Как уменьшить яркость светодиодной лампы

СОДЕРЖАНИЕ:

Как уменьшить яркость светодиодной лампы

Яркость светодиода – параметры и способы регулировки

О регулировке силы света традиционной лампочки накаливания знают многие. Но яркостью светодиода тоже можно управлять. Для этого в схему электроприбора устанавливаются широко-импульсные модуляторы или аналоговые регуляторы. Принято говорить, что такие светильники имеют опцию диммирования.

Многим потребителям до недавнего времени не приходилось задумываться над вопросом, от чего зависит яркость свечения, так как единственным параметром обычной лампочки накаливания считалась лишь потребляемая мощность, указываемая в ваттах. Новые технологии дали миру совершенно иные представления о светотехнике, существенно расширили характеристики ламп, прописываемые в их маркировке, на упаковке или потребительском ярлыке, размещенном непосредственно на изделии. Интенсивность освещения, в сегодняшнем представлении, зависит не только от напряжения в электросети, но и от других, не всем понятных обозначений. К тому же, регулятор яркости светодиодов позволяет управлять опцией, выставляя уровень освещенности по своему усмотрению, что важно в вопросе экономии электроэнергии.

Параметры яркости свечения светодиодов

Потребителей нередко интересует, в чем измеряется яркость светодиодной лампы и по каким цифрам и обозначениям на ее упаковочной коробке определяется данный параметр. На ней указываются:

  • канделы (cd);
  • люмены (лм или lm);
  • две цифры потребляемой мощности (W и Watt);
  • угол освещения;
  • цветовая температура.

Именно по этим характеристикам можно узнать яркость светодиодов в лампе. В канделах обозначают силу света, или поверхностную плотность потока. За единицу здесь принято считать его интенсивность в процессе горения одной свечи.

Параметр мощности света в люменах принимает во внимание и силу, и длину воспринимаемой человеческим глазом волны, и угол освещения. От последнего, не менее важного показателя зависит площадь зоны освещения, схема расположения и количество требуемых ламп. Если сравнивать изделия с углами освещения в 60 и 30 градусов, то при одинаковых характеристиках можно наверняка сказать, что первое окажется раза в 3-4 эффективнее второго.

Яркость светодиода зависит от вида установленной в лампу линзы. Матовая даст более мягкий и рассеянный свет. При этом, угол освещения наверняка будет шире, а световые потоки слабее.

И, наконец, классификация по мощности. На самом деле, для уровня яркости светодиодных лампочек этот показатель определяющим не является. Его указывают для облегчения расчетов потребления электроэнергии и для понимания данного параметра большинством среднестатистических потребителей. Две цифры, к примеру измерение в ваттах 5,5W и 35 Watt, означают, что потребляемая мощность лампы составляет 5,5Вт, а светит она как обычная 35Вт-ная лампочка накаливания. Все достаточно просто, но следует понимать, что данное соотношение является довольно-таки приблизительным, и светодиоды повышенной яркости исключением не являются.

Светодиодные электроприборы относятся к энергосберегающим изделиям, а управление яркостью излучения помогает потребителю еще больше экономить на электричестве в бытовых и промышленных условиях.

Цветовая температура влияет на цветовой диапазон светодиода. Он может смещаться:

  • по мере возрастного старения элементов;
  • при изменении показателей подводимого тока.

Холодное сине-зеленое свечение присуще источникам света, имеющим высокую цветотемпературу. А теплый свет красно-желтых оттенков – низкую. Часто на этикетках указывают длину световой волны в доминирующих значениях. Ее смещение происходит в зависимости от цветовой температуры.

Способы регулировки яркости

Управлять световыми потоками в светодиодных электроприборах без изменения цвета свечения позволяет присутствие в схеме:

  • широтно-импульсной модуляции – обозначение ШИМ;
  • аналогового регулирования.

Оба варианта управления яркостью светодиода поддерживают заданный уровень проходящего через элементы тока. Увеличить или снизить яркость светодиодов при наличии в схеме ШИМ диммера, можно с более высоким КПД и незаметным для глаз человека мерцанием светового потока. Дело в том, что для аналогового регулятора яркости свойственно изменение амплитуд подходящего к светодиодам тока, а для ШИМ имеется в виду плавная регулировка ширины, или длительности импульсов.

Работа вышеприведенной схемы допускается в диапазоне 4,5-18 вольт. При этом повысить яркость свечения можно с 5 до 95%. Подобный вариант применяется как для отдельных мощных светодиодов, так и для ленточных электросветовых приборов.

ШИМ регуляторы управляют процессом мгновенного включения-отключения тока. Причем делается это с высокой частотой – более 200Гц. Максимальная же цифра измеряется несколькими килогерцами. Такое мерцание человеческие глаза не воспринимают.

Аналоговое увеличение или снижение светового потока предполагает поддержание тока, подходящего к светодиоду на постоянном уровне, или изменение подаваемого на импульсный драйвер напряжения. Оба варианта приемлемы, но нередко результатом диммирования становится изменение цвета свечения диодов в лампе. Если это в определенных эксплуатационных условиях является недопустимым, то от аналогового регулирования яркости света лучше отказаться.

На рынке встречаются многорежимные диммеры, способные осуществлять регулировку яркости светодиодов в ШИМ и аналоговом варианте управления мощностью свечения.

Зачем нужно регулировать яркость

Любая сравнительная таблица наглядно показывает взаимосвязь потребления электроэнергии от яркости свечения лампы. Диммер дает реальную возможность экономии, так как позволяет снизить интенсивность светового потока, к примеру в комнате, где в данный момент семья смотрит телевизор, или увеличить освещение во время приема гостей за столом.

Многие малыши боятся темноты, а престарелые люди плохо ориентируются при выключенном свете. И в том, и в другом случае пригодится опция диммирования. Но она должна присутствовать не в общем выключателе, а в схеме светодиодного электроприбора.

В период вечернего отдыха свет можно сделать мягче. Тогда как при необходимости выполнения какой-либо работы – увеличить освещение до требуемого максимума. Следует отметить, что некоторые модели светильников комплектуются дистанционным или автоматическим управлением, учитывающим временные промежутки или факт передвижения объекта в поле охвата специально устанавливаемого датчика.

Варианты по уменьшению яркости свечения светильников.

Исходные данные.
Имеем в наличии вот такие светильники
(ссылка устарела)
Задача:
уменьшить яркость свечения минимум в половину.

Есть идея попробовать через светодиод подсветки клавиши запитать. Было замечено, что при наличии оного в цепи при выключенном выключателе, светодиодные лампы светятся.
Как вариант подобрать методом проб нужное сопротивление.

02.12.2020, 15:19 #1
Konstruktor
Посмотреть профиль
Отправить личное сообщение для Konstruktor
Найти ещё сообщения от Konstruktor

Исходные данные.
Имеем в наличии вот такие светильники
(ссылка устарела)
Задача:
уменьшить яркость свечения минимум в половину.

Есть идея попробовать через светодиод подсветки клавиши запитать. Было замечено, что при наличии оного в цепи при выключенном выключателе, светодиодные лампы светятся.
Как вариант подобрать методом проб нужное сопротивление.

В светильниках встроенный блок питания, скорее всего, шунтирующая емкость, затем диодный мост со сглаживающим электролитом впараллель. Можно попробовать включить через конденсатор, т.е. увеличить шунт на входе. Емкость помогу рассчитать — нужно общее количество светильников.

Когда у меня встала подобная задача, решил проще — под стекло поставил кружок из бумаги. Если, конечно, стекло вынимается. Получилось как раз вдвое темнее.

Очень важный параметр светодиодных ламп, о котором мало кто знает

По ГОСТ 29322-92 в сети должно быть напряжение 230 вольт, однако тот же ГОСТ допускает отклонение сетевого напряжения ±10%, то есть допустимо напряжение от 207 до 253 вольт. Впрочем, во многих районах (особенно, сельских) напряжение иногда падает до 180 вольт и ниже.

При пониженном напряжении обычные «лампочки Ильича» светят гораздо тусклее. На нижнем пороге допустимого напряжения 207 вольт, 60-ваттная лампа накаливания, рассчитанная на 230 В, светит, как 40-ваттная на номинальном напряжении (ammo1.livejournal.com/671053.html).

Работа светодиодных ламп на пониженном напряжении зависит от типа используемой электронной схемы (драйвера).

Если в лампе используется простейший RC-драйвер или линейный драйвер на микросхеме, лампа ведёт себя почти так же, как лампа накаливания (светит тусклее при понижении напряжения, а при скачках напряжения в сети её свет «дёргается»).

Если же используется IC-драйвер, яркость лампы не меняется при изменении напряжения питания в очень широких пределах. Фактически, у таких ламп есть встроенный стабилизатор.

Если посмотреть на все светодиодные лампы, которые я протестировал в проекте Lamptest.ru, определяя тип драйвера, окажется, что у 3/4 всех ламп IC-драйвер и только у четверти линейный или RC-драйвер. Если же посмотреть только на филаментные лампы, картина резко меняется: из 321 протестированных ламп только у 131 (40%) IC-драйверы.

У большинства ламп с линейным драйвером яркость падает на 5% от номинальной при снижении напряжения до 210-220 В и на 10% при напряжении 200-210В.

Некоторые лампы с IC-драйвером не снижают яркость при падении напряжения даже до 50 вольт, но большинство стабильно работает при напряжении от 150 вольт.

Вот так ведут себя две филаментные лампы (левая с IC-драйвером, правая — с линейным) при изменении напряжения от 230 до 160 вольт.

