Ochrana LED žárovek před vyhořením: schémata, důvody, prodloužení životnosti

Na trhu LED svítidel a svítidel je prezentována široká škála produktů v různých cenových relacích. Hlavní rozdíl mezi zařízeními nízkých a středních cenových segmentů je ve větší míře ne v použitých LED, ale ve zdrojích energie pro ně.

LED diody pracují ze stejnosměrného proudu, a nikoli ze střídavého proudu, který teče v domácí elektrické síti, a spolehlivost lamp a režim provozu LED jsou více závislé na kvalitě převodníku. V tomto článku se podíváme na to, jak chránit LED žárovky a prodloužit životnost nízkonákladových modelů.

Vše, co je popsáno níže, platí pro svítidla a žárovky.

Dva hlavní typy napájecích zdrojů pro LED diody: zatemňovací kondenzátor a impulsní budič

Nejlevnější produkty LED používají kondenzační kondenzátor jako zdroj energie. Princip jeho činnosti je založen na reaktanci kondenzátoru. Zjednodušeně řečeno, kondenzátor v střídavém obvodu je analogem rezistoru. Odtud následujte stejné nevýhody jako při použití rezistoru:

1. Nedostatek stabilizace napětím nebo proudem.

2. V souladu s tím se vzrůstajícím vstupním napětím také roste napětí na LED a zvyšuje se také proud.

Tyto nedostatky jsou vzájemně propojeny. V domácích energetických sítích, zejména v odlehlých oblastech, letních chatkách, vesnicích a soukromém sektoru, dochází často k prudkým nárůstům. Pokud napětí klesne pod 220 V, není to tak špatné pro lampy sestavené podle tohoto schématu, proud přes LED bude nižší, respektive vydrží déle.

Schéma LED lampy s zhášecím kondenzátorem:

Pokud je však napětí vyšší než jmenovité, například 240 V, pak LED lampa rychle vyhoří, protože se zvyšuje proud přes LED. Pulsní přepětí v síti je také velmi nebezpečné, vznikají v důsledku přepínání výkonných spotřebičů: pravděpodobně jste si všimli, že když zapnete ledničku nebo vysavač, například světlo „bliká“ - to je projev těchto přepětí. Vyskytují se také během bouřek nebo mimořádných událostí na energetických vedeních nebo elektrárnách. Impuls vypadá následovně:

Pulzní ovladače pro LED diody

V LED se používají žárovky střední a vysoké ceny pulzní ovladače se stabilizací proudu.

DŮLEŽITÉ:

LED diody pracují ze stabilního proudu, napětí pro ně není základní hodnotou. Proto se ovladač nazývá aktuální zdroj. Jeho hlavními charakteristikami jsou výstupní proud a výkon.

Stabilizace proudu je realizována pomocí zpětnovazebních obvodů, pokud nechcete jít do podrobností, existují dva hlavní typy ovladačů, které se používají v LED žárovkách a žárovkách:

1. Beztransformátor, bez galvanické izolace.

2. Transformátor - s galvanickou izolací.

Galvanická izolace je systém, který zajišťuje, že mezi primárním a sekundárním obvodem není přímý elektrický kontakt. Provádí se pomocí jevů elektromagnetické indukce, jinými slovy transformátorů, jakož i pomocí optoelektronických zařízení. V napájecích zdrojích pro galvanické oddělení se používá transformátor.

Typické schéma beztransformátorového 220V budiče pro LED diody je uvedeno na obrázku níže.

Obvykle jsou postaveny na integrovaném obvodu se zabudovaným výkonovým tranzistorem.Může být v různých případech, například TO92, také se používá jako případ tranzistorů s nízkým výkonem a dalších integrovaných obvodů, například lineárních integrálních stabilizátorů, jako je L7805. Existují také vzorky v "osminohých" pouzdrech pro povrchovou montáž, jako je SOIC8 a další.

Pro takové ovladače není zvyšování nebo snižování napětí v síti hrozné. Impulzní přepětí jsou však extrémně nežádoucí - mohou poškodit diodový můstek, pokud je ovladač bez transformátoru, pak 220V půjde na výstup mikroobvodu nebo můstek prorazí při zkratu se střídavým proudem.

V prvním případě, vysoké napětí „zabije LED“, nebo spíše jednu z nich, jak je tomu obvykle. Faktem je, že LED diody v lampách, bodových reflektorech a svítidlech jsou obvykle zapojeny do série, v důsledku spalování jedné LED diody, přerušení obvodu, zbytek zůstane nedotčen.

Ve druhé části dojde k spálení pojistky nebo obvodu desky plošných spojů.

Níže je uveden typický budicí obvod pro LED diody s transformátorem. Jsou instalovány v drahých a vysoce kvalitních výrobcích.

Ochrana LED lampy: schémata a metody

Existují různé způsoby ochrany elektrických spotřebičů, všechny jsou spravedlivé z hlediska ochrany LED lamp, mezi nimi:

1. Použití stabilizátoru napětí je nejdražší způsob a je velmi nepohodlné jej používat k ochraně lustru. Můžete však napájet celý dům ze síťového stabilizátoru napětí, jsou různých typů - relé, elektromechanické (servo), relé, elektronické. Přezkum jejich výhod a nevýhod může být tématem samostatného článku, napište do komentářů, pokud vás toto téma zajímá.

