Protection des lampes LED contre le grillage: schémas, raisons, prolonger la durée de vie

Une large gamme de produits dans différentes gammes de prix est présentée sur le marché des lampes et luminaires LED. La principale différence entre les appareils des segments de prix bas et moyens ne réside pas davantage dans les LED utilisées, mais dans leurs sources d'alimentation.

Les LED fonctionnent à partir du courant continu, et non du courant alternatif qui circule dans le réseau électrique domestique, et la fiabilité des lampes et le mode de fonctionnement des LED dépendent davantage de la qualité du convertisseur. Dans cet article, nous verrons comment protéger les lampes LED et prolonger la durée de vie des modèles à bas prix.

Tout ce qui est décrit ci-dessous est vrai pour les luminaires et les lampes.

Deux principaux types d'alimentations pour LED: condensateur de suppression et pilote d'impulsions

Les produits LED les moins chers utilisent condensateur de trempe comme source d'alimentation. Le principe de son fonctionnement est basé sur la réactance d'un condensateur. En termes simples, le condensateur dans un circuit alternatif est un analogue d'une résistance. De là, suivez les mêmes inconvénients que lors de l'utilisation d'une résistance:

1. Manque de stabilisation par tension ou courant.

2. En conséquence, avec une augmentation de la tension d'entrée, la tension au niveau des LED augmente également et le courant augmente également.

Ces lacunes sont interconnectées. Dans les réseaux électriques domestiques, en particulier dans les zones reculées, les chalets d'été, les villages et le secteur privé, des surtensions sont souvent observées. Si la tension descend en dessous de 220V, ce n'est pas si mal pour les lampes assemblées selon ce schéma, le courant à travers les LED sera respectivement plus faible, elles dureront plus longtemps.

Schéma d'une lampe LED avec un condensateur d'extinction:

Mais si la tension est supérieure à la tension nominale, par exemple 240 V, la lampe LED s'éteindra rapidement, car le courant traversant les LED augmentera. Les surtensions dans le réseau sont également très dangereuses, elles résultent de la commutation d'appareils puissants: vous avez probablement remarqué que lorsque vous allumez le réfrigérateur ou l'aspirateur, par exemple, la lumière «clignote» - c'est une manifestation de ces surtensions. Ils se produisent également pendant les orages ou les urgences sur les lignes électriques ou les centrales électriques. L'impulsion se présente comme suit:

Pilotes d'impulsions pour LED

Dans les ampoules LED du segment de prix moyen et élevé sont utilisées pilotes de type pulsé avec stabilisation du courant.

IMPORTANT:

Les LED fonctionnent à partir d'un courant stable, leur tension n'est pas une valeur fondamentale. Par conséquent, le pilote est appelé une source actuelle. Ses principales caractéristiques sont le courant et la puissance de sortie.

La stabilisation du courant est réalisée à l'aide de circuits de rétroaction.Si vous n'entrez pas dans les détails, il existe deux principaux types de pilotes utilisés dans les ampoules et lampes LED:

1. Sans transformateur, respectivement, sans isolation galvanique.

2. Transformateur - avec isolation galvanique.

L'isolation galvanique est un système qui garantit qu'il n'y a pas de contact électrique direct entre le circuit d'alimentation primaire et le circuit d'alimentation secondaire. Il est mis en œuvre en utilisant les phénomènes d'induction électromagnétique, c'est-à-dire les transformateurs, ainsi qu'en utilisant des dispositifs optoélectroniques. Dans les alimentations pour isolation galvanique, un transformateur est utilisé.

Un schéma typique d'un pilote 220V sans transformateur pour LED est illustré dans la figure ci-dessous.

Habituellement, ils sont construits sur un circuit intégré avec un transistor de puissance intégré.Il peut être dans différents cas, par exemple TO92, il est également utilisé comme boîtier pour des transistors de faible puissance et d'autres circuits intégrés, par exemple des stabilisateurs intégraux linéaires, comme le L7805. Il existe également des spécimens dans des boîtiers "à huit pattes" pour montage en surface, tels que SOIC8 et autres.

Pour de tels pilotes, augmenter ou diminuer la tension du secteur n'est pas terrible. Mais les surtensions pulsées sont extrêmement indésirables - elles peuvent endommager le pont de diodes, si le pilote est sans transformateur, alors 220V ira à la sortie du microcircuit, ou le pont se cassera sur court-circuit par courant alternatif.

Dans le premier cas, une haute tension "tuera les LED", ou plutôt l'une d'entre elles, comme c'est généralement le cas. Le fait est que les LED des lampes, projecteurs et luminaires sont généralement connectées en série, à la suite de la combustion d'une LED, le circuit se brise, le reste reste intact.

Dans le second, le fusible ou le circuit de la carte de circuit imprimé va griller.

Un circuit pilote typique pour les LED avec un transformateur est illustré ci-dessous. Ils sont installés dans des produits coûteux et de haute qualité.

Protection des lampes à LED: schémas et méthodes

Il existe différentes façons de protéger les appareils électriques, tous sont équitables pour la protection des lampes à LED, parmi eux:

1. L'utilisation d'un stabilisateur de tension est le moyen le plus coûteux et il est extrêmement gênant de l'utiliser pour protéger le lustre. Cependant, vous pouvez alimenter toute la maison à partir d'un stabilisateur de tension de réseau, ils sont de différents types - relais, électromécanique (servo), relais, électronique. Un examen de leurs avantages et inconvénients peut être un sujet pour un article séparé, écrivez dans les commentaires si vous êtes intéressé par ce sujet.