Я измеряю минимальное напряжение, при котором световой поток лампы падает не более, чем на 5% от номинального. В таблице результатов Lamptest это напряжение указано в столбце «Вмин». Если при снижении напряжения световой поток начинает падать сразу, я указываю линейный (LIN) тип драйвера (столбец «drv»), если световой поток при снижении напряжения стабилен, а потом начинает снижаться, — тип драйвера IC1, если при снижении напряжения лампа выключается, — IC2, если начинает вспыхивать — IC3.

К сожалению, тип драйвера по упаковке лампы и параметрам, приводимым производителями на сайтах, узнать почти невозможно. Отдельные производители пишут на упаковке «IC драйвер». Чаще пишут широкий диапазон напряжения, например «170-260В», но не всегда это соответствует действительности. На Lamptest много ламп, у которых указаны широкие диапазоны напряжений, а фактически в них установлен линейный драйвер и на нижней границе указанного диапазона они горят «вполнакала». Указание узкого диапазона «220-240 В» или просто «230 В» тоже ни о чём не говорит: множество таких ламп построены на IC-драйвере и фактически работают при значительно более низких напряжениях без снижения яркости.

Всё, что я могу посоветовать для определения типа драйвера — смотреть результаты на Lamptest по лампе или её аналогам (тот же производитель, тот же тип, тот же цоколь), если конкретная модель лампы ещё не протестирована.

Конечно, лампы с IC-драйвером лучше. Они не меняют яркость при уменьшении напряжения в сети и их свет не «дёргается» при перепадах напряжения. Кроме того, такой драйвер заведомо лучше защищён от любых перепадов напряжения и в целом более надёжен.

Рекомендую учитывать при выборе светодиодных ламп тип драйвера и по возможности покупать лампы с IC-драйвером.

Подскажите как уменьшить яркость лампочки на 12 вольт 21 ватт , Хотелось бы чтоб регулировать по + проводу !

Группа: Пользователи
Сообщений: 6
Регистрация: 29.2.2020
Пользователь №: 48523

Хотелось бы регулировать по + проводу !! Если можно не сложную схемку или как лучше сделать ?

Или что поставить чтоб горела тусклее.

02.12.2020, 20:41 #2

Как уменьшить яркость светодиодной лампы?

Сегодня мы постараемся сделать контроллер, который будет регулировать яркость светодиода. Материалы для данного теста были взяты с сайта led22.ru из статьи «Светодиоды для авто своими руками». 2 основные детали, используемые в даннном эксперименте — стабилизатор тока LM317 и переменный резистор. Их можно увидеть на фотографии ниже. Отличие нашего эксперимента от приведенного в оригинальной статье — мы так и оcтавили переменный резистор для регулироваки света светодиода. В магазине радиодеталей (не самом дешевом, но всем очень известном) мы приобрели данные детали за 120 рублей (стабилизатор — 30р, резистор — 90р). Здесь хочется отметить, что резистор российского производства «тембр», обладающий максимальным сопротивлением в 1кОм.

Схема подключения: на правую ножку стабилизатора тока LM317 подается «плюс» от блока питания 12V. К левой и средней ножкам поключается резистор переменного тока. Так же, к левой ножке подключается плюсовая ножка светодиода. Минусовой провод от блока питания подключается к минусовой ножке светодиода.

Получается, что ток, проходя через Lm317, уменьшается до величины, заданной сопротивлением переменного резистора.

На практике решено было припаять стабилизатор прямо на резистор. Сделано это в первую очередь для отведения тепла от стабилизатора. Теперь он будет нагреваться вместе с резистором. На резисторе у нас расположено 3 контакта. Мы используем центральный и крайний. Какой имеено крайний использовать — для нас не важно. В зависимости от выбора, в одном случае при повороте ручки по часовой стрелке яркость будет увеличиваться, в противоположном случае — уменьшаться. Если подключить крайние контакты, сопротивление будет постоянно 1 кОм.

Припаиваем провода, как на схеме. К коричневому проводу будет подходить «плюс» от блока питания, синий — «плюс» к светодиоду. При пайке специально оставляем побольше олова, чтобы была лучше теплопередача.

И напоследок одеваем термоусадку, чтобы исключить возможность короткого замыкания. Теперь можно пробовать.

Для первого теста мы используем светодиоды:

1) Epistar 1W, рабочее напряжение — 4V (в нижней части следующей фотографии).

2) Плоский диод с тремя чипами, рабочее напряжение — 9V (в верхней части следующей фотографии).

Результаты (можно увидеть в следующем ролике) не могут не радовать: ни один диод не сгорел, яркость регулируется плавно от минимума до максимума. Для питания полупроводника основное значение имеет ток питания, а не напряжение (ток растет экспоненциально относительно напряжения, при повышении напряжения резко повышается вероятность «сжечь» светодиод.

После чего проводится тест со светодиодными модулями на 12V. И на них наш контроллер отрабатывает без проблем. Именно этого мы и добивались.

Как уменьшить напряжение в светодиодной лампе?

Очень часто перегорают светодиоды в лампочке, стал проверять почему, всё оказалось просто завышены их токи, стоят светодиоды на 9V 100ма, а на деле завышено и напряжение и ток. Вот я захотел уменьшить напряжение, соответственно уменьшился бы и ток. Я добавил сначала ещё один светодиод (точно с такими параметрами), замерил ничего не изменилось, добавил ещё один смотрю у меня напряжение растёт с каждым добавленным диодам. Так получается замкнутый круг, я добавляю что бы уменьшить а оно так же прибавляется. Я добавил ещё токограничивающий резистор сначала на 20 потом поменял его на 100 Ом та же история и напряжение и ток ещё вырос. Схема питания не примитивная, может это и хуже. Так как же мне понизить напряжение а количество диодов что бы добавить? Что бы моя лампа работала в лёгком режиме.

Светодиод, это электронный элемент, который питается не напряжением а током. Если через него пропустить ток соответствующий его паспортным данным, то напряжение на нём выставится «автоматически» согласно паспортным данным. Т.е. если мы имеем девятивольтовые светодиоды (кстати на одном кристалле таких не бывает, стало быть в корпусе имеется три кристалла с падением напряжения на каждом по 3 — 3,2 вольта, в итоге получаем 9 — 9,6 вольт) то при последовательном их соединении напряжение на крайних выводах этой цепочки будет равно количеству светодиодов умноженное на 9 вольт. 7 штук = 63 вольта, 10 штук = 90 вольт и т.д.

Никодимыч задал вопрос:

Ответ: Чтобы уменьшить напряжение в светодиодной лампе, необходимо уменьшить количество светодиодов в цепочке.

Но при этом, сила тока проходящая через эту цепочку светодиодов останется прежней ( заданной резистором Rcs) и светодиоды будут также работать в предельном режиме.

Но баловаться напряжением на цепочке светодиодов и током проходящим через эту цепочку можно только в разумных пределах. Иначе неминуем фатальный исход для микросхемы драйвера. Чтобы этого не произошло, в даташите имеется график области допустимых значений выходных напряжений и токов для безопасной работы драйвера. По буржуйски — SOA.

Полного даташита на JW1795 я не нашёл. Нашёл полный на JW1792. Параметры у них практически одинаковые за исключением сопротивления канала сток-исток.

А это область допустимых значений напряжений и токов для JW1792.

Так как у нас вариант корпуса SOP8, то пользуемся графиком серого цвета.

Ток рассчитывается по формуле I = 0,3/Rcs. Отсюда Rcs = 0,3/I

Берём ток равный 100 миллиампер, тогда Rcs = 0,3/0,1 = 3 Ом.

При таком токе мы можем использовать ряд напряжений 40-120 вольт. Т.е. подбирать количество светодиодов в цепочке исходя из допустимого напряжения.

Опять же, допустимое напряжение выбираем исходя из величины питающего (сетевого) напряжения. Если сетевое напряжение ниже 100 вольт то напряжение на выходе драйвера на поднимется выше 70 вольт. Это можно прочитать в верхнем скриншоте.

Вы не до конца понимаете принцип работы этой лампы. Источник питания светодиодов стабилизирует ток через них. Когда вы добавляете резистор или еще один светодиод, ток остается тем же самым. Это нужно, так как светодиоды нельзя питать напряжением, а нужно питать током. Светодиод по своей природе аналогичен стабилитрону: при напряжении ниже примерно трех вольт ток через светодиод почти не течет, а при его повышении он внезапно и быстро растет, уходя за допустимые пределы. То есть если пытаться подобрать рабочее напряжение для светодиода, окажется, что его надо поддерживать с точностью до сотых вольта, оно свое для каждого экземпляра светодиода и к тому же уменьшается с ростом температуры. Поэтому индикаторные светодиоды включают через резистор, а мощные осветительные — питают от источника стабильного тока.

Чтобы снизить ток, нужно найти (по datasheet’у на примененную в драйвере микросхему контроллера) токозадающий резистор и изменить его сопротивление. Впрочем, проблема не в завышенном токе, а в недостаточном теплоотводе, а также в развитии неустойчивостей в длинной цепи последовательных светодиодов при их резком включении: светодиоды открываются неодновременно и к последнему запертому светодиоду оказывается приложено напряжение, многократно превышающее допустимое, что приводит к его лавинному пробою.

Можно ли уменьшить яркость свечения светодиодной ленты с помощью резистора?

Подскажите, можно ли уменьшить яркость свечения светодиодной ленты (12 вольт, 5вт/метр) с помощью резистора? Какого номинала должен быть резистор и как это отразится на сроке службы светодиодов? походу шим и стабилизаторы тока здесь не прокатят, слишком мала разница входного и выходного напряжения.
Автор, для осмысленных советов нужны данные по ленте )))
Нашёл ШИМ с регулировкой. Временно поставил — работает, но мерцает (чем слабее свечение, тем сильнее мерцание). Ищу решение без миганий.
Освобожусь, куплю резисторов от 2 до 8 Ом, буду пробовать.

