Skydd av LED-lampor från utbrändhet: scheman, skäl, förlänga livslängden

Ett brett utbud av produkter i olika prisklasser presenteras på marknaden för LED-lampor och armaturer. Den största skillnaden mellan enheter med låga och medelstora prissegment är i större utsträckning inte i de lysdioder som används, utan i kraftkällorna för dem.

Lysdioder fungerar från likström och inte från växelströmmen som strömmar i hushållets elektriska nätverk, och pålitligheten hos lamporna och driftsättet för lysdioderna är mer beroende av omvandlarens kvalitet. I den här artikeln kommer vi att titta på hur man skyddar LED-lampor och förlänger livslängden för billiga modeller.

Allt som beskrivs nedan gäller för armaturer och lampor.

Två huvudtyper av strömförsörjning för lysdioder: tömningskondensator och pulsdrivare

De billigaste LED-produkterna använder kylningskondensator som en kraftkälla. Principen för dess drift är baserad på kondensatorns reaktans. I enkla ord är kondensatorn i en växelströmkrets en analog motstånd. Härifrån följer samma nackdelar som när du använder ett motstånd:

1. Brist på stabilisering genom spänning eller ström.

2. Följaktligen ökar spänningen vid lysdioderna med en ökning av ingångsspänningen och strömmen ökar också.

Dessa brister är sammankopplade. I inhemska kraftnät, särskilt i avlägsna områden, sommarstugor, byar och den privata sektorn, observeras ofta kraftvågor. Om spänningen sjunker under 220V är det inte så illa för lamporna monterade enligt detta schema, strömmen genom lysdioderna kommer att vara lägre, de kommer att hålla längre.

Diagram över en LED-lampa med en släckande kondensator:

Men om spänningen är högre än den nominella, till exempel 240V, kommer LED-lampan snabbt att brännas ut på grund av att strömmen genom lysdioderna kommer att öka. Impulsspänningsspänningar i nätverket är också mycket farliga, de uppstår till följd av att du byter kraftfulla apparater: du har förmodligen märkt att när du sätter på kylen eller dammsugaren, till exempel, "blinkar" ljuset - detta är en manifestation av dessa impulsstörningar. De förekommer också under åskväder eller nödsituationer vid kraftledningar eller kraftverk. Impulsen ser ut enligt följande:

Pulsdrivrutiner för lysdioder

I LED-lamporna används det mellersta och höga prissegmentet drivrutiner med pulstyp med strömstabilisering.

VIKTIGT!

Lysdioder fungerar från en stabil ström, spänningen för dem är inte ett grundläggande värde. Därför kallas föraren en aktuell källa. Dess huvudsakliga egenskaper är utgångsströmmen och effekten.

Aktuell stabilisering implementeras med hjälp av återkopplingskretsar, om du inte går in på detaljer finns det två huvudtyper av drivrutiner som används i LED-lampor och lampor:

1. Transformatorfri, utan galvanisk isolering.

2. Transformator - med galvanisk isolering.

Galvanisk isolering är ett system som säkerställer att det inte finns någon direkt elektrisk kontakt mellan primärströmkretsen och den sekundära kraftkretsen. Det implementeras med fenomenen elektromagnetisk induktion, med andra ord transformatorer, samt med optoelektroniska enheter. I strömförsörjningar för galvanisk isolering används en transformator.

Ett typiskt schema för en transformatorfri 220V-drivrutin för lysdioder visas i figuren nedan.

Vanligtvis är de byggda på en integrerad krets med en inbyggd krafttransistor.Det kan vara i olika fall, till exempel TO92, det används också som ett fall för lågeffekttransistorer och andra IC: er, till exempel linjära integrerade stabilisatorer, såsom L7805. Det finns också exemplar i "åtta-ben" fall för ytmontering, såsom SOIC8 och andra.

För sådana förare är det inte hemskt att höja eller sänka spänningen i elnätet. Men pulsade överspänningar är extremt oönskade - de kan skada diodbron, om föraren är transformatorfri, kommer 220V att gå till utgången från mikrokretsen, eller så bryter brytningen på kortslutning med växelström.

I det första fallet kommer en högspänning "att döda lysdioderna", eller snarare en av dem, som vanligtvis är fallet. Faktum är att lysdioderna i lampor, strålkastare och fixturer vanligtvis är anslutna i serie, som ett resultat av förbränningen av en LED, kretsen bryts, resten förblir intakt.

I den andra bränns säkringen eller kretsen på kretskortet.

En typisk drivkrets för lysdioder med en transformator visas nedan. De installeras i dyra och högkvalitativa produkter.

LED-lampskydd: scheman och metoder

Det finns olika sätt att skydda elektriska apparater, alla är rättvisa för att skydda LED-lampor, bland dem:

1. Att använda en spänningsstabilisator är det dyraste sättet och det är extremt obekvämt att använda den för att skydda ljuskronan. Men du kan driva hela huset från en nätverksspänningsstabilisator, de är av olika typer - relä, elektromekanisk (servo), relä, elektronisk. En genomgång av deras fördelar och nackdelar kan vara ett ämne för en separat artikel, skriv i kommentarerna om du är intresserad av detta ämne.

