LED lempų apsauga nuo perdegimo: schemos, priežastys prailgina tarnavimo laiką

LED lempų ir šviestuvų rinkoje pateikiamas platus produktų asortimentas su skirtingais kainų intervalais. Pagrindinis skirtumas tarp žemų ir vidutinių kainų segmentų įtaisų didesniu mastu yra ne naudojamuose šviesos dioduose, o jiems skirtuose energijos šaltiniuose.

Šviesos diodai veikia nuo nuolatinės srovės, o ne nuo kintamosios srovės, tekančios buitiniame elektros tinkle, o lempų patikimumas ir šviesos diodų veikimo režimas labiau priklauso nuo keitiklio kokybės. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip apsaugoti LED lempas ir pratęsti pigių modelių tarnavimo laiką.

Viskas, kas aprašyta žemiau, galioja šviestuvams ir lempoms.

Du pagrindiniai šviesos diodų maitinimo šaltinių tipai: tuščiaviduris kondensatorius ir impulsų tvarkyklė

Naudojami pigiausi LED produktai gesinimo kondensatorius kaip energijos šaltinis. Jo veikimo principas pagrįstas kondensatoriaus reaktyvumu. Paprastais žodžiais tariant, kintamosios srovės grandinėje esantis kondensatorius yra rezistoriaus analogas. Iš čia seka tie patys trūkumai, kaip ir naudojant rezistorių:

1. Trūksta stabilizacijos pagal įtampą ar srovę.

2. Atitinkamai, padidėjus įėjimo įtampai, įtampa prie šviesos diodų taip pat padidėja, o srovė taip pat padidėja.

Šie trūkumai yra susiję. Vidaus elektros energijos tinkluose, ypač atokiose vietovėse, vasarnamiuose, kaimuose ir privačiame sektoriuje, elektros energijos tiekimas dažnai stebimas. Jei įtampa mažėja žemiau 220 V, tai nėra taip blogai, kad lempos surinktos pagal šią schemą, srovė per šviesos diodus bus mažesnė, atitinkamai, jie tarnaus ilgiau.

LED lempos su gesinimo kondensatoriumi schema:

Bet jei įtampa yra didesnė už nominalią, pavyzdžiui, 240 V, tada LED lemputė greitai sudegs dėl to, kad padidės srovė per šviesos diodus. Tinklo impulsų bangos taip pat yra labai pavojingos, jos atsiranda keičiant galingus prietaisus: tikriausiai pastebėjote, kad, pavyzdžiui, įjungus šaldytuvą ar dulkių siurblį, „mirksi“ lemputė - tai yra šių bangų pasireiškimas. Jie taip pat atsiranda perkūnijos ar ekstremalių situacijų metu elektros linijose ar elektrinėse. Impulsas atrodo taip:

Šviesos diodų impulsų tvarkyklės

LED lemputėse naudojamos vidutinio ir aukšto kainų segmento lemputės impulsinio tipo vairuotojai su srovės stabilizavimu.

SVARBU:

Šviesos diodai veikia nuo stabilios srovės, jiems įtampa nėra pagrindinė vertybė. Todėl vairuotojas vadinamas srovės šaltiniu. Pagrindinės jo charakteristikos yra išėjimo srovė ir galia.

Srovės stabilizavimas atliekamas naudojant grįžtamojo ryšio grandines. Jei nesigilinsite į detales, yra du pagrindiniai vairuotojų tipai, naudojami LED lemputėse ir lempose:

1. Atitinkamai be transformatoriaus be galvaninės izoliacijos.

2. Transformatorius - su galvanine izoliacija.

Galvaninė izoliacija yra sistema, užtikrinanti, kad tarp pirminės galios grandinės ir antrinės maitinimo grandinės nebūtų tiesioginio elektros kontakto. Jis įgyvendinamas naudojant elektromagnetinės indukcijos reiškinius, kitaip tariant, transformatorius, taip pat naudojant optoelektroninius prietaisus. Galvaniniam izoliavimui skirtuose maitinimo šaltiniuose naudojamas transformatorius.

Tipiška LED lempučių be transformatoriaus 220 V tvarkyklės schema parodyta paveikslėlyje žemiau.

