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.
Устройство электронного балласта
Как видно из принципиальной схемы, пускатель в виде электронного баласта является своеобразным преобразователем напряжения. Миниатюрный инвертор преобразует постоянный ток в переменный высокой частоты. Этот ток подается на электроды-нагреватели. Интенсивность нагревания этих электродов повышается. Включение преобразователя сделано так, что на первых этапах частота тока имеет высокую частоту. Сама люминесцентная лампа включена в контур, у которого резонансная частота меньше, чем начальная частота преобразователя. B дальнейшем частота уменьшается, a напряжение, a напряжение на колебательном контуре и на лампе растет, в результате чего контур начинает приближаться к резонированию. Одновременно увеличивается степень нагрева электродов. Это приводит к созданию условий возникновения разряда в газовой смеси и люминофорное покрытие колбы начинает светиться.
Советуем изучить — Автомобильные аккумуляторы — как устроены, как работают, советы по эксплуатации и зарядке
Электронный балласт составляется таким образом, чтобы регулирующее устройство могло подстраиваться под те характеристики, которые имеет люминесцентная лампа. Это дает возможность сохранять изначальные световые характеристики осветительного прибора в течение продолжительного времени. По мере износа люминесцентные лампы требуют все большего напряжения для достижения момента начального разряда. Электронный балласт самостоятельно подстраивается под произошедшие изменения и качество освещения остается прежним.
По сравнению с дроссельным, электронный балласт имет несколько достоинств:
- он обеспечивает большую экономичность при эксплуатации;
- дает возможность создать условия для бережного нагревания электродов;
- обеспечивает плавное включение лампы;
- использование электронного баланса дает возможность преодолеть такой недостаток люминесцентного освещения, как мерцание;
- дает возможность применять люминесцентные лампы в условиях холода;
- увеличивает временные эксплуатационные характеристики;
- имеет намного меньший вес и размеры.
К недостаткам электронного балласта можно отнести высокие требования, предъявляемые к качеству комплектующих,a также точности выполнения монтажа, усложненность схемы подключения.
Варианты схем
В магазинах предлагается широкий выбор устройств плавного пуска для ламп от российских и зарубежных производителей. Монтаж не требует особой квалификации. Нужно сделать разрыв провода фазы, ведущего к лампе накаливания, и подключить прибор при помощи клеммников.
При отсутствии клеммников провода спаиваются.
Чаще всего на производствах используется одна из трех схем:
- туристорная;
- симисторная;
- специализированная (обычно микросхема КР1182ПМ1или DIP8).
В сети 220 В
Самая простая схема плавного включения ламп туристорная.
Для самостоятельного изготовления требуются:
- лампа накаливания;
- 4 диода (для создания выпрямительного моста);
- туристор;
- конденсатор (10 мкФ);
- 2 резистора (один из них переменной емкости).
Время включение определяет переменное сопротивление.
В момент включения ток проходит через лампочку, выпрямляется мостом, проходит через резистор и начинает скапливаться в конденсаторе. После достижения определенного порога зарядки ток подается на туристор, он немного открывается. По мере наполнения конденсатора туристор открывается все больше, лампочка постепенно загорается. Максимальная мощность света достигается при полной зарядке конденсатора.
Лампочки накаливания рассчитаны на 220 В (на практике может быть до 240 В). Диоды и туристор выбираются, базируясь на этот показатель. При самостоятельном изготовлении необходимо учесть, что можно использовать любые диоды с напряжением от 300 В и туристор, способный выдерживать мощность от 2 кВт. Емкость накопителя тоже большого значения не имеет
Важно знать, что при ее уменьшении лампочка будет зажигаться быстрее
Использование симистора (попупроводникового ключа) позволяет уменьшить количество элементов в туристорной схеме.
Используется:
- дроссель;
- 2 резистора;
- конденсатор;
- диод;
- симистор.
По принципу действия эта схема мало отличается от предыдущей. