Proteção das lâmpadas LED contra queimaduras: esquemas, razões, prolongar a vida útil

Uma ampla gama de produtos em diferentes faixas de preço é apresentada no mercado de lâmpadas e acessórios de LED. A principal diferença entre dispositivos de segmentos de preço baixo e médio está em maior parte não nos LEDs utilizados, mas nas fontes de energia para eles.

Os LEDs operam em corrente contínua, e não na corrente alternada que flui na rede elétrica doméstica, e a confiabilidade das lâmpadas e o modo de operação dos LEDs dependem mais da qualidade do conversor. Neste artigo, veremos como proteger as lâmpadas LED e prolongar a vida útil dos modelos de baixo custo.

Tudo descrito abaixo é verdadeiro para luminárias e lâmpadas.

Dois tipos principais de fontes de alimentação para LEDs: capacitor de apagamento e driver de pulso

Os produtos LED mais baratos usam capacitor de têmpera como fonte de energia. O princípio de sua operação é baseado na reatância de um capacitor. Em palavras simples, o capacitor em um circuito CA é um análogo de um resistor. A partir daqui, siga as mesmas desvantagens que ao usar um resistor:

1. Falta de estabilização por tensão ou corrente.

2. Consequentemente, com um aumento na tensão de entrada, a tensão nos LEDs também aumenta e a corrente também aumenta.

Essas deficiências estão interconectadas. Nas redes elétricas domésticas, especialmente em áreas remotas, cabanas de verão, aldeias e setor privado, surtos de energia são frequentemente observados. Se a tensão diminuir abaixo de 220V, não é tão ruim para as lâmpadas montadas de acordo com este esquema, a corrente através dos LEDs será menor, respectivamente, eles durarão mais.

Diagrama de uma lâmpada LED com um capacitor de têmpera:

Mas se a tensão for maior que a nominal, por exemplo, 240V, a lâmpada do LED queima rapidamente, devido ao fato de que a corrente através dos LEDs aumentará. Os surtos de pulso na rede também são muito perigosos, como resultado da troca de aparelhos potentes: você provavelmente notou que quando liga a geladeira ou o aspirador de pó, por exemplo, a luz “pisca” - essa é uma manifestação desses surtos. Eles também ocorrem durante tempestades ou emergências em linhas de energia ou usinas de energia. O impulso é o seguinte:

Drivers de pulso para LEDs

Nas lâmpadas LED do segmento de preço médio e alto são utilizadas drivers do tipo pulsado com estabilização de corrente.

IMPORTANTE:

Os LEDs operam a partir de uma corrente estável, a tensão para eles não é um valor fundamental. Portanto, o driver é chamado de fonte atual. Suas principais características são a corrente de saída e a potência.

A estabilização de corrente é realizada usando circuitos de feedback; se você não entrar em detalhes, existem dois tipos principais de drivers usados ​​em lâmpadas e LEDs:

1. Sem transformador, respectivamente, sem isolamento galvânico.

2. Transformador - com isolamento galvânico.

O isolamento galvânico é um sistema que garante que não haja contato elétrico direto entre o circuito de energia primária e o circuito de energia secundária. É implementado usando os fenômenos de indução eletromagnética, ou seja, transformadores, bem como usando dispositivos optoeletrônicos. Nas fontes de alimentação para isolamento galvânico, é usado um transformador.

Um esquema típico de um driver de 220V sem transformador para LEDs é mostrado na figura abaixo.

Geralmente eles são construídos em um circuito integrado com um transistor de potência embutido.Pode ser em diferentes casos, por exemplo, TO92, também é usado como um caso para transistores de baixa potência e outros CIs, por exemplo, estabilizadores integrais lineares, como o L7805. Também existem amostras em gabinetes "de oito pernas" para montagem em superfície, como SOIC8 e outros.

Para esses drivers, aumentar ou diminuir a tensão na rede elétrica não é terrível. Mas sobretensões pulsadas são extremamente indesejáveis ​​- elas podem danificar a ponte de diodos; se o driver não for transformador, 220V serão enviados para a saída do microcircuito, ou a ponte entrará em curto-circuito com corrente alternada.

No primeiro caso, uma alta tensão "matará os LEDs", ou melhor, um deles, como é geralmente o caso. O fato é que os LEDs de lâmpadas, holofotes e luminárias geralmente são conectados em série, como resultado da combustão de um LED, os interruptores de circuito e o restante permanece intacto.

No segundo, o fusível ou circuito da placa de circuito queimará.

Um circuito de acionamento típico para LEDs com um transformador é mostrado abaixo. Eles são instalados em produtos caros e de alta qualidade.

Proteção da lâmpada LED: esquemas e métodos

Existem diferentes maneiras de proteger aparelhos elétricos, todos eles justos para a proteção de lâmpadas LED, entre eles:

1. Usar um estabilizador de tensão é a maneira mais cara e é extremamente inconveniente usá-lo para proteger o lustre. No entanto, você pode alimentar toda a casa a partir de um estabilizador de tensão de rede, eles são de vários tipos - relé, eletromecânico (servo), relé, eletrônico. Uma revisão de suas vantagens e desvantagens pode ser um tópico para um artigo separado. Escreva nos comentários se estiver interessado neste tópico.

2. O uso de varistores é um dispositivo que limita as oscilações, pode ser usado tanto para proteger uma lâmpada específica ou outro dispositivo, quanto na entrada da casa.

3. Usando um capacitor de têmpera adicional em série. Assim, a corrente da lâmpada é limitada, o capacitor é calculado com base na potência da lâmpada. Isso não é proteção, mas uma diminuição na potência da lâmpada, como resultado, com o aumento dos valores de tensão na rede, sua vida útil não será reduzida.

Varistor para proteção de lâmpadas e outros eletrodomésticos

O varistor é um dispositivo limitador de tensão; sua ação é como uma brecha de gás. Este é um dispositivo semicondutor com resistência variável. Quando a tensão atinge o nível de tensão do varistor em seus terminais, sua resistência diminui de milhares de megaohms para dezenas de ohms e uma corrente começa a fluir através dele. Está conectado ao circuito em paralelo. Assim, o equipamento elétrico é protegido.

O aparecimento de varistores

• Un é a tensão de classificação. É uma tensão na qual uma corrente de 1 mA começa a fluir através do varistor;

• Um é a tensão alternada efetiva máxima admissível (rms);

• Um = - tensão constante máxima admissível;

• P é a dissipação de potência média nominal, é a que o varistor pode dissipar durante toda a vida útil, mantendo os parâmetros dentro dos limites estabelecidos;

• W é a energia absorvida máxima permitida em joules (J) quando exposta a um único pulso.

• Ipp - corrente máxima de pulso para a qual o tempo de subida / duração do pulso: 8/20 μs;

• Co é a capacitância medida no estado fechado; durante a operação, seu valor depende da tensão aplicada e, quando o varistor passa uma grande corrente por ele, cai para zero.

Para aumentar a dissipação de energia, os fabricantes aumentam o tamanho do próprio varistor e também tornam suas conclusões mais massivas. Eles atuam como um radiador para a remoção da energia térmica liberada.

Para proteger aparelhos elétricos em redes elétricas domésticas com uma tensão alternada de 220V, é selecionado um varistor maior que o valor de amplitude da tensão e aproximadamente igual a 310V.Ou seja, é possível instalar um varistor com uma tensão de classificação de cerca de 380-430V.

Por exemplo, é adequado o TVR 20 431. Se você instalar um varistor com tensão mais baixa, sua operação "falsa" será possível com excessos insignificantes da tensão da rede elétrica e, se você instalar com uma tensão alta, a proteção não será eficaz.

Como já mencionado, os varistores podem ser instalados diretamente na entrada da casa, para que você proteja todos os aparelhos elétricos da casa. Para isso, a indústria produz varistores modulares, os chamados SPD.

Aqui está o diagrama de conexão para uma rede trifásica, para uma rede monofásica - da mesma forma.

Esses esquemas usando um difavtomato e proteção de alto potencial em um ou dois fios de um circuito monofásico não são menos interessantes.

 

Para proteger uma única luminária ou lâmpada, esse circuito de comutação é usado, é mostrado no exemplo de uma luminária LED caseira, mas ao usar uma luminária ou lâmpada pronta, o varistor também é instalado - em paralelo ao longo de um circuito de 220V.

Você pode instalá-lo no corpo do próprio dispositivo de iluminação e nos fios de alimentação do lado de fora. Se ele se conectar a uma tomada, o varistor poderá ser colocado na tomada. O varistor pode ser substituído por um supressor.

Neste videoclipe, o autor fala de maneira interessante sobre esse método de proteção.

Soluções prontas

Dispositivo de proteção contra surtos para lâmpadas LED - do fabricante LittleFuse. Fornece proteção contra sobretensão de até 20 kV. Dependendo do design, ele é instalado em paralelo ou em série.

Existem dispositivos no mercado com características diferentes - tensão de disparo e corrente de pico.

O dispositivo de proteção LED armazena as lâmpadas durante os pulsos de tensão. É conectado em paralelo ao circuito de iluminação após o interruptor. Também evita o piscar espontâneo de lâmpadas LED ao usar interruptores iluminados.

Interessante:

A essência da operação de um dispositivo desse tipo é que um capacitor é instalado no interior. A corrente de luz de fundo dos disjuntores flui através dele e também suaviza os surtos.

Um dispositivo semelhante ou semelhante da empresa Granit, modelo BZ-300-L. O índice "L" no final diz que é uma unidade de proteção para LED e lâmpadas economizadoras de energia (cll).

No interior, existem três partes, uma das quais examinamos acima:

1. Varistor.

2. Capacitor.

3. O resistor.

Aqui está um diagrama esquemático. Você pode repetir.

Conclusão

É impossível eliminar completamente a possibilidade de queima de lâmpadas e lâmpadas LED. No entanto, você pode prolongar a vida útil das lâmpadas, minimizando os efeitos de picos de energia. Você pode fazer isso com suas próprias mãos ou comprando uma unidade de proteção para lâmpadas LED fabricadas na fábrica.