Προστασία των λαμπτήρων LED από την εξουθένωση: σχήματα, λόγοι, επέκταση της ζωής

Ένα ευρύ φάσμα προϊόντων σε διαφορετικές κλίμακες τιμών παρουσιάζεται στην αγορά των λαμπτήρων και των φωτιστικών LED. Η κύρια διαφορά μεταξύ των συσκευών χαμηλής και μεσαίας τιμής τμήματα είναι σε μεγαλύτερο βαθμό όχι στις χρησιμοποιούμενες λυχνίες LED, αλλά στις πηγές ενέργειας για αυτούς.

Οι λυχνίες LED λειτουργούν από συνεχές ρεύμα και όχι από το εναλλασσόμενο ρεύμα που ρέει στο οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο και η αξιοπιστία των λαμπτήρων και ο τρόπος λειτουργίας των λυχνιών LED εξαρτώνται περισσότερο από την ποιότητα του μετατροπέα. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε τον τρόπο προστασίας των λαμπτήρων LED και την παράταση της διάρκειας ζωής των μοντέλων χαμηλού κόστους.

Τα πάντα που περιγράφονται παρακάτω ισχύουν για τα φωτιστικά και τους λαμπτήρες.

Δύο κύριοι τύποι τροφοδοτικών για τις λυχνίες LED: κεντρικός πυκνωτής και παλμός

Τα φθηνότερα προϊόντα LED χρησιμοποιούν πυκνωτή σβέσης ως πηγή ενέργειας. Η αρχή της λειτουργίας της βασίζεται στην αντίδραση ενός πυκνωτή. Με απλά λόγια, ο πυκνωτής σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ένα ανάλογο μιας αντίστασης. Από εδώ ακολουθούν τα ίδια μειονεκτήματα όπως όταν χρησιμοποιείτε μια αντίσταση:

1. Έλλειψη σταθεροποίησης από τάση ή ρεύμα.

2. Συνεπώς, με αύξηση της τάσης εισόδου, αυξάνεται επίσης η τάση στα LED, και το ρεύμα επίσης αυξάνεται.

Αυτές οι ελλείψεις αλληλοσυνδέονται. Στα οικιακά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, ιδίως σε απομακρυσμένες περιοχές, εξοχικές κατοικίες, χωριά και τον ιδιωτικό τομέα, συχνά παρατηρούνται υπερβολικές τάσεις. Εάν η τάση πέφτει κάτω από τα 220V δεν είναι τόσο κακή για τους λαμπτήρες που συναρμολογούνται σύμφωνα με αυτό το σχέδιο, το ρεύμα μέσω των LED θα είναι χαμηλότερο, αντίστοιχα, θα διαρκέσουν περισσότερο.

Διάγραμμα μιας λυχνίας LED με έναν πυκνωτή απόσβεσης:

Αλλά αν η τάση είναι υψηλότερη από την ονομαστική, για παράδειγμα 240V, τότε η λυχνία LED θα καεί γρήγορα, λόγω του γεγονότος ότι το ρεύμα μέσω των LED θα αυξηθεί. Οι παλμοί στο δίκτυο είναι επίσης πολύ επικίνδυνες, προκύπτουν ως αποτέλεσμα της αλλαγής ισχυρών ηλεκτρικών συσκευών: ίσως παρατηρήσατε ότι όταν ενεργοποιείτε το ψυγείο ή την ηλεκτρική σκούπα, για παράδειγμα, το φως «αναβοσβήνει» - αυτή είναι μια εκδήλωση αυτών των υπερτάσεων. Παρουσιάζονται επίσης κατά τη διάρκεια καταιγίδων ή καταστάσεων έκτακτης ανάγκης σε γραμμές ηλεκτροδότησης ή σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Η ώθηση φαίνεται ως εξής:

Προβολείς παλμών για LED

Στις λαμπτήρες LED του μεσαίου και υψηλού τμήματος τιμών χρησιμοποιούνται παλμικά προγράμματα οδήγησης τύπου με τρέχουσα σταθεροποίηση.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ:

Οι λυχνίες LED λειτουργούν από ένα σταθερό ρεύμα, η τάση γι 'αυτές δεν είναι θεμελιώδης τιμή. Επομένως, ο οδηγός ονομάζεται πηγή ρεύματος. Κύρια χαρακτηριστικά του είναι το ρεύμα εξόδου και η ισχύς.

Η τρέχουσα σταθεροποίηση πραγματοποιείται με τη χρήση κυκλωμάτων ανατροφοδότησης, αν δεν πάτε σε λεπτομέρειες, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οδηγών που χρησιμοποιούνται σε λαμπτήρες LED και λαμπτήρες:

1. Μετασχηματιστής, αντίστοιχα, χωρίς γαλβανική απομόνωση.

2. Μετασχηματιστής - με γαλβανική απομόνωση.

Η γαλβανική απομόνωση είναι ένα σύστημα που εξασφαλίζει ότι δεν υπάρχει άμεση ηλεκτρική επαφή μεταξύ του κύριου κυκλώματος ισχύος και του δευτερεύοντος κυκλώματος ισχύος. Εφαρμόζεται με τη χρήση των φαινομένων ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, με άλλα λόγια μετασχηματιστές, καθώς και με τη χρήση οπτοηλεκτρονικών συσκευών. Σε τροφοδοτικά για γαλβανική απομόνωση, χρησιμοποιείται μετασχηματιστής.

Ένα τυπικό σχέδιο ενός οδηγού 220V για μετασχηματιστές LED δεν φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Συνήθως είναι κατασκευασμένα σε ολοκληρωμένο κύκλωμα με ενσωματωμένο τρανζίστορ ισχύος.Μπορεί να είναι σε διαφορετικές περιπτώσεις, για παράδειγμα το TO92, χρησιμοποιείται επίσης ως περίπτωση τρανζίστορ χαμηλής ισχύος και άλλων IC, για παράδειγμα γραμμικοί ολοκληρωμένοι σταθεροποιητές, όπως το L7805. Υπάρχουν επίσης δείγματα σε περιπτώσεις "οκτώ πόδια" για επιφανειακή στερέωση, όπως το SOIC8 και άλλα.

Για τέτοιους οδηγούς, η αύξηση ή η μείωση της τάσης στο δίκτυο δεν είναι τρομερό. Αλλά οι παλμικές υπερτάσεις είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητες - μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στη γέφυρα διόδου, εάν ο οδηγός είναι χωρίς μετασχηματιστή, τότε το 220V θα μεταβεί στην έξοδο του μικροκυκλώματος ή η γέφυρα θα σπάσει βραχυκύκλωμα με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Στην πρώτη περίπτωση, μια υψηλή τάση "θα σκοτώσει τα LED", ή μάλλον ένα από αυτά, όπως συνήθως συμβαίνει. Το γεγονός είναι ότι τα LED σε λαμπτήρες, προβολείς και φωτιστικά συνήθως συνδέονται σε σειρά, ως αποτέλεσμα της καύσης ενός LED, το κύκλωμα σπάει, τα υπόλοιπα παραμένουν άθικτα.

Στο δεύτερο, η ασφάλεια ή το κύκλωμα της πλακέτας κυκλώματος θα φυσήξει.

Ένα τυπικό κύκλωμα οδήγησης για τις λυχνίες LED με μετασχηματιστή φαίνεται παρακάτω. Εγκαθίστανται σε ακριβά και υψηλής ποιότητας προϊόντα.

Προστασία λαμπτήρων LED: Σχήματα και μέθοδοι

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την προστασία των ηλεκτρικών συσκευών, όλοι τους είναι δίκαιοι για την προστασία των λαμπτήρων LED, μεταξύ των οποίων:

1. Η χρήση σταθεροποιητή τάσης είναι ο πιο ακριβός τρόπος και είναι εξαιρετικά άβολο να το χρησιμοποιήσετε για να προστατεύσετε τον πολυέλαιο. Ωστόσο, μπορείτε να τροφοδοτήσετε ολόκληρο το σπίτι από σταθεροποιητή τάσης δικτύου, είναι διαφόρων τύπων - ρελέ, ηλεκτρομηχανική (σερβο), ρελέ, ηλεκτρονική. Μια ανασκόπηση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων τους μπορεί να είναι ένα θέμα για ένα ξεχωριστό άρθρο, γράψτε στα σχόλια αν ενδιαφέρεστε για αυτό το θέμα.

2. Η χρήση των βαρίστορ είναι μια συσκευή που περιορίζει τις υπερτάσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την προστασία ενός συγκεκριμένου λαμπτήρα ή άλλης συσκευής, όσο και στην είσοδο του σπιτιού.

3. Χρησιμοποιήστε έναν πρόσθετο πυκνωτή σβησίματος σε σειρά. Έτσι, το ρεύμα του λαμπτήρα είναι περιορισμένο, ο πυκνωτής υπολογίζεται με βάση την ισχύ της λάμπας. Αυτό μάλλον δεν είναι προστασία, αλλά μια μείωση της ισχύος λαμπτήρα, ως αποτέλεσμα, με αυξημένες τιμές τάσης στο δίκτυο, η διάρκεια ζωής του δεν θα μειωθεί.

Varistor για την προστασία λαμπτήρων και άλλων οικιακών συσκευών

Το Varistor είναι μια συσκευή που περιορίζει την τάση, η δράση της είναι σαν ένα κενό σπινθήρων αερίου. Πρόκειται για μια ημιαγωγική συσκευή με μεταβλητή αντίσταση. Όταν η τάση φτάσει στο επίπεδο τάσης του βαρίστορ στα τερματικά του, η αντίσταση του μειώνεται από χιλιάδες megaohms σε δεκάδες ohms και ένα ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσα από αυτό. Συνδέεται παράλληλα στο κύκλωμα. Έτσι, προστατεύεται ο ηλεκτρολογικός εξοπλισμός.

Η εμφάνιση των βαρίστορ

• Un είναι η τάση ταξινόμησης. Αυτή είναι μια τάση στην οποία ένα ρεύμα 1 mA αρχίζει να ρέει μέσω του varistor.

• Um είναι η μέγιστη επιτρεπτή αποτελεσματική εναλλασσόμενη τάση (rms).

• Um = - μέγιστη επιτρεπτή σταθερή τάση.

• P είναι η ονομαστική μέση απορρόφηση ισχύος, αυτή είναι αυτή που μπορεί να διαλυθεί ο βαρίστορ καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής, διατηρώντας ταυτόχρονα τις παραμέτρους εντός των καθορισμένων ορίων.

• W είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη απορροφούμενη ενέργεια σε joules (J) όταν εκτίθεται σε ένα μόνο παλμό.

• Ipp - μέγιστο ρεύμα παλμού για το οποίο ο χρόνος ανόδου / διάρκεια παλμού: 8/20 μs.

• Co είναι η χωρητικότητα που μετράται στην κλειστή κατάσταση · κατά τη λειτουργία, η τιμή της εξαρτάται από την εφαρμοζόμενη τάση και όταν ο βαρίστορ περνάει από ένα μεγάλο ρεύμα διαμέσου αυτού, πέφτει στο μηδέν.

Προκειμένου να αυξηθεί η κατανάλωση ισχύος, οι κατασκευαστές αυξάνουν το μέγεθος του ίδιου του βαρίστορ και επίσης καθιστούν τα συμπεράσματά του πιο μαζικά. Λειτουργούν ως ψυγείο για την απομάκρυνση της απελευθερωμένης θερμικής ενέργειας.

Για την προστασία των ηλεκτρικών συσκευών σε οικιακά ηλεκτρικά δίκτυα με εναλλασσόμενη τάση 220V, επιλέγεται ένα βαρίστορ που είναι μεγαλύτερο από την τιμή πλάτους της τάσης και περίπου ίσο με 310V.Δηλαδή, είναι δυνατή η εγκατάσταση ενός βαρίστορ με τάση ταξινόμησης περίπου 380-430V.

Για παράδειγμα, είναι κατάλληλο το TVR 20 431. Εάν εγκαταστήσετε ένα βαρίστορ με χαμηλότερη τάση, τότε μπορεί να είναι "ψευδής" αν η τάση του δικτύου είναι ελαφρώς υπέρβαση και εάν εγκαταστήσετε με μεγάλη τάση, η προστασία δεν θα είναι αποτελεσματική.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα βαρίστορ μπορούν να εγκατασταθούν απευθείας στην είσοδο του σπιτιού, έτσι προστατεύετε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές στο σπίτι. Για να γίνει αυτό, η βιομηχανία παράγει δομοστοιχειωτά βαρίστορ, το λεγόμενο SPD.

Εδώ είναι το διάγραμμα σύνδεσης για ένα τριφασικό δίκτυο, για ένα μονοφασικό δίκτυο - ομοίως.

Αυτά τα σχήματα που χρησιμοποιούν ένα difavtomat και υψηλή προστασία δυναμικού σε ένα ή δύο σύρματα ενός μονοφασικού κυκλώματος δεν είναι λιγότερο ενδιαφέρον.

 

Για την προστασία ενός μόνο φωτιστικού ή ενός λαμπτήρα, χρησιμοποιείται ένα τέτοιο κύκλωμα εναλλαγής, παρουσιάζεται στο παράδειγμα ενός οικιακού φωτιστικού LED, αλλά όταν χρησιμοποιείτε ένα έτοιμο φωτιστικό ή λαμπτήρα, ο varistor είναι επίσης εγκατεστημένος - παράλληλα κατά μήκος ενός κυκλώματος 220V.

Μπορείτε να το εγκαταστήσετε τόσο στο σώμα της συσκευής φωτισμού όσο και στα καλώδια τροφοδοσίας από έξω. Εάν συνδέεται σε μια πρίζα, ο varistor μπορεί να τοποθετηθεί στην πρίζα. Ο βαρίστορ μπορεί να αντικατασταθεί με καταστολέα.

Σε αυτό το βίντεο κλιπ, ο συγγραφέας μιλάει ενδιαφέρον για αυτή τη μέθοδο προστασίας.

Έτοιμες λύσεις

Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις για λαμπτήρες LED - από τον κατασκευαστή LittleFuse. Παρέχετε προστασία από υπέρταση μέχρι 20 kV. Ανάλογα με το σχέδιο, εγκαθίσταται παράλληλα ή σε σειρά.

Υπάρχουν συσκευές στην αγορά με διαφορετικά χαρακτηριστικά - τάση ενεργοποίησης και ρεύμα αιχμής.

Η συσκευή προστασίας LED αποθηκεύει τους λαμπτήρες κατά τη διάρκεια παλμών τάσης. Συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα φωτισμού μετά τον διακόπτη. Αποτρέπει επίσης την αυθόρμητη αναλαμπή των λαμπτήρων LED όταν χρησιμοποιείτε φωτισμένους διακόπτες.

Ενδιαφέρουσες:

Η ουσία της λειτουργίας μιας τέτοιας συσκευής είναι ότι στον πυκνωτή εγκαθίσταται μέσα. Το ρεύμα οπίσθιου φωτισμού των αυτόματων διακοπτών ρέει μέσα από αυτό και επίσης εξομαλύνει τις υπερτάσεις.

Μια παρόμοια ή παρόμοια συσκευή από την εταιρεία Granit, μοντέλο BZ-300-L. Ο δείκτης "L" στο τέλος λέει ότι είναι μια μονάδα προστασίας για λαμπτήρες LED και εξοικονόμησης ενέργειας (cll).

Στο εσωτερικό υπάρχουν τρία μέρη, ένα από τα οποία εξετάσαμε παραπάνω:

1. Varistor.

2. Πυκνωτής.

3. Η αντίσταση.

Εδώ είναι ένα σχηματικό διάγραμμα. Μπορείτε να το επαναλάβετε.

Συμπέρασμα

Είναι αδύνατο να εξαλειφθεί εντελώς η πιθανότητα καύσης των λαμπτήρων και των λαμπτήρων LED. Ωστόσο, μπορείτε να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής των λαμπτήρων ελαχιστοποιώντας τις επιδράσεις των υπερτάσεων ισχύος. Μπορείτε να το κάνετε είτε με τα δικά σας χέρια είτε με την αγορά μιας μονάδας προστασίας για εργοστασιακά λαμπτήρες LED.