Защита на LED лампи от изгаряне: схеми, причини, удължават живота

На пазара на LED лампи и тела е представена широка гама от продукти в различни ценови диапазони. Основната разлика между устройствата с ниски и средни ценови сегменти е в по-голяма степен не в използваните светодиоди, а в източниците на енергия за тях.

Светодиодите работят от постоянен ток, а не от променливия ток, който тече в домакинската електрическа мрежа, а надеждността на лампите и режимът на работа на светодиодите са по-зависими от качеството на преобразувателя. В тази статия ще разгледаме как да защитим LED лампите и да удължим живота на нискотарифните модели.

Всичко, описано по-долу, важи за осветителни тела и лампи.

Два основни типа захранвания за светодиоди: задействащ кондензатор и импулсен драйвер

Използват се най-евтините LED продукти закаляващ кондензатор като източник на енергия. Принципът на неговата работа се основава на реактивността на кондензатор. С прости думи, кондензаторът в променлива верига е аналог на резистор. От тук следвайте същите недостатъци като при използване на резистор:

1. Липса на стабилизация по напрежение или ток.

2. Съответно с увеличаване на входното напрежение напрежението при светодиодите също се увеличава и токът също се увеличава.

Тези недостатъци са взаимосвързани. В домашните електропреносни мрежи, особено в отдалечени райони, летни къщи, села и частния сектор, често се наблюдават скокове на електроенергия. Ако напрежението се понижи под 220 V, не е толкова лошо за лампите, сглобени съгласно тази схема, токът през светодиодите ще бъде по-нисък, съответно те ще продължат по-дълго.

Диаграма на LED лампа с гасящ кондензатор:

Но ако напрежението е по-високо от номиналното, например 240V, тогава LED лампата бързо ще изгори, поради факта, че токът през светодиодите ще се увеличи. Пулсовите удари в мрежата също са много опасни, те възникват в резултат на превключване на мощни уреди: вероятно сте забелязали, че когато включите хладилника или прахосмукачката, например, светлината „мига“ - това е проява на тези скокове. Те се появяват и по време на гръмотевични бури или аварийни ситуации на електропроводи или електроцентрали. Импулсът изглежда по следния начин:

Импулсни драйвери за светодиоди

В LED крушките от средния и високия ценови сегмент се използват импулсни драйвери с стабилизация на тока.

ВАЖНО:

Светодиодите работят от стабилен ток, напрежението за тях не е основна стойност. Следователно, драйверът се нарича източник на ток. Основните му характеристики са изходният ток и мощността.

Текущата стабилизация се осъществява с помощта на вериги за обратна връзка, ако не навлизате в подробности, има два основни типа драйвери, които се използват в LED крушки и лампи:

1. Без трансформатори, съответно, без галванична изолация.

2. Трансформатор - с галванична изолация.

Галваничната изолация е система, която гарантира, че няма пряк електрически контакт между първичната силова верига и вторичната силова верига. Той се осъществява с помощта на явленията на електромагнитната индукция, с други думи трансформатори, както и с използване на оптоелектронни устройства. В захранващите устройства за галванична изолация се използва трансформатор.

Типична схема на без трансформатор 220V драйвер за светодиоди е показана на фигурата по-долу.

Обикновено те са изградени на интегрална схема с вграден силов транзистор.Може да бъде в различни случаи, например TO92, той се използва и като случай за транзистори с ниска мощност и други ИС, например линейни интегрални стабилизатори, като L7805. Има и екземпляри в случаи с осем крака за повърхностен монтаж, като SOIC8 и други.

За такива драйвери повишаването или понижаването на напрежението в електрическата мрежа не е ужасно. Но импулсните пренапрежения са изключително нежелателни - те могат да повредят диодния мост, ако драйверът е без трансформатор, тогава 220V ще премине към изхода на микросхемата или мостът ще се пробие на късо съединение с променлив ток.

В първия случай високо напрежение "ще убие светодиодите", или по-скоро един от тях, както обикновено се случва. Факт е, че светодиодите в лампи, прожектори и осветителни тела обикновено са свързани последователно, в резултат на изгарянето на един светодиод, веригата се прекъсва, останалите остават непокътнати.

Във втория, предпазителят или веригата на платката ще изгорят.

Типична схема на водача за светодиоди с трансформатор е показана по-долу. Те са инсталирани в скъпи и висококачествени продукти.

Защита на LED лампата: схеми и методи

Има различни начини за защита на електрическите уреди, всички те са справедливи за защита на LED лампи, сред които:

1. Използването на стабилизатор на напрежението е най-скъпият начин и е изключително неудобно да го използвате за защита на полилея. Можете обаче да захранвате цялата къща от стабилизатор на мрежовото напрежение, те са от различни видове - релейни, електромеханични (серво задвижване), реле, електронни. Прегледът на техните предимства и недостатъци може да бъде тема за отделна статия, пишете в коментарите, ако се интересувате от тази тема.