P.S. Лента со светодиодами LED-CW-SMD3528, 20 мА ,2,8-3,2 Вольта на диод

42-135 рублей за доллар > сколько светодиодов в последовательной цепочке? 36-miher >Всё проще.

Мощность ленты 4,8 Вт/м.
Напряжение питания 12 В (пусть будет так).
Соответственно ток питания метра ленты 0,4 А.

Про характеристику тока по напряжению я в курсе ��

далее при номинальном токе и сопротивлении резистора 4,7-10 Ом, (п.5), падение напряжения на резисторе составят соответственно 1,88 В и 4 В (и выделяемая мощность где-то 0,8 — 1,6 Вт) Что уже выходит за предел регулирования -50 и -75 процентов (по т.з. топикстартера).
И это на 1 метре ленты. А когда 4 метра, то ток будет в 4 раза выше и соответственно падение пропорционально выше. В общем лента светиться не будет.
и ни каких «ВСЕХ» параметров ленты не надо.

Так я бы посоветовал по приведённой выше методике рассчитать гасящие резисторы на, соответственно, 1 В и 1,4 В гашения. как раз и будет 50 % и 25% от номинальной яркости.(примерно). (ответ — порядка 2,5 Ом и 3,5 Ом (мощность рассеивания 0,4 Вт и 0,56 Вт) — на метр ленты и 0,625 Ом и 0,875 Ом (мощность рассеивания 1,6 Вт и 2,24 Ом) на 4 метра ленты.)

Если яркости будет много, то можно накинуть по десятой Ома.
Т.е. резисторы на всю ленту вполне пойдут 15ти ваттные.(что б были чуть тёплые, градусов, думается мне, 40-50).

44-Я ЗА БАН >лень мне с тобой спорить )))
Просто представь, что в ленте не светодиоды стоят, а стабилитроны на 2,8. 3,2 В. Ну и сколько-то там последовательно с гасящим резистором и эти цепочки в параллель. Твои расчёты для лампочек в урну )))
«В общем лента светиться не будет.» будет. Даже если 1 кОм поставить — будет светиться, но тускло.
45-miher >Да уж я не игрался с лентой думаешь? Слава уж ему, драйверов понарассчитывался и понаперепаял с лихвою. И с резисторами баловался и люксметром мерил и в итоге написал то, что было выяснено практически.

так ты ж мне сам напомнил про ВАХ светодиода, используемого в ленте. Она нелинейна и имеет показательный вид. Так что малых токов, для этих светодиодов, будет слишком мало для свечения. Тем более соединённых последовательно. 1кОм-ом ты ограничишь максимальный ток при питании в 12 В до 12 мА, а 4м метрам ленты нужно 1600 мА. Какое свечение, брось. Попробуй. Суха теория.

это к размышлениям о светодиодах

применяемых в лентах, разумеется 5-ти ваттный светодиод светит при токе 0,1 мА
[img] [/img]
48-miher >не, ну если это светит(в процентном отношении к максимальной интенсивности) то тогда конечно, в «буквальном» смысле слов светится, конечно. И при таком свечении, конечно же, если отойти от тех задания, то светодиоды от подложки будут отличатся наличием излучения и не более. Но речь в задании не в том. Извиняюсь за неясность с понятием «не будет светить» — «не будет светить так, как поставлено в задаче».

И да, взяв за основу мои же картинки, можно увидеть, что падение интенсивности в два раза как раз и есть изменение напряжения на диоде примерно 0,075 В. Соответственно на трёх диодах — это 0,225 В. Т.е. значения резисторов можно уменьшать раза в два. смело.
Есть иной момент. Момент связанный с восприятием изменения уровня интенсивности человеческим глазом. Где-то у меня были графики зависимости и показателя. как это воспринимается. Увы, думаю уже не найти. Лет пять назад это всё было.
Так что весь вопрос утыкается таки не в характеристики ленты, а в то, что в представлении топикстартера есть 50 % и 25% свечения.

для чего диммер — лучшее средство. Сама платка компактная, её даже можно из корпуса выдрать, обрезать ненужное и спокойненько в разрыв подпаяться. А пульт — выставить раз и он, диммер, запомнит значение. Так что я всё равно посоветую автору использование диммера.

Если уж пошла речь о буквальностях, то и без приложения тока светодиод излучает — спонтанные переходы с рекомбинацией ещё ни кто не отменял, вопрос в вероятности и условиях. Так что, если быть буквальным, светодиод светится без приложения к нему источника напряжения. Но, думаю, это к делу не относится так же, как и свечение с интенсивностью, соответствующей току в 100 мкА. Думаю вы согласитесь.

