Protecția lămpilor cu LED-uri împotriva arderii: scheme, motive, prelungirea duratei de viață

O gamă largă de produse în diferite game de prețuri este prezentată pe piața de lămpi și corpuri de iluminat cu LED. Principala diferență între dispozitivele cu segmente de preț scăzute și medii este într-o măsură mai mare nu în LED-urile utilizate, ci în sursele de alimentare pentru acestea.

LED-urile funcționează pe curent continuu și nu pe curentul alternativ care curge în rețeaua electrică casnică, iar fiabilitatea lămpilor și modul de funcționare a LED-urilor depind mai mult de calitatea convertorului. În acest articol, vom analiza cum să protejăm lămpile cu LED și să extindem durata de viață a modelelor low-cost.

Tot ceea ce este descris mai jos este valabil pentru corpuri de iluminat și lămpi.

Două tipuri principale de surse de alimentare pentru LED-uri: condensator de blanking și driver impuls

Cele mai ieftine produse cu LED condensator de stingere ca sursă de alimentare. Principiul funcționării sale se bazează pe reactanța unui condensator. În cuvinte simple, condensatorul dintr-un circuit de curent alternativ este un analog al unui rezistor. De aici urmează aceleași dezavantaje ca atunci când utilizați un rezistor:

1. Lipsa stabilizării prin tensiune sau curent.

2. În consecință, odată cu creșterea tensiunii de intrare, tensiunea la LED-uri crește și curentul crește.

Aceste neajunsuri sunt interconectate. În rețelele electrice interne, în special în zonele îndepărtate, căsuțele de vară, satele și sectorul privat, se observă adesea creșterile electrice. Dacă tensiunea scade sub 220V, nu este atât de rău pentru lămpile asamblate conform acestei scheme, curentul prin LED-uri va fi mai mic, respectiv, vor dura mai mult.

Diagrama unei lămpi LED cu condensator de stingere:

Dar dacă tensiunea este mai mare decât cea nominală, de exemplu 240V, atunci lampa LED se va arde rapid, din cauza faptului că curentul prin LED-uri va crește. Supratensiunile pulsului în rețea sunt, de asemenea, foarte periculoase, ele apar ca urmare a comutării aparatelor puternice: probabil că ați observat că atunci când porniți frigiderul sau aspiratorul, de exemplu, lumina „clipește” - aceasta este o manifestare a acestor surplusuri. De asemenea, apar în timpul furtunilor sau al urgențelor la liniile electrice sau la centralele electrice. Impulsul arată astfel:

Drivere de impulsuri pentru LED-uri

În becurile LED ale segmentului de preț mediu și mare sunt utilizate drivere tip pulsate cu stabilizare curentă.

IMPORTANT:

LED-urile funcționează de la un curent stabil, tensiunea pentru ele nu este o valoare fundamentală. Prin urmare, șoferul este numit sursă curentă. Principalele sale caracteristici sunt curentul de ieșire și puterea.

Stabilizarea curentă se realizează folosind circuite de feedback, dacă nu intrați în detalii, există două tipuri principale de drivere care sunt utilizate la becuri și lămpi cu LED:

1. Fără transformare, fără izolare galvanică.

2. Transformator - cu izolare galvanică.

Izolarea galvanică este un sistem care asigură că nu există contact electric direct între circuitul de alimentare primară și circuitul de alimentare secundară. Este implementat folosind fenomenele de inducție electromagnetică, cu alte cuvinte, transformatoare, precum și folosind dispozitive optoelectronice. La sursele de alimentare pentru izolare galvanică se folosește un transformator.

În figura de mai jos este prezentată o schemă tipică a unui driver de 220V fără transformare pentru LED-uri.

De obicei, sunt construite pe un circuit integrat cu un tranzistor de alimentare încorporat.Poate fi în diferite cazuri, de exemplu TO92, este de asemenea utilizat ca un caz pentru tranzistoarele de putere mică și alte CI, de exemplu, stabilizatori integrali liniari, cum ar fi L7805. Există, de asemenea, exemplare în cazuri "cu opt picioare" pentru montare pe suprafață, cum ar fi SOIC8 și altele.

Pentru astfel de șoferi, creșterea sau scăderea tensiunii în rețea nu este groaznică. Dar supratensiunile pulsate sunt extrem de nedorite - pot deteriora puntea diodei, dacă șoferul este fără transformare, atunci 220V va trece la ieșirea microcircuitului, sau podul se va sparge în scurtcircuit cu curent alternativ.

În primul caz, o tensiune înaltă "va ucide LED-urile", sau mai degrabă unul dintre ele, așa cum se întâmplă de obicei. Cert este că ledurile din lămpi, faruri și corpuri de iluminat sunt de obicei conectate în serie, ca urmare a arderii unui LED, circuitul se întrerupe, restul rămân intacte.

În cea de-a doua, siguranța sau circuitul plăcii de circuit se vor arde.

Un circuit de șofer tipic pentru LED-uri cu transformator este prezentat mai jos. Sunt instalate în produse scumpe și de înaltă calitate.

Protecția lămpilor cu LED: scheme și metode

Există diferite modalități de a proteja aparatele electrice, toate sunt corecte pentru protecția lămpilor cu LED, printre care:

1. Folosirea unui stabilizator de tensiune este cel mai scump mod și este extrem de incomod să-l folosești pentru a proteja candelabrul. Cu toate acestea, puteți alimenta întreaga casă de la un stabilizator de tensiune de rețea, acestea sunt de diferite tipuri - releu, electromecanic (servo), releu, electronic. O revizuire a avantajelor și dezavantajelor acestora poate fi un subiect pentru un articol separat, scrieți în comentarii dacă sunteți interesat de acest subiect.