2. Използването на варистори е устройство, което ограничава пренапреженията, може да се използва както за защита на конкретна лампа или друго устройство, така и на входа на къщата.

3. Използване на допълнителен сериен кондензатор. По този начин токът на лампата е ограничен, кондензаторът се изчислява въз основа на мощността на лампата. Това по-скоро не е защита, а намаляване на мощността на лампата, в резултат на това с увеличени стойности на напрежението в електрическата мрежа, животът й няма да бъде намален.

Варистор за защита на лампи и други домакински уреди

Варисторът е устройство за ограничаване на напрежението, действието му е като газова искра. Това е полупроводниково устройство с променливо съпротивление. Когато напрежението достигне нивото на напрежение на варистора в неговите клеми, неговото съпротивление намалява от хиляди мегаоми до десетки оми и през него започва да тече ток. Той е свързан към веригата паралелно. По този начин електрическото оборудване е защитено.

Появата на варистори

• Un е класификационното напрежение. Това е такова напрежение, при което през варистора започва да тече ток от 1 mA;

• Um е максимално допустимото ефективно променливо напрежение (rms);

• Um = - максимално допустимо постоянно напрежение;

• P е номиналното средно разсейване на мощността, това е, което варисторът може да разсее през целия експлоатационен живот, като поддържа параметрите в установените граници;

• W е максимално допустимата погълната енергия в джоули (J), когато е изложена на един импулс.

• Ipp - максимален импулсен ток, за който времето на възход / продължителност на импулса: 8/20 μs;

• Co е капацитетът, измерен в затворено състояние; по време на работа стойността му зависи от приложеното напрежение и когато варисторът преминава голям ток през него, той пада до нула.

За да увеличат разсейването на мощността, производителите увеличават размера на самия варистор, а също така правят изводите му по-масивни. Те действат като радиатор за отстраняване на освободената топлинна енергия.

За да се защитят електрическите уреди в домашните мрежови мрежи с променливо напрежение 220V, се избира варистор, по-голям от стойността на амплитудата на напрежението и приблизително равен на 310V.Тоест, възможно е да се инсталира варистор с класификационно напрежение около 380-430V.

Например, подходящ е TVR 20 431. Ако инсталирате варистор с по-ниско напрежение, тогава неговата „фалшива“ работа е възможна при незначителни превишения на мрежовото напрежение и ако инсталирате с голямо напрежение, защитата няма да бъде ефективна.

Както вече споменахме, варистори могат да бъдат инсталирани директно на входа на къщата, така че защитавате всички електрически уреди в къщата. За целта индустрията произвежда модулни варистори, т.нар SPD.

Ето схемата на свързване за трифазна мрежа, за еднофазна мрежа - подобно.

Тези схеми, използващи дифавтомат и защита с висок потенциал върху един или два проводника на еднофазна верига, са не по-малко интересни.

 

За защита на единично осветително тяло или крушка се използва такава верига за превключване, тя е показана на примера на домашен светодиоден осветител, но при използване на готово осветително тяло или лампа варисторът също се инсталира - паралелно по верига 220V.

Можете да го инсталирате както в тялото на самото осветително устройство, така и върху захранващите проводници отвън. Ако се свърже към електрически контакт, варисторът може да бъде поставен в контакта. Варисторът може да бъде заменен с супресор.

В този видеоклип авторът интересно говори за този метод на защита.

Готови решения

Устройство за защита от пренапрежение за LED лампи - от производителя LittleFuse. Осигурете защита от пренапрежение до 20 kV. В зависимост от дизайна, той се инсталира паралелно или последователно.

На пазара има устройства с различни характеристики - изключващо напрежение и пиков ток.

LED защитното устройство съхранява лампите по време на импулси на напрежението. Той е свързан паралелно към осветителната верига след превключвателя. Също така предотвратява спонтанното мигане на LED крушки при използване на осветени превключватели.

Чудя се:

Същността на работата на такова устройство е, че вътре е инсталиран кондензатор. Токът на подсветката на прекъсвачите тече през него и той също изглажда скокове.

Подобно или подобно устройство от компанията Granit, модел BZ-300-L. Индекс “L” в края казва, че това е защитна единица за LED и енергоспестяващи лампи (cll).

Вътре има три части, едната от които разгледахме по-горе:

1. Варистор.

2. Кондензатор.

3. Резисторът.

Ето една схематична схема. Можете да го повторите.

заключение

Невъзможно е напълно да се елиминира възможността за изгаряне на LED лампи и лампи. Въпреки това, можете да удължите живота на електрическите крушки, като намалите до минимум ефектите от пренапрежения. Можете да направите това със собствените си ръце или като закупите защитен блок за фабрично произведени LED лампи.