Как уменьшить яркость светодиодной лампы

Хочу уменьшить яркость своей светодиодной лампы, но возникает вопрос: какую схему для этого выбрать? Хочу сделать так, чтобы лампа светила на 30% от своей мощности, подскажите схему!

Ответ специалиста:

А зачем такие сложные манипуляции? Можно просто купить лампу с меньшими характеристиками и ничего придумывать не придется. Искать электрические схемы для изготовления диммера самостоятельно – это слишком долго, да и стоимость кусается.

Похожие статьи по теме

Поделитесь своим мнением Отменить ответ

Популярное на сайте

Опросы

Наш сайт Все-электричество предоставляет вашему вниманию подробную информацию об электрике. Публикация наших материалов может разрешаться только в том случае если вы укажите ссылку на источник с указанием нашего проекта. Перед использованием нашего проекта рекомендуем прочесть пользовательское соглашение. Вся информация на сайте Все-электричество предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.

Регулирование уровня яркости светодиодных светильников без эффекта мерцания

Вейс Билл (Weiss Bill)

Перевод: Бандура Геннадий

На сегодня светодиодная технология является господствующей в области устройств освещения. Уже обычными стали светодиодные фонари, светофоры, устройства освещения автомобилей, кроме того, наблюдается тенденция замены люминесцентных и ламп накаливания на светодиодные в жилых, коммерческих и производственных помещениях. Объем электроэнергии, который будет сэкономлен при переходе к светодиодному освещению, просто ошеломляет. В одном только Китае власти подсчитали, что при переводе одной трети страны на светодиодное освещение ежегодно будет экономиться 100 млн кВт электрической энергии, а выброс углекислого газа в атмосферу уменьшится на 29 млн т. Однако в светодиодной технологии есть одна проблема, а именно — технология регулирования светового потока.

На лампах накаливания легко реализовать функцию уменьшения яркости, используя простой и дешевый регулятор освещенности, основанный на симисторе. Как результат — они применяются повсеместно. Чтобы светодиодные лампы стали действительно популярными и широко распространенными, необходимо внедрить в них эту функцию при использовании существующих контроллеров и инфраструктуры затемнения.

Яркость свечения ламп накаливания прекрасно поддается регулированию. По иронии судьбы этому способствует крайне низкая их эффективность и, как следствие, высокий ток, который позволяет диммеру (устройству для регулировки уровня освещения, или, иными словами, для затемнения) хорошо работать. Тепловая инерция нити накаливания также позволяет замаскировать любую неустойчивость или колебания, создаваемые диммером. Попытка регулировать яркость светодиодного светильника этим способом создает ряд проблем, таких как мерцание и другие нежелательные эффекты. Чтобы пояснить, почему это происходит, рассмотрим, как работают симисторные дим-меры и как они взаимодействуют со светодиодными светильниками.

На рис. 1 изображен типичный симистор-ный диммер и его вольт-амперная характеристика.

Рис. 1. Простой симисторный диммер

Потенциометр R2 регулирует фазовый угол симистора, который открывается на каждой волне переменного напряжения, когда VC2 превышает напряжение переключения симистора. Когда ток симистора падает ниже его тока удержания (IH), симистор закрывается и ждет зарядки конденсатора С2 в течение следующей половины цикла для включения снова. Напряжение, прилагаемое к нити накаливания лампы, является функцией от фазового угла затемнения, который может варьироваться в диапазоне практически 0-180°.

Светодиодная лампа, призванная заменить лампу накаливания, как правило, содержит матрицу светодиодов, расположенных так, чтобы обеспечить максимальную светоотдачу. Светодиоды включены в цепь последовательно. Яркость каждого их них является функцией от тока, текущего через него. Кроме того, прямое падение напряжения на светодиоде составляет примерно 3,4 В (может изменяться в интервале 2,8-4,2 В). Цепочка светодиодов должна питаться от источника постоянного тока со строгим контролем выходных параметров для обеспечения соответствия между соседними лампами.

Чтобы светодиодная лампа была затемняемой, ее источник питания должен преобразовывать изменение фазового угла диммера в изменение постоянного тока питания светодиодной лампы. Трудности достижения этого эффекта в сочетании с правильной работой диммера могут привести к существенному снижению производительности. Могут появиться такие проблемы, как: большое время запуска, мерцание, неравномерное освещение, мигание (при установке минимального уровня освещения). Есть также проблемы с повторяемостью параметров (от изделия к изделию) и нежелательные аудиошумы, идущие от лампы. Эти нежелательные эффекты, как правило, вызваны сочетанием ложных открытий и преждевременных закрытий сими-сторов, а также недостаточным контролем тока светодиодов. Первопричиной ложного открытия симистора является так называемый токовый «звон» при открытии симистора. Рис. 2 наглядно иллюстрирует эту ситуацию.

