, modelo BZ-300-L. El índice "L" al final dice que es una unidad de protección para LED y lámparas de bajo consumo (cll).

En el interior hay tres partes, una de las cuales examinamos anteriormente:

1. Varistor.

2. Condensador.

3. La resistencia.

Aquí hay un diagrama esquemático. Puedes repetirlo.

Conclusión

Es imposible eliminar por completo la posibilidad de quemar las lámparas y lámparas LED. Sin embargo, puede extender la vida útil de las bombillas minimizando los efectos de las sobretensiones. Puede hacerlo con sus propias manos o comprando una unidad de protección para lámparas LED fabricadas en fábrica.