0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка яркости светодиодов с помощью диммеров

Регулировка яркости светодиодов с помощью диммеров

Светодиоды – уникальный пример развития технологий, стремительно вошедших в быт обычных потребителей. Имея огромное количество преимуществ в сравнении с более старыми аналогами, они обладают также и определенной конструктивной особенностью – с помощью специальных устройств вручную и автоматически в приборах со светодиодами можно регулировать яркость получаемого света.

Это свойство сразу же по достоинству оценило большинство потребителей, приспособив светодиоды для освещения в самых разнообразных местах. Адаптация света под текущие нужды значительно повысила популярность и без того известных приборов. В данной статье мы рассмотрим особенности строения светодиодов, которые дают возможность регулировки яркости, а также разберемся со специальными устройствами, с помощью которых реализуется такая функция.

Светодиоды представляют собой маленькие полупроводники, которые изготавливаются из кремния. При пропускании определенного количества тока через такой полупроводник кремний начинает излучать свет. Механизм изменения яркости заключается в подаче различной силы тока на полупроводник и регулировке его с помощью специального оборудования. В определенном диапазоне при меньшей силе тока и светодиоды начинают светить слабее, при максимально возможном токе – светят в полную силу.

Регулятор яркости светодиодов

Однако достичь такого эффекта с помощью обычного подключения светодиодов к сети невозможно. Для этого нужно использовать специальное полупроводниковое устройство с регулятором, при изменении положения которого происходят контролируемые перепады силы тока, подаваемого на светодиоды. Регулятор яркости светодиодов называется диммер.

Классический диммер для светодиодных лент

Классический диммер для светодиодных лент

В зависимости от его строения выделяется достаточно широкий ассортимент, позволяющий подобрать устройство для своих нужд.

Строение такого устройства очень простое – оно содержит специальные стабилизаторы и несколько активных диммерных схем типа LM317, которые работают как полупроводники. Эти самые схемы и определяют основную классификацию диммеров.

  • По типу схемы, которая регулирует мощность светодиодов, диммеры делятся на:
    • источники тока с управлением – они могут стабилизировать выходящий ток, изменяя его в четко заданном диапазоне при минимальном падении напряжения;
    • устройства с импульсной регулировкой яркости – выходящий импульс состоит из сигналов различного уровня, которые чередуются с определенной частотой. Изменение длительности импульсов приводит к изменению выходящего тока, что в свою очередь влияет на яркость светодиодов.
    • механические (регулировка силы выходящего тока выполняется вручную с помощью кнопок, рычажков и прочих элементов);
    • электронные (выдают на выходе участки синусоиды, которые отсекаются электронным ключом, сенсорные и бесконтактные);
    • дистанционные (регулировка яркости подключенных светодиодов выполняется человеком с помощью инфракрасных или радиочастотных сигналов с пульта);
    • существуют варианты, где комбинируются различные регуляторы для достижения максимальной эргономичности.
    • модульные;
    • встраиваемые;
    • накладные.

    Помимо вышеперечисленной классификации диммеры также делятся по типу подключения к светодиодам:

    • проходные (светодиодная лента включается и выключается из разных мест);
    • непроходные (управление светодиодной лентой светом возможно только из одного места).

    Схема подключения диммера к светодиодной ленте

    На фото ниже представлена схема подключения своими руками классического диммера к обычным светодиодам. В готовых решениях, которые можно купить в любом светотехническом магазине, необходимо просто подключить провода к имеющимся разъемам.

    Подключение поворотного диммера к светодиодам

    Подключение поворотного диммера к светодиодам

    Стоит учесть, что вышеуказанная схема справедлива для светодиодной ленты, которая может светить только одним цветом (например, белым). Дело в том, что для каждого цвета необходим свой набор диммирующих схем, соответственно, и само устройство должно поддерживать подключение и регулировку многоцветных лент (они же RGB). Смысл работы такого светового диммера абсолютно идентичен обычному, разница только в расширенном наборе регуляторов.

    Подключение светодиодной RGB ленты

    Подключение светодиодной RGB-ленты

    Дополнительно в такую систему подключается RGB-контроллер, без которого регулирование различных цветов будет невозможно. Таким образом, с помощью диммера можно своими руками либо автоматически создать любой цвет и его оттенок, что широко используется в декоративных целях. При включении всех трех цветов на максимально доступной мощности получается белый свет, который может использоваться в качестве дополнительного или даже основного освещения.

    Преимущества и недостатки различных видов

    Использование диммеров значительно расширяет области применения светодиодного освещения, обеспечивая:

    • защиту осветительных приборов от резких перепадов напряжения;
    • плавное включение и выключение света, красивые переходы цветов и оттенков;
    • поддержку программирования диммировки для определенных декоративных целей;
    • доступность, простоту эксплуатации и установки – с ней справится даже начинающий радиолюбитель.

    К сожалению, без недостатков не обошлось:

    • Мощность электрического тока, который рассеивается на светодиодах, приводит к их перегреву, что в свою очередь сказывается на деградации яркости кристаллов, уменьшается их долговечность.
    • Дешевые диммеры, которые регулируют выходную мощность с помощью разности длины импульсов, могут приводить к мерцанию светодиодов, что сильно сказывается на усталости глаз человека – такое освещение категорически не рекомендуется применять в жилых помещениях, это может навредить здоровью.
    • Диммеры могут создавать помехи при использовании радиоприборов рядом с ними, что делает невозможным прослушивание радио и запись музыки. Чтобы снизить такой эффект, нужно использовать помехоустойчивое оборудование либо отказаться от диммеров.
    • Длительное использование этих элементов с лампами накаливания при подаче малого тока чревато переводом избытка тока в тепло, что может привести к перегоранию лампочки.
    • С диммерами несовместимы трансформаторы, большинство люминесцентных ламп.
    • Для каждого источника света нужно применять узкоспециализированную модель, универсальных диммеров не существует.

    Заключение

    Несмотря на то, что светодиоды являются самыми современными световыми приборами на текущий момент, их возможности можно значительно расширить, применяя диммеры для управления яркостью светодиодной ленты. Разнообразие методов регулировки выходного тока позволяет подобрать устройство под свои нужды, организовав красивое и удобное освещение.

    Диммеры, управляемые с помощью компьютера, нашли широкое применение в системах «умный дом» – плавное включение и выключение света при проходе через помещения, создание эффекта присутствия, дополнение интерьера сложными переходами и переливами цветов и их оттенков.

    Современные производители уже начали изготовление диммеров, которые подходят для различных источников света, при этом в них отсутствуют вышеописанные недостатки – они не создают помех, эффективно рассеивают тепло, не вызывают мерцания светодиодов и лампочек, уменьшив вредное воздействие на глаза.

    Критерии выбора и принцип работы диммера для светодиодных ламп 220в

    Ещё совсем недавно для того, чтобы регулировать яркость освещения включённой лампы использовали реостаты, которые не могли обеспечить необходимую экономию электроэнергии.

    Всё потому, что такой механизм никак не влиял на используемую мощность даже в том случае, когда яркость света уменьшалась до максимального предела. Но технологии не стоят на месте и могут порадовать нас самыми новейшими разработками, которые в состоянии не только создать наиболее комфортные условия для нашей жизни, но и позволить значительно экономить свои средства, не ущемляя при этом никакие существующие потребности и желания.

    И всё же сегодня хотелось остановить внимание именно на той разновидности диммера, которая стала неотъемлемой частью светодиодных ламп 220 в, и более подробно понять для себя, что же представляет собой новый усовершенствованный механизм, разработанный в качестве альтернативы устаревшим реостатам.

    Диммер

    Принцип работы

    Диммером называют устройство, которое не только может регулировать яркость освещения светодиодных ламп, но также эффективно экономит всю потребляемую электроэнергию, позволяя тем самым свести к минимуму свои денежные расходы.

    Помимо прочего, область применения диммера заключена в использовании данного устройства в качестве прибора, регулирующего температуру в резисторных нагревателях, и порой его применяют в электродвигателях для контроля частоты вращения механизма. Но наибольшую популярность диммер приобрёл, выступая в роли обычного выключателя или выполняя свои функции в качестве удобного светорегулятора.

    Диммер

    Преимущества и недостатки

    Отталкиваясь от основных плюсов можно точно для себя определить, стоит ли вашего внимания данный прибор и подходит ли он вам для тех целей, которые вы бы хотели получить в конечном итоге.

    К преимуществам можно отнести следующее:

    • Более “мягкое” включение и выключение освещения, что гарантирует длительный срок эксплуатации данного оборудования.
    • Возможность создания необходимого зонирования комнаты с помощью точечного освещения, позволяя тем самым создать наиболее комфортную обстановку в доме.
    • Наличие дополнительных функций, которые позволяют управлять механизмом на расстоянии с помощью специального пульта или благодаря звуковому воздействию.
    • Возможность оформления различных световых композиций, с помощью которых можно воплощать в реальность самые разнообразные дизайнерские задумки в любом интерьере.
    • Существование дополнительных удобств, таких как использование сенсорной панели, благодаря наличию которой можно точно определять местоположение светорегулятора.