Рис. 2. Ток и напряжение на входе источника питания светодиодного осветителя

В тот момент, когда симистор открывается, напряжение практически мгновенно прикладывается к входному LC-фильтру источника питания. Напряжение, приложенное к индуктивности, вызывает «звон». Если при этом ток тиристора упадет ниже тока удержания симистора, последний закрывается. Цепь диммера перезаряжается и вновь запускает симистор. Эти многократные перезапуски симистора могут вызвать нежелательные аудиошумы и мерцание светодиодной лампы. Простые ЭМИ-фильтры могут минимизировать этот нежелательный «звон». Для уверенной работы функции затемнения необходимо, чтобы входные дроссели и конденсаторы были как можно меньше.

Наиболее «звенящим» считается фазовый угол 90° (когда напряжение на пике синусоидальной волны прикладывается ко входу источника питания светодиодного светильника и высокое напряжение сети обуславливает минимальный питающий ток). Если необходимо осуществить глубокое затемнение (т. е. фазовый угол приближается к 180°) при низком питающем напряжении, может произойти преждевременное отключение светодиодной лампы. Чтобы этого не происходило, симистор должен открываться каждый цикл и оставаться открытым практически до того момента, когда переменное напряжение падает до нуля. Для обеспечения этого необходим ток удержания 8-40 мА. Для ламп накаливания поддержать этот ток не составляет никакого труда, однако при использовании светодиод ных ламп, потребляющих менее 10% энергии эквивалентной лампы накаливания, ток может легко опуститься ниже уровня тока удержания, что заставит симистор преждевременно выключиться. Это объясняет мерцание и/или ограничение диапазона затемнения.

Ряд других проблем, с которыми может столкнуться разработчик при проектировании светодиодного осветителя, составляют: коэффициент мощности (по стандарту Energy Star он должен быть не менее 0,9 для коммерческих и промышленных применений), строгие требования по энергетической эффективности, строгие допуски по нестабильности выходного напряжения и ЭМИ, безопасность при КЗ и разрыве цепи светодиодов.

Последние разработки компании Power Integrations показывают, как можно обеспечить питание светодиодного осветителя и одновременно совместимость с существующими симисторными диммерами. На рис. 3 приведена схема источника питания 14 Вт для светодиодного светильника с возможностью внешнего затемнения, разработанного этой фирмой.

Рис. 3. Схема изолированного источника питания 14 Вт для светодиодного светильника, совместимого с существующими симисторными диммерами, с высоким коэффициентом мощности и универсальным диапазоном входного напряжения

Основой источника является микросхема LNK406EG(U1) семейства LinkSwitch-PH. Представители данной линейки микросхем сочетают силовой MOSFET-ключ на 725 В и ШИМ-контроллер, работающий в режиме без разрыва тока основного дросселя. Контроллер выполняет функцию корректора коэффициента мощности (ККМ) и обеспечивает постоянный выходной ток. Технология контроля выходных параметров по первичной стороне, используемая в микросхемах LinkSwitch-PH, обеспечивает точный контроль выходного тока, избавляет от использования оптопары и части вторичной цепи, обычно применяемых в обратноходовых изолированных преобразователях, притом, что функция, отвечающая за ККМ, избавляет от использования входного накопительного электролитического конденсатора.

Микросхемы семейства LinkSwitch-PH могут быть настроены для работы как в режиме с за темнением, так и в режиме без затемнения. Для применения в связке с симисторным диммером используется резистор R4 на выводе REFERENCE и связка резисторов R2+R3 4 МОм на выводе VOLTAGE MONITOR для обеспечения линейного соотношения между входным напряжением и выходным током и максимального расширения диапазона затемнения.

Режим работы без разрыва тока основного дросселя обладает двумя ключевыми достоинствами: сниженным уровнем потерь на проводимость (следовательно, выше КПД) и меньшим уровнем ЭМИ (следовательно, для соответствия стандарту по ЭМИ требуется фильтр меньших размеров). Один X-конденсатор может быть исключен и использован дроссель меньшего типоразмера (либо также исключен). Встроенная в семейство микросхем LinkSwitch-PH функция джиттера основной частоты переключения MOSFET-ключа еще более снижает необходимость в фильтрующих компонентах. Меньший входной ЭМИ-фильтр представляет собой меньшее реактивное сопротивление для диммера, что, соответственно, уменьшает уровень «звона». Стабильность еще больше увеличена благодаря тому, что питание микросхем LinkSwitch-PH осуществляется от собственного внутреннего источника опорного напряжения. Добавление демпфера для работы с диммерами и цепи деления напряжения обеспечивает надежную работу без эффекта мерцания в максимально широком диапазоне затемнения.

Вышеописанный источник питания для светодиодного светильника полностью совместим с существующими симисторными диммерами в очень широком диапазоне затемнения (1000-1, 500-0,5 мА), обладает КПД >85% и коэффициентом мощности >0,9. Он наглядно показывает, что проблемы несовместимости светодиодных светильников и симисторных диммеров могут быть преодолены и, как результат, может быть построен простой драйвер для недорогой и надежной светодиодной лампы с функцией затемнения.

