Лампы накаливания до сих пор остаются популярными, благодаря низкой цене. Они широко применяются во вспомогательных помещениях, где требуется частое переключение света. Устройства постоянно развиваются, в последнее время стали часто применять галогенную лампу. Чтобы увеличить их срок эксплуатации и уменьшить энергопотребление, применяют плавное включение ламп накаливания. Для этого подаваемое напряжение должно плавно возрастать в течение короткого промежутка времени.

Плавное включение лампы накаливания

У холодной спирали электрическое сопротивление в 10 раз ниже по сравнению с разогретой. В результате при зажигании лампочки на 100 Вт ток достигает 8 А. Не всегда нужна высокая яркость свечения тела накала. Поэтому возникла необходимость создать устройства плавного включения.

Принцип действия

Для равномерного нарастания подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол увеличивался всего за несколько секунд. Бросок тока сглаживается, и спирали плавно разогреваются. На рисунке ниже приведена одна из простейших защитных схем.

Схема устройства защиты от перегорания галогенных ламп и накаливания на тиристоре

При включении отрицательная полуволна подается на лампу через диод (VD2), питание составляет всего половину напряжения. В положительный полупериод конденсатор (С1) заряжается. Когда величина напряжения на нем поднимется до величины открывания тиристора (VS1), на лампу подается напряжение сети полностью, и пуск завершается свечением в полный накал.

Схема устройства защиты от перегорания лампы на симисторе

Схема на рисунке выше работает на симисторе, пропускающем ток в обоих направлениях. При включении лампы отрицательный ток проходит через диод (VD1) и резистор (R1) на электрод управления симистора. Тот открывается и пропускает одну половину полупериодов. В течение нескольких секунд заряжается конденсатор (С1), после чего происходит открытие положительных полупериодов, и на лампу полностью подается напряжение сети.

Устройство на микросхеме КР1182ПМ1 позволяет производить пуск лампы с плавным наращиванием напряжения от 5 В до 220 В.

Схема устройства: пуск ламп накаливания или галогенных с фазовым регулированием

Микросхема (DA1) состоит из двух тиристоров. Развязка между силовой частью и схемой управления производится симистором (VS1). Напряжение в схеме управления не превышает 12 В. К его управляющему электроду сигнал подается с вывода 1 фазового регулятора (DA1) через резистор (R1). Пуск схемы происходит при размыкании контактов (SA1). При этом конденсатор (С3) начинает заряжаться. От него начинает работать микросхема, повышая ток, проходящий к управляющему электроду симистора. Он начинает постепенно открываться, увеличивая напряжение на лампе накаливания (EL1). Временная выдержка на ее загорание определяется величиной емкости конденсатора (С3). Слишком большую ее делать не следует, поскольку при частых переключениях схема не будет успевать подготавливаться к новому запуску.

При замыкании вручную контактов (SA1) начинается разрядка конденсатора на резистор (R2) и плавное отключение лампы. Время ее включения изменяется с 1 до 10 сек при соответствующем изменении емкости (С3) от 47 мкф до 470 мкф. Время гашения лампы определяется величиной сопротивления (R2).

Схема защищена от помех резистором (R4) и конденсатором (С4). Печатная плата со всеми деталями помещается на задних клеммах выключателя и устанавливается вместе с ним в коробку.

Пуск лампы происходит при отключении выключателя. Для подсветки и индикации напряжения установлена лампа тлеющего разряда (HL1).

Устройства плавного включения (УПВЛ)

Моделей выпускается много, они различаются по функциям, цене и качеству. УПВЛ, которое можно приобрести в магазине, подключается последовательно к лампе на 220 В. Схема и внешний вид показаны на рисунке ниже. Если напряжение питания светильников составляет 12 В или 24 В, устройство подключается перед понижающим трансформатором последовательно к первичной обмотке.

Схема работы УПВЛ для плавного включения ламп на 220 В

Устройство должно соответствовать подключаемой нагрузке с небольшим запасом. Для этого подсчитывается количество ламп и их общая мощность.

Из-за небольших габаритов УПВЛ помещается под колпаком люстры, в подрозетнике или в соединительной коробке.

Устройство “Гранит”

Особенностью устройства является то, что оно дополнительно защищает светильники от скачков напряжения в домашней сети. Характеристики “Гранита” следующие:

• номинальное напряжение – 175-265 В;
• температурный диапазон – от -20 0 С до +40 0 С;
• номинальная мощность –от 150 до 3000 Вт.