    Чтобы раскрыть все карты перед читателями и не утаить ничего существенного, дабы потребитель смог чётко для себя решить, стоит ли диммер того внимания, на которое так рассчитывает его производитель, рассмотрим и все существующие недостатки, включающие в себя:

    • Один самый распространённый миф о том, что подобное устройство может обеспечить плавное включение и выключение. На самом деле никто не может вам гарантировать такую функцию с полной уверенностью, ведь светорегулятор не в силах предотвратить последующий после включения устройства бросок напряжения.
    • Наличие ещё одного мифа, который обещает потребителю возможность экономии электроэнергии. Существует вероятность того, что уменьшая яркость освещения, вся лишняя энергия преобразуется в тепло, которое всё равно учитывается счётчиком, и вам всё же придётся заплатить за намотанные цифры.
    • Существование опасности выхода из строя и возгорания всего автомата защиты, несмотря на то, что диммеры защищены от всех возможных электрических замыканий.
    • Также данное устройство не в состоянии при необходимости разомкнуть цепь, что может привести к неминуемому возгоранию всей электросети.

    Диммер

    Характеристики

    К основным техническим характеристикам относят два основных показателя:

    1. существующий диапазон используемой устройством мощности;
    2. способ регулировки необходимого освещения:
      • дистанционный;
      • кнопочный;
      • поворотный;
      • сенсорный.

    Однако у разных моделей существует ряд других характеристик, которые исходят из существующих дополнительных функций.

    Функции

    Помимо основной функции регулирования яркости светового потока существует ещё ряд дополнительных опций, к которым можно отнести следующее:

    • возможность автоматического отключения светильника;
    • наличие имитирующей функции, создающей ощущение присутствия человека в доме;
    • плавное включение или отключение светильника;
    • использование нескольких режимов затемнения;
    • возможность дистанционного управления;
    • выносливость прибора и возможность его функционирования при воздействии любых температурных режимов помещения.

    Диммер

    Виды диммеров для светодиодных ламп

    Если классифицировать светорегуляторы для светодиодных ламп 220 в по типу установки, то различают несколько моделей:

    • Модульные диммеры. Их монтаж происходит с помощью DIN-рейки, выполняя установку в распределительном щитке.
    • Моноблочные механизмы. Такое устройство используется вместо обычного выключателя.
    • Выносные блоки. Применяются для установки точечных светильников.

    Совместимость

    Для корректной работы светорегулятора со светодиодной лампой рекомендуют останавливать выбор на стандартных моделях, которые уже имеют в комплектации подходящий светодиод, либо приобретать ШИМ-диммер, используемый совместно со многими видами ламп.

    Консультант в этом случае всегда пойдёт навстречу клиенту и позволит проверить взаимодействие диммера и лампы не отходя от кассы.

    Критерии выбора

    Для выбора подходящей модели используют следующие критерии:

    • Совместимость используемой лампы с выбранным диммером.
    • Желаемый способ управления установленным устройством.
    • Наличие дополнительных функций, которые покупатель хотел бы видеть в выбранном приборе.

    Подключение диммера к светодиодам своими руками

    Чтобы подключить светорегулятор собственноручно вам понадобится лишь приобретённое устройство, специальный динамометрический ключ и любое удобное режущее средство для зачистки проводов.

    Пошаговая инструкция состоит из трёх этапов:

    1. Перед началом всех монтажных работ необходимо обязательно выключить в доме всё электричество.
    2. Далее следует зачистить провода на приборе и подключить их таким образом, чтобы фазовый провод был установлен в клемму под названием L, а второй был подключен к разъёму под названием N.
    3. На завершающем этапе эти провода следует зажать и закрутить все имеющиеся болты, надев специальную рамку.

    Диммер

    Стоимость может зависеть от разновидности модели и наличия всех дополнительных функций. Более дорогие модели могут похвастаться обширным перечнем различных вспомогательных опций, позволяющих с наибольшим комфортом использовать данное устройство. Цена варьируется в пределах от 100 до 1000 рублей. Гораздо дороже вам обойдутся модели с дистанционным управлением.

    Как сделать своими руками

    Если вы хоть немного дружите с паяльником, тогда сделать устройство самостоятельно не составит слишком большого труда. Для работы вам понадобятся следующие элементы:

    • два резистора (переменный и постоянный);
    • провода;
    • неполярный конденсатор; и динистор.