Другие статьи по данной теме:

Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.

Как меняются параметры светодиодной лампы со временем?

Качественные светодиодные лампы помогают улучшить параметры освещенности жилых и офисных помещений. Они стабильно работают, не мерцают, хорошо сохраняют оттенки предметов. Но этим осветительным приборам необходимо устраивать периодическую проверку «с пристрастием», так как со временем некоторые из них меняют свои характеристики.

Параметры светодиодных ламп: информация на упаковке

Производители указывают основные параметры светодиодных ламп на упаковке. Выбирая приборы, внимательно изучите эту информацию: она поможет оценить их качество и функциональность. Остановимся на самых важных оптических характеристиках LED-ламп.

Световой поток

Параметры искусственной освещенности помещения во многом зависят от того, насколько ярко светят лампы. Чтобы оценить эту характеристику, нужно знать световой поток. Он указывается на упаковке в числе остальных параметров и обозначается в люменах (лм).

Учтите, что величина светового потока, как правило, после получаса работы осветительного LED-прибора снижается. Поэтому, если в магазине вы определили с помощью яркомера, что световой поток соответствует указанному на упаковке параметру, измерьте этот показатель еще раз дома через полчаса после включения. Так вы установите реальное значение и подсчитаете фактическую светоотдачу лампы – отношение светового потока к мощности (лм/Вт). Для сравнения:

  • у лампы накаливания светоотдача составляет около 12,5 лм/Вт;
  • у компактной люминесцентной – 60-65 лм/Вт;
  • у галогенной – 16-30 лм/Вт.

Цветовая температура

Показатель измеряется в Кельвинах и отражает оттенок свечения, который может быть теплым, нейтральным или холодным. Чем выше значение цветовой температуры, тем больше в спектре освещения синих тонов.

Уровень создания радиопомех

Этот параметр светодиодной лампы к оптическим характеристикам не относится и на упаковке не указывается. Но упоминания заслуживает, так как косвенно говорит о качестве комплектующих, которые используются в источнике питания осветительного прибора.

Светодиодные лампы с хорошими драйверами не производят возмущений электромагнитных волн, поэтому не создают радиопомех. Вы можете самостоятельно провести простой тест: включите лампу при работающем на расстоянии 1 м радиоприемнике. Если пошли помехи, значит, проверку прибор не прошел.

Изменение параметров освещенности в процессе пользования лампой

Прежде чем купить партию светодиодных ламп в магазине, приобретите один экземпляр и протестируйте его дома с помощью многофункционального люксметра. Если все в норме, не спешите убирать измерительный прибор подальше: лампу необходимо периодически тестировать, чтобы вовремя обнаружить изменение значимых характеристик.

Пульсация освещенности

Это один из важнейших параметров светодиодной лампы, который влияет на комфорт пребывания человека в помещении с искусственным светом. Согласно установленным нормам, глубина пульсации осветительного прибора должна быть в пределах:

  • 20 % – в спортивных залах, архивных хранилищах, кладовых, на складах.
  • 15 % – в читальных залах и других помещениях, не требующих высокой точности работ.
  • 10 % – в игровых помещениях и учебных классах, торговых залах, медицинских помещениях.
  • 5 % – при работе с персональной компьютерной техникой.

Чтобы точно проверить, соответствует ли норме этот параметр тестируемой светодиодной лампы, воспользуйтесь люксметром-яркомером-пульсметром RADEX LUPIN. Замеры надо делать не только при покупке, но и в процессе пользования. Иногда бывает так, что в механизме лампы выходит из строя один из компонентов. Прибор продолжает светить, но появляется пульсация светового потока, глубина которой может достигать 30-60 %.

Яркость света

Если вы заметили, что параметры освещенности комнаты ухудшились, хотя вы не меняли светодиодные лампы, проверьте их яркомером. Стабильную яркость светового потока в течение 3 лет гарантируют считаные производители, остальные не берутся давать таких обещаний.

Как известно, светодиодный кристалл со временем деградирует, поэтому яркость светового потока снижается. Когда первоначальный показатель уменьшается на 30 %, считается, что срок эксплуатации прибора подошел к концу. Без яркомера определить реальное снижение величины светового потока невозможно. Но если у вас есть такой прибор, то будет несложно периодически устраивать проверку светодиодной лампе.

Оттенок свечения

Цветовая температура светодиодной лампы также может оказаться нестабильной величиной. Обычно она зависит от оттенка компаунда, которым покрыты светоизлучатели. Со временем слой люминофора может истончаться, и цветовая температура LED-лампы становится выше, а оттенок свечения – холоднее.

Светодиодные лампы считаются самыми перспективными приборами освещения. Пользоваться ими выгодно, но важно периодически контролировать такие параметры, как световой поток, освещенность и глубина пульсации.

Каждый электрик должен знать:  Прокладка кабеля под бетонной дорожкой - допускается или нет
Добавить комментарий