Подключение прибора производится также последовательно со светильником и выключателем. Устройство помещается вместе с выключателем в монтажной коробке, если его мощность позволяет. Также его устанавливают под крышкой люстры. Если провода к ней подводятся напрямую, защитное устройство устанавливают в распределительном щитке, после автоматического выключателя.

Диммеры или светорегуляторы

Целесообразно применять устройства, которые создают плавное включение ламп, а также обеспечивают регулирование их яркости. Модели диммеров имеют следующие возможности:

• задание программ работы ламп;
• плавное включение и отключение;
• управление с помощью пульта, хлопком, голосом.

При покупке следует сразу определиться с выбором, чтобы не платить лишние деньги за ненужные функции.

Перед монтажом нужно выбрать способы и места управления лампами. Для этого необходимо сделать соответствующую электропроводку.

Схемы подключений

Схемы могут быть разной сложности. При любой работе сначала отключается напряжение с необходимого участка.

Простейшая схема подключения изображена на рисунке ниже (а). Светорегулятор можно установить вместо обычного выключателя.

Схема подключения диммера в разрыв питания лампы

Устройство подключается в разрыв фазного провода (L), а не нулевого (N). Между нулевым проводом и диммером располагается лампа. Соединение с ней получается последовательным.

На рисунке (б) обозначена схема с выключателем. Подключение остается прежним, но к нему добавляется обычный выключатель. Его можно установить около двери в разрыв между фазой и диммером. Светорегулятор располагается около кровати с возможностью управления освещением, не вставая с нее. Выходя из комнаты, свет выключается, а при возвращении производится пуск лампы с настроенной прежде яркостью.

Для управления люстрой или светильником можно применять 2 диммера, расположенные в разных местах комнаты (рис. а). Между собой они подключаются через распределительную коробку.

Схема управления лампой накаливания: а – с двумя диммерами; б – с двумя проходными выключателями и диммером

Такое подключение позволяет независимо регулировать яркость с двух мест, но проводов понадобится больше.

Проходные выключатели нужны для включения света с разных сторон помещения (рис. б). Диммер при этом нужно включить, иначе лампы на выключатели не будут реагировать.

Особенности диммеров:

1. Экономия электроэнергии с помощью диммера достигается небольшая – не более 15 %. Остальная часть потребляется регулятором.
2. Устройства чувствительны к повышению температуры среды. Их не нужно эксплуатировать, если она поднимется выше 27 0 С.
3. Нагрузка должна быть не ниже 40 Вт, иначе срок службы регулятора сокращается.
4. Диммеры применяются только для тех типов устройств, которые указаны в паспортах.

Включение. Видео

Как происходит плавное включение ламп накаливания, расскажет это видео.

Устройства плавного пуска и отключения ламп накаливания и галогенных позволяют значительно повысить срок их эксплуатации. Целесообразно применять диммеры, которые к тому же позволяют регулировать яркость свечения.

Автомат защиты ламп от перегорания

Проблема долговечности ламп накаливания, которые порою перегорают в момент включения их в сеть, остается по-прежнему актуальной. О некоторых вариантах ее решения рассказывается в предлагаемых материалах.

...на реле и тринисторе

Известно, что сопротивление нити накаливания осветительной лампы в холодном состоянии значительно меньше по сравнению с сопротивлением нити раскаленной. По этой причине, как только лампу включают, ток через нить значительно превышает номинальный и она иногда перегорает. Такое случается чаще всего в моменты, когда включение лампы совпадает с максимумом полуволны сетевого напряжения.

Один из вариантов продлить "жизнь" лампы - включить последовательно с ней полупроводниковый диод. Тогда вероятность совпадения момента включения с максимумом полуволны уменьшается вдвое - ведь через лампу теперь будет протекать ток только в одном направлении, скажем, при положительных или отрицательных полупериодах.

Так как при таком питании падает световая отдача лампы, нередко используют автоматы, которые после предварительного разогрева нити подают на лампу полное сетевое напряжение. "Пусковой" ток в этом случае менее опасен по сравнению с вариантом подачи напряжения на холодную нить. Так осуществляют двухступенное включение лампы накаливания, способное значительно продлить срок ее службы.