2. L'utilisation de varistances est un dispositif qui limite les surtensions, peut être utilisé à la fois pour protéger une lampe spécifique ou un autre appareil, et à l'entrée de la maison.

3. Utilisation d'un condensateur d'extinction supplémentaire en série. Ainsi, le courant de la lampe est limité, le condensateur est calculé en fonction de la puissance de la lampe. Il ne s'agit plutôt pas d'une protection, mais d'une diminution de la puissance de la lampe, par conséquent, avec l'augmentation des valeurs de tension dans le secteur, sa durée de vie ne sera pas réduite.

Varistance pour protéger les lampes et autres appareils électroménagers

La varistance est un dispositif limiteur de tension, son action est comme un éclateur à gaz. Il s'agit d'un dispositif semi-conducteur à résistance variable. Lorsque la tension atteint le niveau de tension de la varistance à ses bornes, sa résistance passe de milliers de mégohms à des dizaines d'ohms et un courant commence à la traverser. Il est connecté au circuit en parallèle. Ainsi, l'équipement électrique est protégé.

L'apparition de varistances

• Un est la tension de classification. Il s'agit d'une telle tension à laquelle un courant de 1 mA commence à circuler à travers la varistance;

• Um est la tension alternative effective maximale admissible (rms);

• Um = - tension constante maximale admissible;

• P est la dissipation de puissance moyenne nominale, c'est celle que la varistance peut dissiper tout au long de la durée de vie tout en conservant les paramètres dans les limites établies;

• W est l'énergie absorbée maximale autorisée en joules (J) lorsqu'elle est exposée à une seule impulsion.

• Ipp - courant d'impulsion maximal pour lequel le temps de montée / la durée d'impulsion: 8/20 μs;

• Co est la capacité mesurée à l'état fermé; pendant le fonctionnement, sa valeur dépend de la tension appliquée, et lorsque la varistance le traverse, elle tombe à zéro.

Pour augmenter la dissipation de puissance, les fabricants augmentent la taille de la varistance elle-même et rendent également ses conclusions plus massives. Ils agissent comme un radiateur pour l'évacuation de l'énergie thermique libérée.

Pour protéger les appareils électriques dans les réseaux électriques domestiques avec une tension alternative de 220V, une varistance est sélectionnée qui est supérieure à la valeur d'amplitude de la tension et approximativement égale à 310V.Autrement dit, il est possible d'installer une varistance avec une tension de classification d'environ 380-430V.

Par exemple, le TVR 20 431 convient. Si vous installez une varistance avec une tension inférieure, son fonctionnement "faux" est possible avec des excès insignifiants de la tension du secteur, et si vous installez avec une tension élevée, la protection ne sera pas efficace.

Comme déjà mentionné, les varistances peuvent être installées directement à l'entrée de la maison, afin de protéger tous les appareils électriques de la maison. Pour ce faire, l'industrie produit des varistances modulaires, appelées SPD.

Voici le schéma de connexion pour un réseau triphasé, pour un réseau monophasé - de manière similaire.

Ces schémas utilisant un difavtomat et une protection à haut potentiel sur un ou deux fils d'un circuit monophasé ne sont pas moins intéressants.

 

Pour protéger un seul luminaire ou ampoule, un tel circuit de commutation est utilisé, il est illustré sur l'exemple d'un luminaire LED fait maison, mais lorsque vous utilisez un luminaire ou une lampe prêt à l'emploi, la varistance est également installée - en parallèle le long d'un circuit 220V.

Vous pouvez l'installer à la fois dans le corps de l'appareil d'éclairage lui-même et sur les fils d'alimentation de l'extérieur. S'il se connecte à une prise de courant, la varistance peut être placée dans la prise de courant. La varistance peut être remplacée par un suppresseur.

Dans ce clip vidéo, l'auteur parle de façon intéressante de cette méthode de protection.

Solutions prêtes à l'emploi

Dispositif de protection contre les surtensions pour lampes LED - du fabricant LittleFuse. Fournit une protection contre les surtensions jusqu'à 20 kV. Selon la conception, il est installé en parallèle ou en série.

Il existe sur le marché des appareils aux caractéristiques différentes: tension de déclenchement et courant de crête.

Le dispositif de protection LED stocke les lampes pendant les impulsions de tension. Il est connecté en parallèle au circuit d'éclairage après l'interrupteur. Empêche également le clignotement spontané des ampoules LED lors de l'utilisation d'interrupteurs lumineux.

Intéressant:

L'essence du fonctionnement d'un tel appareil est qu'un condensateur est installé à l'intérieur. Le courant de rétroéclairage des disjoncteurs le traverse et atténue également les surtensions.

Un appareil similaire ou similaire de la société Granit, modèle BZ-300-L. L'index «L» à la fin indique qu'il s'agit d'une unité de protection pour LED et lampes à économie d'énergie (cll).

À l'intérieur, il y a trois parties, dont une que nous avons examinée ci-dessus:

1. Varistance.

2. Condensateur.

3. La résistance.

Voici un diagramme schématique. Vous pouvez le répéter.

Conclusion

Il est impossible d'éliminer complètement la possibilité d'épuisement des lampes LED et des lampes. Cependant, vous pouvez prolonger la durée de vie des ampoules en minimisant les effets des surtensions. Vous pouvez le faire de vos propres mains ou en achetant une unité de protection pour les lampes LED fabriquées en usine.