2. Použití varistorů je zařízení, které omezuje přepětí, může být použito jak k ochraně konkrétní lampy nebo jiného zařízení, tak u vstupu do domu.

3. Použití přídavného kondenzačního kondenzátoru v sérii. Proto je proud lampy omezený, kondenzátor se počítá na základě výkonu lampy. Nejedná se spíše o ochranu, nýbrž o snížení výkonu lampy, protože se zvýšenými hodnotami napětí v síti se její životnost nesnižuje.

Varistor pro ochranu lamp a jiných domácích spotřebičů

Varistor je zařízení omezující napětí, jeho činnost je jako plynová jiskřiště. Jedná se o polovodičové zařízení s proměnným odporem. Když napětí dosáhne úrovně napětí varistoru na jeho svorkách, jeho odpor se sníží z tisíců megaohmů na desítky ohmů a začne jím proudit. Je připojen k obvodu paralelně. Tím je chráněno elektrické zařízení.

Vzhled varistorů

• Un je klasifikační napětí. Toto je takové napětí, při kterém proudem 1 mA začíná protékat varistor;

• Um je maximální přípustné efektivní střídavé napětí (rms);

• Um = - maximální přípustné konstantní napětí;

• P je nominální průměrný rozptyl výkonu, to je ten, který varistor může rozptylovat po celou dobu životnosti při zachování parametrů v rámci stanovených mezí;

• W je maximální přípustná absorbovaná energie v joulech (J), je-li vystavena jedinému impulzu.

• Ipp - maximální pulzní proud, pro který je doba náběhu / trvání pulsu: 8/20 μs;

• Co je kapacita měřená v uzavřeném stavu, během provozu její hodnota závisí na použitém napětí a když varistor prochází velkým proudem, klesá na nulu.

Pro zvýšení rozptylu energie zvětšují výrobci velikost samotného varistoru a také činí jeho závěry masivnějšími. Působí jako radiátor pro odstranění uvolněné tepelné energie.

Pro ochranu elektrických spotřebičů v domácích rozvodných sítích se střídavým napětím 220V je varistor vybrán větší než hodnota amplitudy napětí a přibližně roven 310V.To znamená, že je možné nainstalovat varistor s klasifikačním napětím asi 380-430V.

Například je vhodný TVR 20 431. Pokud instalujete varistor s nižším napětím, pak je jeho „falešná“ operace možná s nevýznamným přebytkem síťového napětí a pokud instalujete s velkým napětím, ochrana nebude účinná.

Jak již bylo zmíněno, varistory mohou být instalovány přímo u vchodu do domu, takže chráníte všechny elektrické spotřebiče v domě. Za tímto účelem vyrábí průmysl modulární varistory, tzv SPD.

Zde je schéma zapojení pro třífázovou síť, pro jednofázovou síť - podobně.

Neméně zajímavá jsou tato schémata používající difavtomat a vysokou potenciální ochranu na jednom nebo dvou vodičích jednofázového obvodu.

 

Pro ochranu jednotlivého svítidla nebo žárovky se používá takový spínací obvod, který je zobrazen na příkladu domácího svítidla LED, ale při použití svítidla nebo svítilny je varistor nainstalován také paralelně po obvodu 220V.

Můžete jej nainstalovat jak do těla samotného osvětlovacího zařízení, tak na napájecí dráty z vnější strany. Pokud je připojen k elektrické zásuvce, může být varistor umístěn do elektrické zásuvky. Varistor lze nahradit supresorem.

V tomto videoklipu autor zajímavě hovoří o tomto způsobu ochrany.

Hotová řešení

Přepěťová ochrana pro LED žárovky - od výrobce LittleFuse. Poskytují ochranu proti přepětí až do 20 kV. Podle provedení je instalován paralelně nebo sériově.

Na trhu existují zařízení s různými charakteristikami - vypínací napětí a špičkový proud.

Ochranné zařízení LED ukládá lampy během napěťových impulsů. Připojuje se paralelně k osvětlovacímu obvodu za spínačem. Zabraňuje také spontánnímu blikání LED žárovek při použití osvětlených spínačů.

Zajímavé:

Podstatou činnosti takového zařízení je to, že uvnitř je nainstalován kondenzátor. Proud protéká proudem podsvícení a také vyhlazuje rázy.

Podobné nebo podobné zařízení od firmy Granit, model BZ-300-L. Index „L“ na konci říká, že se jedná o ochrannou jednotku pro LED a energeticky úsporné žárovky (cll).

Uvnitř jsou tři části, z nichž jednu jsme zkoumali výše:

1. Varistor.

2. Kondenzátor.

3. Odpor.

Zde je schéma. Můžete to zopakovat.

Závěr

Není možné zcela vyloučit možnost vyhoření LED lamp a lamp. Životnost žárovek však můžete prodloužit minimalizací účinků přepětí. Můžete to udělat buď vlastními rukama, nebo zakoupením ochranné jednotky pro LED žárovky vyrobené z výroby.