Paprastai jie yra statomi ant integruotos grandinės su įmontuotu galios tranzistoriumi.Tai gali būti skirtingais atvejais, pavyzdžiui, TO92, jis taip pat naudojamas mažos galios tranzistorių ir kitų IC, pavyzdžiui, linijinių integruotų stabilizatorių, tokių kaip L7805, atveju. Taip pat yra pavyzdžių „aštuonių kojų“, skirtų montuoti ant paviršiaus, pavyzdžių, tokių kaip SOIC8 ir kiti.

Tokiems vairuotojams įtampos padidinimas ar sumažinimas elektros tinkle nėra baisus. Tačiau impulsiniai viršįtampiai yra nepageidaujami - jie gali sugadinti diodinį tiltą, jei vairuotojas yra be transformatoriaus, tada 220 V išeis į mikrotraumos išvestį arba tiltas nutrūks trumpuoju jungimu kintama srove.

Pirmuoju atveju aukšta įtampa „užmuš šviesos diodus“, tiksliau, vieną iš jų, kaip dažniausiai būna. Faktas yra tas, kad lempų, prožektorių ir šviestuvų šviesos diodai paprastai yra sujungti nuosekliai, nes sudegus vienam šviesos diodui grandinė nutrūksta, likusieji lieka nepažeisti.

Antrame - sudegs grandinės plokštės saugiklis arba grandinė.

Tipiška šviesos diodų su transformatoriumi vairuotojo grandinė parodyta žemiau. Jie montuojami į brangius ir aukštos kokybės gaminius.

LED lempų apsauga: schemos ir metodai

Elektriniai prietaisai yra apsaugoti skirtingais būdais, tarp jų visi yra sąžiningi LED lempų apsaugai:

1. Įtampos stabilizatoriaus naudojimas yra pats brangiausias būdas ir jį naudoti nepaprastai nepatogu, norint apsaugoti liustra. Visą namą galite maitinti iš tinklo įtampos stabilizatoriaus. Jie yra įvairių tipų - reliniai, elektromechaniniai (servo), reliniai, elektroniniai. Jų pranašumų ir trūkumų apžvalga gali būti atskiro straipsnio tema, parašykite komentaruose, jei jus domina ši tema.

2. Varistorių naudojimas yra įtaisas, ribojantis bangas, gali būti naudojamas tiek tam tikrai lempai ar kitam įtaisui apsaugoti, tiek prie įėjimo į namą.

3. Naudojant nuoseklų papildomą gesinimo kondensatorių. Taigi lempos srovė yra ribota, kondensatorius apskaičiuojamas pagal lempos galią. Tai veikiau nėra apsauga, o lempos galios sumažėjimas, padidėjus tinklo įtampai, jo tarnavimo laikas nesumažės.

Varistorius, skirtas apsaugoti lempas ir kitus buitinius prietaisus

Varistorius yra įtampą ribojantis įtaisas, jo veikimas yra tarsi dujų kibirkšties tarpas. Tai puslaidininkinis įtaisas su kintamu pasipriešinimu. Kai įtampa pasiekia varistoriaus įtampos lygį jo gnybtuose, jo varža sumažėja nuo tūkstančių megaohmų iki dešimčių omų ir per ją pradeda tekėti srovė. Jis prijungtas prie grandinės lygiagrečiai. Taigi, elektros įranga yra apsaugota.

Varistorių išvaizda

• Un yra klasifikavimo įtampa. Tai yra tokia įtampa, kai per varistorių pradeda tekėti 1 mA srovė;

• Um yra didžiausia leistina efektyvioji kintamoji įtampa (vidutinė kvadratinė vertė);

• Um = - didžiausia leistina nuolatinė įtampa;

• P yra nominalus vidutinis galios išsklaidymas, tai yra tas, kurį varistorius gali išsklaidyti per visą eksploatavimo laiką, išlaikydamas parametrus nustatytose ribose;

• W yra didžiausia leistina absorbuota energija džauliais (J), veikiant vienam impulsui.