2. Utilizarea varistorilor este un dispozitiv care limitează supratensiunile, poate fi folosit atât pentru a proteja o lampă specifică sau un alt dispozitiv, cât și la intrarea în casă.

3. Utilizarea unui condensator suplimentar de stingere în serie. Astfel, curentul lămpii este limitat, condensatorul este calculat în funcție de puterea lămpii. Aceasta nu este mai degrabă o protecție, ci o scădere a puterii lămpii, prin urmare, cu valori crescute ale tensiunii în rețea, durata de funcționare a acestuia nu va fi redusă.

Varistor pentru protecția lămpilor și a altor aparate de uz casnic

Varistor este un dispozitiv de limitare a tensiunii, acțiunea sa este ca un gol de scânteie de gaz. Acesta este un dispozitiv semiconductor cu rezistență variabilă. Când tensiunea atinge nivelul tensiunii varistorului la bornele sale, rezistența acesteia scade de la mii de megaohmi la zeci de ohmi și un curent începe să curgă prin el. Este conectat la circuit în paralel. Astfel, echipamentele electrice sunt protejate.

Apariția varistorilor

• Un este tensiunea de clasificare. Aceasta este o astfel de tensiune la care un curent de 1 mA începe să curgă prin varistor;

• Um este tensiunea alternativă maximă admisibilă (rms);

• Um = - tensiunea constantă maximă admisă;

• P este disipația nominală a puterii, aceasta este cea pe care varistorul o poate disipa pe întreaga durată de viață, menținând parametrii în limitele stabilite;

• W este energia maximă absorbită admisă în joule (J) atunci când este expusă la un singur impuls.

• Ipp - curent maxim de puls pentru care durata de creștere / durata pulsului: 8/20 μs;

• Co este capacitatea măsurată în stare închisă; în timpul funcționării, valoarea acesteia depinde de tensiunea aplicată, iar atunci când varistorul trece un curent mare prin ea, scade la zero.

Pentru a crește disiparea puterii, producătorii cresc dimensiunea varistorului în sine și, de asemenea, fac concluziile sale mai masive. Ele acționează ca un calorifer pentru eliminarea energiei termice eliberate.

Pentru a proteja aparatele electrice din rețelele electrice interne cu o tensiune alternativă de 220V, este selectat un varistor care este mai mare decât valoarea de amplitudine a tensiunii și aproximativ egală cu 310V.Adică este posibil să instalați un varistor cu o tensiune de clasificare de aproximativ 380-430V.

De exemplu, TVR 20 431. este potrivit. Dacă instalați un varistor cu o tensiune mai mică, atunci funcționarea sa „falsă” este posibilă cu excese nesemnificative ale tensiunii de alimentare, iar dacă instalați cu o tensiune mare, protecția nu va fi eficientă.

După cum am menționat deja, varistorii pot fi instalați direct la intrarea în casă, astfel încât să protejați toate aparatele electrice din casă. Pentru a face acest lucru, industria produce variante modulare, așa-numitele SPD.

Iată diagrama de conexiune pentru o rețea trifazată, pentru o rețea monofazată - în mod similar.

Aceste scheme care utilizează o protecție difavtomat și potențial ridicat pe unul sau două fire ale unui circuit monofazat nu sunt mai puțin interesante.

 

Pentru a proteja un singur corp de iluminat sau bec, se folosește un astfel de circuit de comutare, este prezentat în exemplul unui corp de iluminat cu casă LED, dar atunci când se utilizează un corp de iluminat sau o lampă gata, varistorul este instalat și în paralel de-a lungul unui circuit de 220V.

Îl puteți instala atât în ​​corpul dispozitivului de iluminare în sine, cât și pe firele de alimentare din exterior. Dacă se conectează la o priză, varistorul poate fi plasat în priză. Varistorul poate fi înlocuit cu un supresor.

În acest videoclip, autorul vorbește interesant despre această metodă de protecție.

Soluții gata făcute

Dispozitiv de protecție la supratensiune pentru lămpi cu LED - de la producătorul LittleFuse. Asigurați protecție la supratensiune de până la 20 kV. În funcție de proiectare, acesta este instalat în paralel sau în serie.

Pe piață există dispozitive cu caracteristici diferite - tensiune de declanșare și curent de vârf.

Dispozitivul de protecție LED stochează lămpile în timpul impulsurilor de tensiune. Este conectat în paralel cu circuitul de iluminare după comutator. De asemenea, previne clipirea spontană a becurilor LED atunci când utilizați întrerupătoare iluminate.

I mirare:

Esența funcționării unui astfel de dispozitiv este că un condensator este instalat în interior. Curentul de fundal al întrerupătorilor circulă prin acesta și, de asemenea, elimină supraîncărcările.

Un dispozitiv similar sau similar de la compania Granit, modelul BZ-300-L. Indicele „L” la sfârșit spune că este o unitate de protecție pentru lămpi cu LED și cu consum de energie (cll).

În interior sunt trei părți, dintre care una am examinat mai sus:

1. Varistor.

2. condensator.

3. Rezistorul.

Iată o diagramă schematică. Îl poți repeta.

concluzie

Este imposibil să eliminați complet posibilitatea arderii lămpilor și lămpilor LED. Cu toate acestea, puteți prelungi durata de viață a becurilor, reducând la minimum efectele supraîncărcărilor. Puteți face acest lucru fie cu propriile mâini, fie cumpărând o unitate de protecție pentru lămpile LED fabricate din fabrică.