Подобное устройство вполне можно выполнить на более доступных деталях, в частности на реле (рис. 1) вместо транзистора. Оно также представляет собой двухполюсник, а потому легко встраивается в существующую электропроводку. Но в отличие от прототипа обеспечивает не плавное ограничение тока, протекающего через лампу в момент включения ее в сеть, а ступенчатое: сначала через нить накала протекает только одна половина полуволн переменного тока, а спустя некоторое время - обе.

рис. 1

Реле К1 срабатывает от тока, протекающего через сетевой выключатель SA1, осветительную лампу EL1, обмотку реле, диод VD3 (или замыкающуюся группу контактов К1.1).

Работает устройство так. После замыкания контактов SA1 через лампу проходят лишь положительные полуволны тока. При этом диод VD1 закрыт, поскольку контакты К1.1 пока еще разомкнуты. Конденсатор С1 постепенно заряжается через лампу и диод VD2, и как только напряжение на нем достигнет определенного значения, сработает реле К1, контакты К1.1 которого зашунтируют диод VD3. В результате горевшая сначала "вполнакала" лампа EL1 вспыхнет ярким светом. Задержка выхода на такой режим зависит в основном от емкости конденсатора и сопротивления обмотки реле.

Поскольку обмотка реле включена последовательно с лампой, ее сопротивление должно быть согласовано с мощностью лампы. Если будет использовано одно из распространенных автомобильных реле с обмоткой сопротивлением 85 Ом, лампа может быть мощностью от 40 до 100 Вт. Тогда с лампой мощностью 40 Вт на обмотке реле будет падать напряжение примерно 7 В, 60 Вт - 10В, 100 Вт- 16 В.

При любом из этих напряжений малогабаритные автомобильные реле 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10, 114.3747-10, 114.3747-11, 116.3747-10, 116.3747-11, 117.3747-10, 117.3747-11, рассчитанные на номинальное напряжение 12В, будут уверенно срабатывать. Выводы реле маркированы так: 85 и 86 - обмотка, 30 и 87 - нормально разомкнутая группа контактов.

Из реле общего применения можно рекомендовать для ламп мощностью 40- 100 Вт РЭС10 паспорт РС4.524.304, РС4.524.302, РС4.524.308 (два последних - только для ламп 40 и 60 Вт) и РЭС9 паспорт РС4.524.202, РС4.524.203. С конденсатором С1 емкостью 4000 мкф время задержки срабатывания реле достигает 1 с, что обеспечивает нужный предварительный прогрев нити лампы. Причем переключение лампы на полную мощность происходит почти незаметно для глаз. Вообще же, практика показывает, что для надежной защиты ламп вполне достаточно 100 мс , поэтому рекомендуемое иногда в литературе время 2...4 с и даже 5...10 с явно избыточно. Ведь прогрев лампы накаливания происходит с очень малой постоянной времени,

Если сетевой выключатель должен коммутировать не одну, а несколько ламп (например, лампы люстры), их цепи следует разделить, как показано на рис. 2. Лампа EL1 остается включенной по-прежнему через обмотку реле, a EL2 и EL3 - через диод VD3 и контакты К1.1 реле. Мощность дополнительных ламп ограничена лишь максимальным током диода VD3 и допустимым током через контакты. В этом варианте наибольшее предпочтение следует отдать автомобильному реле, контакты которого выдерживают ток до 30 А (правда, лишь при напряжении 12 В).

рис. 2

Возможен и бесконтактный способ коммутации цепей осветительных ламп, если использовать тринистор (рис. 3). После замыкания контактов сетевого выключателя SA1 вначале через лампу и диод VD2 проходят лишь отрицательные полуволны и лампа горит "вполнакала". Спустя примерно секунду конденсатор С1 заряжается через диод VD1 и резистор R1 до напряжения открывания тринистора и через лампу начинают проходить и положительные полуволны сетевого напряжения - лампа вспыхивает на полную яркость.

рис. 3

Мощность лампы (или группы ламп, соединенных параллельно) ограничена предельными токами диода VD2 и тринистора. Если тринистор работает без теплоотвода, мощность лампы (или ламп) не должна превышать 200 Вт.

Диоды в рассмотренных устройствах могут быть КД105Б-КД105Г, КД209А- КД209В, Д226Б, КД226В-КД226Д. Вместо тринистора КУ202Н подойдет КУ202Л или КУ201Л.

Литература

1. Вугман С.М., Киселева Н.П., Литвинов B.C., Токарева А.Н. О работе лампы накаливания в схеме однополупериодного выпрямления. - Светотехника, 1988, № 4, с. 8-10.

2. Банников В. Защита электроосветительных приборов. - Радио,1990, № 12, с. 53.

3. Бжевский Л. Светорегулятор с выдержкой времени.- Радио,1989,№ 10,с.76.

4. Нечаев И. Регулируем яркость светильника. - Радио, 1992, № 1, с. 22, 23.

...на симисторе

Воспользовавшись свойством симистора пропускать оба полупериода сетевого напряжения, можно собрать по приведенной схеме сравнительно простой автомат, способный ограничить первоначальный бросок тока через холодную нить осветительной лампы. Автомат рассчитан на работу с осветительными приборами общей мощностью до 1500 Вт.

Ограничитель мощности, обеспечивающий двухступенное включение лампы, работает так. При замыкании контактов сетевого выключателя SA1 ток в отрицательные полупериоды напряжения протекает через лампу EL1, дроссель L1, диод VD1, ограничительный резистор R1 и цепь управляющего электрода симистора. Симистор открывается для этих полупериодов, и лампа горит "вполнакала".

Одновременно в эти полупериоды через резистор R2 заряжается конденсатор С1. Спустя 1...2 с, когда нить лампы уже прогреется, конденсатор С1 зарядится до такого напряжения, при котором симистор будет открываться и в положительные полупериоды сетевого напряжения - яркость лампы возрастет до нормальной.

Для снижения уровня радиопомех в сети, возникающих при работе симистора, установлен фильтр из дросселя L1 и конденсатора С2. Если помехи не лимитируют, указанные детали фильтра устанавливать необязательно.

Симистор КУ208Г в устройстве вполне заменит КУ208В. Резисторы - МЛТ-0,5, конденсатор С1 - К50-16, С2 - К73-16, К73-17 или другой на номинальное напряжение не менее 400 В. На месте диода VD1, кроме указанного на схеме, можно установить Д226А, КД109Б, КД221В или другой с обратным напряжением не менее 300 В. Дроссель наматывают на отрезке стержня диаметром 8 или 10 мм и длиной 60...70 мм из феррита 600НН или 400НН, его обмотка (виток к витку в один ряд) содержит 50...60 витков провода ПЭВ-2 1,0.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2 в зависимости от порога открывания примененного симистора. Для этого к устройству подключают нагрузку, с которой будет работать автомат, а вместо резистора R2 временно подпаивают переменный резистор сопротивлением более 300 Ом. Перемещая движок резистора и подавая выключателем SA1 напряжение, подбирают такое сопротивление резистора, при котором лампа EL1 загорается полным накалом через 1...2 с после включения. Затем на место R2 впаивают постоянный резистор такого (или возможно близкого) сопротивления.

Поскольку автомат выполнен в виде двухполюсника, его детали можно расположить в корпусе светильника или люстры без прокладки дополнительных проводов. Если суммарная мощность ламп люстры превышает 300 Вт, симистор устанавливают на радиатор с поверхностью охлаждения не менее 100 см2 .

Смотрите другие статьи раздела .

Блок защиты галогенных ламп Гранит

Галогенные лампы имеют неприятную особенность – перегорание в момент включения. Обычные лампы конечно тоже имеют такой минус, но не в такой степени.

Галогенки и лампы накаливания, как правило, перегорают при включении, когда нить накаливания ещё сравнительно холодная, и сопротивление её мало. При этом возникает большой скачок тока, и на спирали выделяется кратковременно большая мощность. Подробно этот эффект описан на SamElectric в статье .

Чтобы продлить жизнь галогенных ламп, было придумано такое устройство – блок защиты галогенных ламп . Принцип работы блока защиты до предела прост – поскольку лампа перегорает в момент резкого скачка тока через неё, это устройство включается последовательно с лампой и ограничивает ток в первоначальный момент.

Ток, а значит и яркость, плавно нарастает в течении 1 – 2 секунд. Подключить блок защиты не сложно. Он имеет два вывода, полярность, вход-выход и фаза-земля не имеют значения. Лучше его включить последовательно с выключателем в разрыв фазы.

Такой блок иногда называют устройством плавного пуска, прибором защиты, устройством защиты. Устройство используют не только для галогеновых, но и для обычных ламп накаливания.

Установка и подключение блока защиты галогенных ламп

Физически блок защиты можно установить в потолке, непосредственно в месте установки лампы. Если ламп несколько, то блок ставится перед первой лампой, как это показано на фото ниже.

Установка блока защиты в потолке

Проще поместить блок защиты в монтажной коробке под выключателем, если позволяет свободное пространство и если мощность блока не превышает 300 Вт.

Если используется выключатель с подсветкой, то рекомендуется параллельно блоку подключить резистор с сопротивлением 33 кОм – 100 кОм и мощностью 1-2 Вт. Это делается не по причине, описанной на SamElectric в статье . Тут другая причина. Для свечения подсветки через цепь лампы должен протекать ток, но блок защиты в неактивном состоянии представляет собой разрыв. В результате без резистора подсветка работать не будет или будет очень тусклой.

Если в освещении используются галогеновые лампы на 12 Вольт, в этом случае блок защиты тоже необходимо установить. При использовании обычного (электромагнитного) трансформатора блок ставится в разрыв первичной обмотки, как это показано на приведенной этикетке.

Блоки Feron выпускаются на мощность 150, 300, 500, 1000 Вт

Но при использовании электронного трансформатора обычный блок защиты с двумя выводами не годится. В случае с электронным трансформатором нужно пользоваться специальным блоком защиты для электронных трансформаторов. Такой блок имеет 4 вывода.

Мощность блока защиты выбирается исходя из суммарной потребляемой мощности всех ламп. Необходимо делать запас на 30-50% по мощности.

Ещё одна тонкость установки. Бывает, что галогеновая лампа выходит из строя таким образом, что нить замыкается и превращается в короткое замыкание. Это может произойти в результате падения, тряски, и т.п. В таком случае блок защиты выгорает, и вся линия освещения перестает работать. Чтобы исключить такие неприятные вещи, лучше сделать следующее:

• установку блока защиты лучше делать в легкодоступном месте – в коробке с выключателем (подрозетник) или в электрощитке. Как и любое электронное устройство, блок может вылететь по разным причинам и в любое время. А если он зашит в потолке, добраться будет проблематично.
• Как говорилось выше, должен быть запас по мощности. Например, если суммарная мощность ламп 100 Вт, то лучше ставить блок защиты не на 150 Вт, а на 300 Вт. Лучше – потому что надежней. А разница в 20 – 30 рублей рояли не сыграет.
• Если есть такая возможность, лучше на каждую линию освещения ставить отдельный автоматический выключатель. При этом номинал подбирать так, чтобы запас был минимальный. Тем более, что скачка тока в момент включения теперь не будет. При коротком замыкании есть большой шанс, что автомат сработает, и спасет блок защиты от смерти. Следует учесть, что в данном случае более мощные лампы поставить не получится (например, не 20, а 35 Вт; не 35, а 50 Вт)

Выбор блока защиты галогенных ламп

Выбор в данном случае проводится по двум критериям.

Мощность. В данной статье об этом сказано предостаточно.

Производитель. А вот этот критерий надо рассмотреть подробнее. Сейчас в продаже, в частности, имеются блоки защиты таких производителей:

• Feron (China)
• Гранит (Беларусь)
• Camelion (China)
• Вжик (Россия – Китай)
• Шепро (Россия)
• Композит (Россия)
• Uniel

Рассмотрим только первые два, поскольку последние в продаже я лично не встречал, и отзывов по ним мало.

Преимущество Feron – несомненно, цена. Но это единственное преимущество. Недостатки надо перечислять (хотя, как повезет, они могут и не проявиться):

• вспышка при включении, затем нормальная работа (плавное нарастание)
• большое падение напряжения, как следствие – лампы горят в пол накала, а сам блок защиты начинает греться и даже дымиться
• мерцание при включении и в процессе работы
• высокий уровень помех, выдаваемый в электросеть
• низкое качество пайки и применяемых деталей

Feron – одним словом, Китай!

Среди недостатков блока защиты галогенных ламп Гранит можно привести только один. Это – габариты. Может, это и пустяк, но в подрозетник уже не поместится. Цена не намного выше, зато главное – стабильность и надежность работы!

Читайте на также мою . А также статью про галогенных ламп.

Итак, выбирайте между качеством и ценой и устанавливайте!

• 
  
• 
  
• 

На рынке светодиодных ламп и светильников представлен широкий спектр продукции в разных ценовых диапазонах. Основное отличие приборов низкого и среднего ценовых сегментов заключается в большей степени не в используемых светодиодах, а в источниках питания для них.

Светодиоды работают от постоянного тока, а не от переменного, который протекает в бытовой электрической сети, а от качества преобразователя в большей степени зависит надежность ламп и режим работы светодиодов. В этой статье мы рассмотрим, как защитить светодиодные лампы и продлить жизнь дешевым моделям.

Всё описанное ниже справедливо и для светильников и для ламп.

Два основных вида источников питания для светодиодов: гасящий конденсатор и импульсный драйвер

В самой дешевой светодиодной продукции используется в качестве источника питания. Принцип его работы основан на реактивном сопротивлении конденсатора. Отметим простыми словами, что в цепях переменного тока конденсатор представляет собой аналог резистора. Отсюда следуют такие же недостатки, что и при использовании резистора:

1. Отсутствие стабилизации по напряжению или току.

2. Соответственно при росте входного напряжения увеличивается и напряжение на светодиодах, соответственно растёт и ток.

Эти недостатки связаны между собой. В отечественных электросетях, особенно в отдаленных районах, дачных поселках, деревнях и частном секторе часто наблюдаются скачки напряжения. Если напряжение проседает ниже 220В это не так страшно для ламп собранных по этой схеме, ток через светодиоды будет ниже, соответственно они прослужат дольше.

А вот если напряжение будет выше номинального, например 240В, то светодиодная лампы быстро сгорит, по причине того, что и ток через светодиоды возрастет. Также очень опасны и импульсные скачки напряжения в сети, они возникают вследствие коммутации мощных электроприборов: вы наверняка замечали, что при включении холодильника или пылесоса, например, свет «моргает» - это и есть проявление этих импульсных скачков. Также они возникают во время грозы или аварийных ситуациях на ЛЭП или электростанции. Выглядит импульс следующим образом:

В светодиодных лампочках среднего и высокого ценового сегмента используются .

Светодиоды работают от стабильного тока, напряжение для них не является основополагающей величиной. Поэтому драйвером называют источник тока. Его основными характеристиками является сила выходного тока и мощность.

Стабилизация тока реализуется с помощью цепей обратной связи, если не вдаваться в подробности существует два основных типа драйверов, которые используются в светодиодных лампочках и светильниках:

1. Бестрансформаторный, соответственно без гальванической развязки.

2. Трансформаторный - с гальванической развязкой.

Гальваническая развязка - это система, которая обеспечивает отсутствие прямого электрического контакта между первичной цепью питания и вторичной цепью питания. Она реализуется с помощью явлений электромагнитной индукции, иначе говоря, трансформаторами, а также с помощью оптоэлектронных устройств. В блоках питания для гальванической развязки используется именно трансформатор.

Типовая схема бестрансформаторного 220В драйвера для светодиодов изображена на рисунке ниже.

Обычно они построены на интегральной микросхеме со встроенными силовым транзистором. Она может быть в разных корпусах, например TO92, он используется также и в качестве корпуса для маломощных транзисторов и других ИМС, например линейных интегральных стабилизаторов, типа L7805. Встречаютcя и экземпляры в «восьминогих» корпусах для поверхностного монтажа, типа SOIC8 и другие.

Для таких драйверов повышения или понижения напряжения в питающей сети не страшны. Но крайне нежелательны импульсные перенапряжения - они могут вывести из строя диодный мост, если драйвер бестрансформаторный, то 220В попадут на выход микросхемы, или же мост пробьёт на КЗ по переменному току.

В первом случае высокое напряжение «убьёт светодиоды», вернее один из них, как это обычно происходит. Дело в том, что светодиоды в лампах, прожекторах и светильников обычно соединены последовательно, в результате сгорания одного светодиода цепь разрывается, остальные остаются целыми и невредимыми.

Во втором - выгорит предохранитель или дорожка печатной платы.

Типовая схема драйвера для светодиодов с трансформатором изображена ниже. Они устанавливаются в дорогую и качественную продукцию.

Защита светодиодных ламп: схемы и способы

Есть разные способы защиты электроприборов, все они справедливы для защиты светодиодных светильников, среди них:

1. Использование стабилизатора напряжения - это самый дорогой способ и для защиты люстры его использовать крайне неудобно. Однако можно запитать весь дом от сетевого стабилизатора напряжения, они бывают различных типов - релейные, электромеханические (сервоприводные), релейные, электронные. Обзор их преимуществ и недостатков может стать темой для отдельной статьи, пишите в комментарии, если вам интересна эта тема.

2. Использование варисторов - это прибор ограничивающие всплески напряжения, может использоваться как для защиты конкретного светильника или другого прибора, так и на вводе в дом.

3. Использование дополнительного гасящего конденсатора последовательном включении. Таким образом, ограничивается ток лампы, конденсатор рассчитывают исходя из мощности лампы. Это скорее не защита, а понижение мощности лампы, в результате при повышенных значениях напряжения в электросети срок её службы не сократится.

Варистор для защиты ламп и другой бытовой техники

Варистор - это прибор ограничивающий напряжение, его действие подобно газовому разряднику. Это полупроводниковый прибор с переменным сопротивлением. Когда на его выводах напряжение достигает уровня напряжения срабатывания варистора, его сопротивление снижается с тысяч мегаом до десятков Ом и через него начинает протекать ток. Его подключают в цепь параллельно. Таким образом, происходит защита электрооборудования.

Внешний вид варисторов

Un — классификационное напряжение. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА;

Um - максимально допустимое действующее переменное напряжение (среднеквадратичное);

Um= — максимально допустимое постоянное напряжение;

Р — номинальная средняя рассеиваемая мощность, это та, которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в установленных пределах;

W — максимальная допустимая поглощаемая энергия в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса.

Ipp — максимальный импульсный ток, для которого время нарастания/длительность импульса: 8/20 мкс;

Со — емкость, измеренная в закрытом состоянии, при работе ее значение зависит от приложенного напряжения, и когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

Для увеличения рассеваемой мощности производители увеличивают размер самого варистора, а также делают его выводы более массивными. Они выступают в качестве радиатора для отвода выделенной тепловой энергии.

Для защиты электроприборов в отечественных электросетях переменным напряжением в 220В подбирают варистор больший, чем амплитудное значение напряжения, а примерно равно 310В. То есть можно устанавливать варистор с классификационным напряжением около 380-430В.

Например, подойдет TVR 20 431. Если вы установите варистор с меньшим напряжением, то возможны его «ложные» срабатывания при незначительных превышениях напряжения питающей сети, а если установите с большим - защита не будет эффективной.

Как уже было сказано, варисторы могут устанавливаться непосредственно на вводе в дом, таким образом, вы защитите все электроприборы в доме. Для этого промышленностью выпускаются модульные варисторы, так называемые .

Вот схема его подключения для трёхфазной сети, для однофазной - аналогично.

Эти схемы с использованием дифавтомата и защитой от высокого потенциала на одном или двух проводах однофазной цепи не менее интересны.

Для защиты одного светильника или лампочки используют такую схему включения, она приведена на примере самодельного светодиодного светильника, но при использовании готового светильника или лампы варистор устанавливается также - параллельно по цепи 220В.

Вы его можете установить как в корпусе самого осветительного прибора, так и на питающих проводах снаружи. Если он подключается к розетке - варистор можно расположить в розетке. Варистор можно заменить супрессором.

Готовые решения

Устройство защиты от импульсных перенапряжений для светодиодных светильников - от производителя LittleFuse. Обеспечивают защиту от перенапряжений величиной до 20 кВ. В зависимости от конструкции устанавливается в параллель или последовательно.

На рынке имеются устройства с разными характеристиками - напряжением срабатывания и пиковый ток.

Устройство защиты светодиодов сохраняет лампы при импульсах напряжения. Подключается параллельно цепи освещения после выключателя. Также предотвращает самопроизвольное мигание светодиодных лампочек при использовании выключателей с подсветкой.

Интересно:

Суть работы такого устройства заключается в том, что внутри установлен конденсатор. Ток подсветки выключателей течет через него, также он сглаживает всплески напряжений.

Подобное или аналогичное устройство от фирмы Гранит, модель БЗ-300-Л. Индекс «Л» в конце говорит о том, что это блок защиты .

Внутри расположено три детали, одну из которых мы рассмотрели выше:

1. Варистор.

2. Конденсатор.

3. Резистор.

Вот принципиальная схема. Вы можете её повторить.

Заключение

Полностью исключить вероятность перегорания светодиодных ламп и светильников невозможно. Однако вы можете продлить лампочкам жизнь, минимизировав влияние скачков напряжение. Сделать это можно либо своими руками, либо купив блок защиты светодиодных ламп заводского исполнения.

Главная и, пожалуй, единственная причина выхода из строя обыкновенных ламп накаливания, галогенных и люминесцентных лампочек – перегорание спирали. С точки зрения физики этот процесс легко объясним. С раскалённой спирали постоянно испаряются атомы вольфрама.

В обыкновенных лампах быстрее, в галогенных – медленнее. После выключения часть испарившихся атомов оседает назад на спираль, часть на колбу. Как следствие неравномерного оседания, со временем образуются истончённые участки. А что приводит в негодность светодиодные лампы?

Почему лампы перегорают?

Все лампы со спиралью накаливания работают по принципу термоэлектронной эмиссии, то есть при прохождении тока спираль раскаляется, излучая свет видимой части спектра. Интенсивность тепловыделения обратно пропорциональна толщине проводника, соответственно истончённые зоны спирали нагреваются значительно сильнее, теряя прочность. На этих участках и происходят разрывы.

В качестве методов борьбы с этой «болезнью» разработано множество схем плавного розжига спирали, что действительно способно значительно увеличить срок её службы. Все эти схемы относятся к устройствам защиты.

Наряду с устройствами защиты ламп со спиралью накаливания появляются устройства защиты светодиодных ламп. Казалось бы, для чего они нужны, если у светодиодов нет спирали…

Действительно, свечение кристалла светодиода происходит благодаря возбуждению электронов в полупроводниковом слое, а не за счёт раскалённой спирали. Но в основе эффекта лежит тот же эффект термоэлектронной эмиссии. С годами очень тонкий полупроводниковый слой прогорает. Если внимательно присмотреться к светодиодной лампочке через несколько лет её работы, можно заметит отдельные потускневшие или нерабочие кристаллы, у которых произошёл пробой слоя полупроводника.

Перепады в сети напряжения довольно привычное событие в нашей стране. Как ни странно, но к повышению напряжения выше номинального значения светодиодные лампы относятся достаточно спокойно. Драйверы питания способны легко с ними справиться.

Более опасны для светодиодов падения напряжения, когда за доли секунды ток, проходящий через полупроводниковый слой, падает, а потом возвращается к исходным величинам. Тогда в пространстве p-n перехода может произойти точечный пробой. Драйвер питания способен отсечь избыток тока, но не способен компенсировать его выраженное падение.

Защита светодиодных ламп частично решается установленным перед драйвером высоковольтным конденсатором средней ёмкости, играющим роль сглаживающего фильтра.

Фатальные скачки напряжения

Ситуация, которой я хочу коснуться скорее исключение из правил, тем не менее, такие случаи происходят с завидной регулярностью. Речь идет об ударах молний. Но не в линию электропередачи – такие ситуации как раз безопасны, поскольку из-за мгновенного расплавления проводов, заряд, скорее всего, не дойдёт до конечного потребителя электроэнергии. Опасны удары молний в непосредственной близости от линии электропередачи.

Напряжение коронного разряда достигает миллионов вольт и вокруг канала молнии образуется мощнейшее электромагнитное поле. Если в зоне его действия окажется линия передач, произойдет мгновенный скачок силы тока и напряжения.

Фронт нарастания амплитуды напряжения настолько быстрый, что защитные каскады электроники не успевают справиться и выгорают целые платы. В светодиодной лампочке будут многочисленные пробои кристаллов. Мы отнесли такие скачки напряжения к фатальным, поскольку адекватной защиты от такого форс-мажора нет.

При штатном режиме эксплуатации возникает такое явление как мерцание ламп в выключенном состоянии.

Наведённая пульсация

Сила тока, требующаяся для работы светодиодов очень мала — микроамперы. Если две линии внутриквартирной проводки находятся в непосредственной близости, а в одной из линий включена мощная нагрузка, электромагнитные волны способны возбуждать ток в проводнике достаточный для свечения светодиода.

Наконец мы подошли к главной теме этого обзора — устройство защиты светодиодных ламп.

Одним из примеров таких устройств является вот такой девайс. Для активации защиты достаточно подключить его к клеммам входного напряжения драйвера питания светодиодной лампы. Применение даже такого элементарного способа защиты во много раз продлит срок жизни светодиодному освещению.