Bescherming van LED-lampen tegen doorbranden: schema's, redenen, levensduur verlengen

Een breed scala aan producten in verschillende prijsklassen wordt gepresenteerd op de markt van LED-lampen en armaturen. Het belangrijkste verschil tussen apparaten met lage en gemiddelde prijssegmenten zit in grotere mate niet in de gebruikte LED's, maar in de stroombronnen daarvoor.

LED's werken op gelijkstroom, en niet op de wisselstroom die stroomt in het huishoudelijke elektrische netwerk, en de betrouwbaarheid van de lampen en de bedrijfsmodus van de LED's zijn meer afhankelijk van de kwaliteit van de omzetter. In dit artikel zullen we kijken hoe we LED-lampen kunnen beschermen en de levensduur van goedkope modellen kunnen verlengen.

Alles hieronder beschreven geldt voor armaturen en lampen.

Twee hoofdtypen voedingen voor LED's: onderdrukkingscondensator en pulsstuurprogramma

De goedkoopste LED-producten gebruiken bluscondensator als een krachtbron. Het principe van zijn werking is gebaseerd op de reactantie van een condensator. In eenvoudige woorden, de condensator in een AC-circuit is een analoog van een weerstand. Volg vanaf hier dezelfde nadelen als bij het gebruik van een weerstand:

1. Gebrek aan stabilisatie door spanning of stroom.

2. Dienovereenkomstig neemt bij een toename van de ingangsspanning de spanning bij de LED's ook toe en neemt de stroom ook toe.

Deze tekortkomingen zijn onderling verbonden. In binnenlandse elektriciteitsnetten, vooral in afgelegen gebieden, zomerhuisjes, dorpen en de particuliere sector, worden stroompieken vaak waargenomen. Als de spanning onder 220V zakt, is het niet zo erg voor de lampen die volgens dit schema zijn gemonteerd, de stroom door de LED's zal respectievelijk lager zijn, ze gaan langer mee.

Diagram van een LED-lamp met een bluscondensator:

Maar als de spanning hoger is dan de nominale, bijvoorbeeld 240V, zal de LED-lamp snel doorbranden, omdat de stroom door de LED's zal toenemen. Pulsstoten in het netwerk zijn ook erg gevaarlijk, ze ontstaan ​​als gevolg van het schakelen van krachtige apparaten: je hebt waarschijnlijk gemerkt dat wanneer je bijvoorbeeld de koelkast of stofzuiger inschakelt, het licht "knippert" - dit een manifestatie is van deze spanningen. Ze komen ook voor tijdens onweersbuien of noodsituaties op elektriciteitsleidingen of energiecentrales. De impuls ziet er als volgt uit:

Pulsdrivers voor LED's

In de LED-lampen van het midden- en hoge prijssegment worden gebruikt gepulste type drivers met stroomstabilisatie.

BELANGRIJK:

LED's werken op een stabiele stroom, de spanning is voor hen geen fundamentele waarde. Daarom wordt het stuurprogramma een huidige bron genoemd. De belangrijkste kenmerken zijn de uitgangsstroom en het vermogen.

Huidige stabilisatie wordt geïmplementeerd met behulp van feedbackcircuits. Als u niet op details ingaat, zijn er twee hoofdtypen stuurprogramma's die worden gebruikt in LED-lampen en -lampen:

1. Zonder transformator, zonder galvanische isolatie.

2. Transformator - met galvanische isolatie.

Galvanische isolatie is een systeem dat ervoor zorgt dat er geen direct elektrisch contact is tussen het primaire stroomcircuit en het secundaire stroomcircuit. Het wordt geïmplementeerd met behulp van de verschijnselen van elektromagnetische inductie, met andere woorden, transformatoren, en met behulp van opto-elektronische apparaten. In voedingen wordt een transformator gebruikt voor galvanische isolatie.

Een typisch schema van een transformatorloze 220V-driver voor LED's wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Meestal zijn ze gebouwd op een geïntegreerd circuit met geïntegreerde vermogenstransistor.Het kan in verschillende gevallen zijn, bijvoorbeeld TO92, het wordt ook gebruikt als een geval voor laagvermogen transistors en andere IC's, bijvoorbeeld lineaire integrale stabilisatoren, zoals L7805. Er zijn ook exemplaren in "achtbenige" koffers voor opbouwmontage, zoals SOIC8 en andere.

Voor dergelijke stuurprogramma's is het verhogen of verlagen van de spanning in het lichtnet niet erg. Maar gepulseerde overspanningen zijn uiterst ongewenst - ze kunnen de diodebrug beschadigen, als de driver transformatorloos is, zal 220V naar de uitgang van de microschakeling gaan, of de brug zal doorbreken op kortsluiting met wisselstroom.

In het eerste geval zal een hoge spanning "de LED's doden", of liever een van hen, zoals meestal het geval is. Het feit is dat de LED's in lampen, spots en armaturen meestal in serie worden geschakeld, als gevolg van de verbranding van één LED, breekt het circuit, de rest blijft intact.

In het tweede geval zal de zekering of het circuit van de printplaat doorbranden.

Een typisch stuurcircuit voor LED's met een transformator wordt hieronder weergegeven. Ze worden geïnstalleerd in dure en hoogwaardige producten.

LED-lampbescherming: schema's en methoden

Er zijn verschillende manieren om elektrische apparaten te beschermen, allemaal eerlijk voor de bescherming van LED-lampen, waaronder:

1. Het gebruik van een spanningsstabilisator is de duurste manier en het is uiterst onhandig om deze te gebruiken om de kroonluchter te beschermen. U kunt echter het hele huis van stroom voorzien via een netwerkspanningsstabilisator, ze zijn van verschillende typen - relais, elektromechanisch (servo), relais, elektronisch. Een overzicht van hun voor- en nadelen kan een onderwerp voor een apart artikel zijn, schrijf in de commentaren als u geïnteresseerd bent in dit onderwerp.

2. Het gebruik van varistoren is een apparaat dat schommelingen beperkt, kan worden gebruikt om een ​​specifieke lamp of een ander apparaat te beschermen en bij de ingang van het huis.

3. Gebruik een extra bluscondensator in serie. Aldus is de lampstroom beperkt, de condensator wordt berekend op basis van het lampvermogen. Dit is eerder geen bescherming, maar een afname van het lampvermogen, als gevolg daarvan, met verhoogde spanningswaarden in het lichtnet, zal de levensduur ervan niet worden verminderd.

Varistor voor het beschermen van lampen en andere huishoudelijke apparaten

Varistor is een spanningsbeperkend apparaat, de werking ervan is als een gasvonkgat. Dit is een halfgeleiderapparaat met variabele weerstand. Wanneer de spanning het spanningsniveau van de varistor op zijn klemmen bereikt, neemt zijn weerstand af van duizenden megaohms tot tientallen ohm en begint er een stroom doorheen te stromen. Het is parallel verbonden met het circuit. Aldus wordt elektrische apparatuur beschermd.

Het uiterlijk van varistoren

• Un is de classificatiespanning. Dit is zo'n spanning waarbij een stroom van 1 mA door de varistor begint te stromen;

• Um is de maximaal toelaatbare effectieve wisselspanning (rms);

• Um = - maximaal toelaatbare constante spanning;

• P is de nominale gemiddelde vermogensdissipatie, dit is de varistor die gedurende de gehele levensduur kan dissiperen met behoud van de parameters binnen de vastgestelde grenzen;

• W is de maximaal toelaatbare geabsorbeerde energie in joules (J) bij blootstelling aan een enkele puls.

• Ipp - maximale pulsstroom waarvoor de stijgtijd / pulsduur: 8/20 μs;

• Co is de capaciteit gemeten in de gesloten toestand; tijdens bedrijf hangt de waarde ervan af van de aangelegde spanning en wanneer de varistor er een grote stroom doorheen passeert, daalt deze naar nul.

Om de vermogensdissipatie te vergroten, vergroten fabrikanten de grootte van de varistor zelf en maken ze ook hun conclusies massiever. Ze fungeren als een radiator voor het verwijderen van de afgegeven warmte-energie.

Om elektrische apparaten in huishoudelijke stroomnetten met een wisselspanning van 220V te beschermen, is een varistor geselecteerd die groter is dan de amplitudewaarde van de spanning en ongeveer gelijk is aan 310V.Dat wil zeggen, het is mogelijk om een ​​varistor te installeren met een classificatiespanning van ongeveer 380-430V.

Bijvoorbeeld, TVR 20 431 is geschikt.Als u een varistor met een lagere spanning installeert, is de "valse" werking ervan mogelijk met onbeduidende overschrijdingen van de netspanning en als u met een grote spanning installeert, is de bescherming niet effectief.

Zoals reeds vermeld, kunnen varistoren direct bij de ingang van het huis worden geïnstalleerd, zodat u alle elektrische apparaten in het huis beschermt. Om dit te doen, produceert de industrie modulaire varistoren, de zogenaamde SPD.

Hier is het verbindingsdiagram voor een driefasig netwerk, voor een eenfasig netwerk - op dezelfde manier.

Deze schema's die een difavtomat gebruiken en een hoge potentiële bescherming op één of twee draden van een enkelfasig circuit zijn niet minder interessant.

 

Om een ​​enkele armatuur of lamp te beschermen, wordt een dergelijk schakelcircuit gebruikt, het wordt getoond op het voorbeeld van een zelfgemaakt LED-armatuur, maar bij gebruik van een kant-en-klaar armatuur of lamp, wordt de varistor ook geïnstalleerd - parallel langs een 220V-circuit.

U kunt het zowel in de behuizing van het verlichtingsapparaat zelf als op de voedingsdraden van buitenaf installeren. Als het wordt aangesloten op een stopcontact, kan de varistor in het stopcontact worden geplaatst. De varistor kan worden vervangen door een onderdrukker.

In deze videoclip vertelt de auteur interessant over deze beveiligingsmethode.

Kant-en-klare oplossingen

Overspanningsbeveiliging voor LED-lampen - van de fabrikant LittleFuse. Biedt overspanningsbeveiliging tot 20 kV. Afhankelijk van het ontwerp wordt het parallel of in serie geïnstalleerd.

Er zijn apparaten op de markt met verschillende kenmerken - uitschakelspanning en piekstroom.

Het LED-beveiligingsapparaat slaat de lampen op tijdens spanningspulsen. Het is parallel verbonden met het verlichtingscircuit na de schakelaar. Voorkomt ook spontaan knipperen van LED-lampen bij gebruik van verlichte schakelaars.

I wonder:

De essentie van de werking van een dergelijk apparaat is dat een condensator binnen wordt geïnstalleerd. De achtergrondverlichtingsstroom van de stroomonderbrekers stroomt erdoorheen en het verlicht ook spanningspieken.

Een vergelijkbaar of vergelijkbaar apparaat van het bedrijf Granit, model BZ-300-L. Index "L" aan het einde zegt dat het een beschermingseenheid is voor LED- en spaarlampen (cll).

Binnenin zijn er drie delen, waarvan we er één hierboven hebben onderzocht:

1. Varistor.

2. Condensator.

3. De weerstand.

Hier is een schematisch diagram. Je kunt het herhalen.

conclusie

Het is onmogelijk om de mogelijkheid van doorbranden van LED-lampen en -lampen volledig te elimineren. U kunt de levensduur van gloeilampen echter verlengen door de effecten van stroompieken te minimaliseren. U kunt dit doen met uw eigen handen of door een beschermingseenheid te kopen voor in de fabriek gemaakte LED-lampen.