    Все последующие действия производят, отталкиваясь от основной схемы, предоставленной ниже:

    Схема от автора

    С помощью переменного резистора подаётся ток на встроенный конденсатор. Таким образом сам конденсатор заряжается, и лампочка начинает гореть.

    Чтобы собрать диммер следует все детали соединить между собой таким образом, как указано на схеме. На конечном этапе все концы используемых элементов необходимо припаять к медным проводам, предварительно осуществив обязательное обезжиривание.

    Как работает диммер и какие лампы для него подходят

    Порой бывает, что освещение в гостиной слишком яркое для домашней атмосферы, либо же наоборот. Эту проблему может решить диммер. Но как работает диммер и какая под него нужна лампа?

    как работает диммер

    Как работает диммер и что это такое.

    Диммер — это устройство, способное регулировать электрическую мощь. В России напряжение в блоке питания составляет 220 В (по новому ГОСТ 29322-2014 введен в действие в качестве национального стандарта РФ с 1 октября 2015 г. 230 В) и работает с переменным током. Это означает, что напряжение меняет свою полярность на сотую долю секунды и всегда принимает значение ноль (синусоидальная кривая). С помощью поворотной ручки диммера мы устанавливаем, когда диммер должен загореться в ходе синусоидальной полуволны. Этот принцип управления в электротехнике упоминается как фазовое регулирование. Но некоторые светильники требуют диммеров, которые работают по принципу отсечки фазы. Этот принцип работает как раз наоборот.

    Обычными диммерами являются, например, поворотная ручка или сенсорный диммер, который, помимо включения и выключения освещения, также позволяет регулировать яркость. Примерами других диммеров в домашнем хозяйстве являются пылесосы, которые уменьшают мощность всасывания с помощью поворотной ручки.

    Источники света должны быть предназначены для затемнения, и даже тогда нужно подбирать правильный диммер в соответствии с технологией освещения и используемым распределительным устройством / трансформатором. Также в другой нашей теме вы можете почитать про способы освещения квартиры.

    Вещи, которые следует учитывать при покупке диммера:

    Какие лампы подходят для диммера?

    Существуют разные модели диммеров, а также типы нагрузки, что делает необходимым выбор подходящего устройства. Диммер выбирается в зависимости от типа нагрузки. Это означает: какие лампы применяются, используются ли они через трансформатор или светильник работает нормально от источника питания 220 В? Эту информацию можно найти на упаковке производителя, а также на самом светильнике. Если сомневаетесь как работает диммер с той или иной лампой, спросите у электрика или продавца. На рынке существует множество различных диммируемых источников света, которые требуют специальных затемняющих устройств. Но в целом, они могут быть классифицированы в соответствии с их технологией.

    Ниже перечислены самые популярные и распространенные лампы для диммера:

    • Высоковольтный галоген 220В (розетка G9 или GU10)
    • Низкое напряжение 12В с электронным трансформатором (розетка G4, GU5,3, GY6,35)
    • Низкое напряжение 12В с обычным трансформатором (розетка G4, GU5,3, GY6,35)
    • Светодиодные (возможно много типов розеток)
    • Энергосберегающие (возможно много типов розеток), затемнение возможно только в ограниченной степени. Проверьте данные производителя!

    Таблица форм и цоколей ламп

    Таблица форм и цоколей ламп

    лампа GY6,35

    Запишите общее количество ватт и посмотрите, можно ли найти принцип диммирования на лампочке или лампах. Каждый диммер имеет минимальную и максимальную мощность подключения (от-до… Вт). Таким образом, только лампочки или группы ламп с общей мощностью между этим диапазоном диммера могут быть подключены без проблем.

    Существуют различные маркировки лампочек (см. Ниже). Для правильного выбора диммера, маркировка на источнике света и будущем устройстве диммирования должны совпадать

    значек диммирования значек диммирования значек диммированиязначек диммирования

    Замечание:

    1) Энергосберегающие светильники с регулируемой яркостью ( ESL )
    Только когда энергосберегающие светильники имеют регулировку яркости, они могут быть затемнены с помощью обычных диммеров (поворотные или скользящие регуляторы) или устройств с электронным управлением, указано на лампе (управление фазой / реверс, фазовый контроль). Тем не менее, это должно быть упомянуто в описании устройства затемнения. В принципе, затемняющие устройства, предназначенные для ламп накаливания / галогенных светильников, не считаются подходящими для энергосберегающих моделей. Даже если комбинация работает, она может привести к сильным радиопомехам из-за увеличения помех на сетевом кабеле.