2. Användning av varistorer är en anordning som begränsar överspänningar, kan användas både för att skydda en specifik lampa eller annan anordning och vid ingången till huset.

3. Använd en extra kylningskondensator i serie. Således är lampströmmen begränsad, kondensatorn beräknas baserat på lampkraften. Detta är snarare inte skydd, men en minskning av lampans effekt, som ett resultat, med ökade spänningsvärden i elnätet, kommer dess livslängd inte att reduceras.

Varistor för skydd av lampor och andra hushållsapparater

Varistor är en spänningsbegränsande anordning, dess verkan är som en gnistgap. Detta är en halvledaranordning med variabel motstånd. När spänningen når spänningsnivån för varistorn vid dess terminaler, minskar dess motstånd från tusentals megaohm till tiotals ohm och en ström börjar strömma genom den. Det är parallellt anslutet till kretsen. Således är elektrisk utrustning skyddad.

Utseendet på varistorer

• Un är klassificeringsspänningen. Detta är en sådan spänning vid vilken en ström på 1 mA börjar strömma genom varistorn;

• Um är den maximala tillåtna effektiva växelspänningen (rms);

• Um = - maximal tillåten konstant spänning;

• P är den nominella genomsnittliga effekttillförseln, detta är den som varistorn kan sprida under hela livslängden samtidigt som parametrarna hålls inom de fastställda gränserna;

• W är den maximala tillåtna absorberade energin i joule (J) när den utsätts för en enda puls.

• Ipp - maximal pulsström för vilken stigningstid / pulsvaraktighet: 8/20 μs;

• Co är kapacitansen uppmätt i stängt tillstånd; under drift beror dess värde på den pålagda spänningen, och när varistorn passerar en stor ström genom den sjunker den till noll.

För att öka kraftspridningen ökar tillverkarna storleken på själva varistorn och gör dess slutsatser mer massiva. De fungerar som en radiator för avlägsnande av den frisatta värmeenergin.

För att skydda elektriska apparater i elnät med en växelspänning på 220V väljs en varistor som är större än spänningens amplitudvärde och ungefär lika med 310V.Det är, det är möjligt att installera en varistor med en klassificeringsspänning på cirka 380-430V.

Till exempel är TVR 20 431 lämplig. Om du installerar en varistor med en lägre spänning, är dess "falska" funktion möjlig med obetydliga överskott av nätspänningen, och om du installerar med en stor spänning kommer skyddet inte att vara effektivt.

Som redan nämnts kan varistorer installeras direkt vid ingången till huset, så att du skyddar alla elektriska apparater i huset. För att göra detta producerar industrin modulära varistorer, den så kallade SPD.

Här är anslutningsdiagrammet för ett trefas nätverk, för ett enfas nätverk - på liknande sätt.

Dessa scheman som använder en diffavomat och ett högt potentialskydd på en eller två ledningar i en enfas krets är inte mindre intressanta.

 

För att skydda en enda armatur eller glödlampa används en sådan omkopplingskrets, den visas på exemplet med en hemmagjord LED-armatur, men vid användning av en färdigt armatur eller lampa installeras också varistorn - parallellt längs en 220V-krets.

Du kan installera det både i själva belysningsenhetens kropp och på matningskablarna från utsidan. Om den ansluts till ett eluttag kan varistorn placeras i eluttaget. Varistorn kan ersättas med en dämpare.

I detta videoklipp pratar författaren intressant om denna skyddsmetod.

Färdiga lösningar

Spänningsskydd för LED-lampor - från tillverkaren LittleFuse. Ge överspänningsskydd upp till 20 kV. Beroende på design installeras det parallellt eller i serie.

Det finns enheter på marknaden med olika egenskaper - utlösningsspänning och toppström.

LED-skyddsanordningen lagrar lamporna under spänningspulser. Den är ansluten parallellt med belysningskretsen efter omkopplaren. Förhindrar också spontan blinkning av LED-glödlampor när du använder upplysta brytare.

Jag undrar:

Kärnan i driften av en sådan anordning är att en kondensator är installerad inuti. Strömbrytarens bakgrundsbelysningsström flyter genom den och den jämnar också ut överspänningar.

En liknande eller liknande enhet från företaget Granit, modell BZ-300-L. Index ”L” i slutet säger att det är en skyddsenhet för LED- och energisparlampor (cll).

Inuti finns tre delar, varav en undersökte ovan:

1. Varistor.

2. Kondensator.

3. Motståndet.

Här är ett schematiskt diagram. Du kan upprepa det.

slutsats

Det är omöjligt att helt eliminera möjligheten till utbrändhet av LED-lampor och lampor. Du kan dock förlänga livslängden på glödlampor genom att minimera effekterna av kraftöverspänningar. Du kan göra detta antingen med dina egna händer eller genom att köpa en skyddsenhet för fabriksframställda LED-lampor.