• Ipp - didžiausia impulsų srovė, kurios kilimo laikas / impulso trukmė: 8/20 μs;

• Co yra talpa, išmatuota uždaroje būsenoje; eksploatacijos metu jos vertė priklauso nuo naudojamos įtampos, o varistoriui praleidžiant per ją didelę srovę, ji nukrenta iki nulio.

Siekdami padidinti energijos išsklaidymą, gamintojai padidina paties varistoriaus dydį, o jo išvados yra masyvesnės. Jie veikia kaip radiatorius, leidžiantis pašalinti išsiskyrusią šiluminę energiją.

Norint apsaugoti buitinius elektros prietaisus, kurių kintama įtampa yra 220 V, pasirinktas varistorius, didesnis už įtampos amplitudės vertę ir apytiksliai lygus 310 V.Tai yra, galima įdiegti varistorių, kurio klasifikavimo įtampa yra apie 380–430V.

Pavyzdžiui, tinka TVR 20 431. Jei įdiegsite varistorių su mažesne įtampa, tada jis gali būti "klaidingas", jei tinklo įtampa šiek tiek viršijama, o jei įdiegiate su didele įtampa, apsauga nebus veiksminga.

Kaip jau minėta, varistoriai gali būti montuojami tiesiai prie įėjimo į namą, taigi jūs apsaugosite visus namo elektrinius prietaisus. Norėdami tai padaryti, pramonė gamina modulinius varistorius, vadinamuosius BPD.

Čia yra trifazio tinklo jungimo schema, vienfazio tinklo - panašiai.

Šios schemos, kuriose naudojamas difavtomatas ir aukšto potencialo apsauga ant vieno ar dviejų vienfazių grandinių laidų, yra ne mažiau įdomios.

 

Norint apsaugoti vieną šviestuvą ar lemputę, naudojama tokia perjungimo grandinė, ji parodyta namuose pagaminto LED šviestuvo pavyzdyje, tačiau, kai naudojamas paruoštas šviestuvas ar lemputė, varistorius taip pat įrengiamas - lygiagrečiai išilgai 220 V grandinės.

Galite įdiegti tiek į patį apšvietimo prietaiso korpusą, tiek į maitinimo laidus iš išorės. Varistorių galima prijungti prie elektros lizdo, jei jis prijungiamas prie elektros lizdo. Varistorių galima pakeisti slopintuvu.

Šiame vaizdo klipe autorius įdomiai pasakoja apie šį apsaugos metodą.

Paruošti sprendimai

Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas LED lempoms - gamintojo „LittleFuse“. Numatykite apsaugą nuo viršįtampio iki 20 kV. Priklausomai nuo projekto, jis montuojamas lygiagrečiai arba nuosekliai.

Rinkoje yra prietaisų, turinčių skirtingas charakteristikas - išjungimo įtampą ir didžiausią srovę.

Apsauginis šviesos diodų įtaisas saugo lempas įtampos impulsų metu. Po jungikliu jis yra prijungtas lygiagrečiai apšvietimo grandinei. Taip pat apsaugo nuo savaiminio šviesos diodų lempučių mirksėjimo, kai naudojami apšviesti jungikliai.

Įdomu:

Tokio prietaiso veikimo esmė yra tai, kad viduje yra įmontuotas kondensatorius. Per ją teka grandinės pertraukiklių foninė apšvietimo srovė, ji taip pat išlygina viršįtampius.

Panašus ar panašus įtaisas iš bendrovės „Granit“, modelis BZ-300-L. Indeksas „L“ pabaigoje sako, kad tai yra apsaugos blokas LED ir energijos taupymo lempoms (cll).

Viduje yra trys dalys, iš kurių vieną apžiūrėjome aukščiau:

1. Varistorius.

2. Kondensatorius.

3. Rezistorius.

Čia yra schema. Galite pakartoti.

Išvada

Neįmanoma visiškai pašalinti LED lempų ir lempų perdegimo galimybės. Tačiau galite pratęsti elektros lempučių tarnavimo laiką, sumažindami elektros energijos perkrovos padarinius. Tai galite padaryti savo rankomis arba nusipirkdami gamykloje pagamintų LED lempų apsaugos įrenginį.