    2) а. Светодиодные источники света
    Как работает диммер со светодиодным источником света? Светодиодные светильники 220 В и высоковольтные светодиодные светильники должны иметь маркировку с регулируемой яркостью. Если светодиодная лампа помечена как диммируемая, проверьте, должен ли использоваться регулятор фазы или затемняющее устройство с обратной фазой. Обычно эта информация наносится на упаковку производителя.

    Светодиодные лампы 12 В переменного и 12 В переменного / постоянного тока также должны иметь маркировку с регулируемой яркостью. Также необходимо позаботиться о том, чтобы используемый трансформатор был диммированным. Какое затемняющее устройство можно использовать, показано в руководстве к соответствующему трансформатору. Многие низковольтные трансформаторы, также требуют базовой (минимальной) нагрузки, которая должна быть нагружена светодиодными лампами, иначе они не запустятся.

    2) б. Светодиодные полосы и одиночные светодиоды (DC)
    Светодиодные диммеры с ШИМ (ШИМ = широтно-импульсная модуляция) используются для светодиодных источников света, которые не работают напрямую с 220 В (обычно 12 В или 24 В постоянного тока). Для них либо требуется дополнительный светодиодный балласт(драйвер), либо он уже встроен в диммер ШИМ. Светодиодные драйверы с регулируемой яркостью также доступны для различных типов управления.

    3) Люминесцентные светильники
    Люминесцентные светильники могут быть затемнены только специальными электронными балластами (0 — 10 В), предназначенными для этой цели и диммерами.

    Какой диммер выбрать

    Универсальный диммер
    Универсальный диммер — это самый простой вариант для установки диммера. Он может диммировать почти все типы нагрузки и, таким образом, значительно облегчает выбор подходящей лампы. Преимущество: даже если вы позже приобретете новую лампу с другим типом нагрузки, новый диммер не потребуется (за исключением светодиодных диммеров).

    универсальный диммер

    Светодиодный диммер LEDOTRON — стандарт
    Эти диммеры имеют несколько важных моментов, которые следует учитывать. При уменьшении яркости светодиодных лампочек используйте только фирменные лампы от производителя! Многие производители выключателей вступили в сотрудничество с крупными производителями брендов и разработали стандарты, обеспечивающие легкое затемнение предлагаемых светодиодных лампочек. Этот стандарт назывался ЛЕДОТРОН.

    Светодиодный диммер LEDOTRON

    Диммер для электронных трансформаторов (диммер с обратной фазой)
    Диммеры с обратной фазой подходят для диммирования электронных трансформаторов, например, с низковольтными галогенными лампами. Эти трансформаторы часто умело интегрированы в корпус лампочки, так что вы можете узнать только из руководства по эксплуатации, какой тип трансформатора установлен.

    диммер с обратной фазой

    Диммер для обычных трансформаторов (диммер с фазовым управлением)
    Индуктивные нагрузки можно затемнить с помощью диммеров с фазовым управлением.

    диммер с фазовым управлением

    Какие типы диммеров

    Наиболее распространенные диммеры следующие:

    • Поворотный диммер: классика с поворотной ручкой

    поворотный диммер

    • Нажимной диммер: простое управление нажатием пальца

    нажимной диммер

    • Сенсорный диммер: прямой выбор уровня яркости

    сенсорный диммер

    Советы по использованию диммеров

    • С диммером вы можете экономить энергию, потому что в зависимости от настроек диммера мощность сохраняется.
    • Почему гудит лампочка? Если ваша лампа или трансформатор гудит, попробуйте ослабить винты на трансформаторе и снова затянуть их. Резиновая прокладка между трансформатором и потолком может быть решением. Причиной гудения часто являются резкие изменения магнитного поля, которые могут вызывать вибрацию трансформатора при включении или выключении лампы.
    • Если вы часто затемняете лампу, вам следует время от времени включать ее на полную мощность, чтобы галогенная цепь в лампах использовалась и сохранялся срок службы.
    • В случае работы с постоянным затемнением следует подумать о том, не будет ли лучше установить лампы с меньшей светоотдачей из соображений экономии энергии.

    Надеюсь из этой статьи Вы узнали о том, как работает диммер и для каких целей он нужен, какие затемняющиеся источники света для него использовать. Если же у вас остались какие-то сомнения, рекомендую посмотреть это видео:

    Регулирование уровня яркости светодиодных светильников без эффекта мерцания

    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.

    Простой симисторный диммер

    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.

    Ток и напряжение на входе источника питания светодиодного осветителя

    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.

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

    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.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Синхронизация с сервером точного времен
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector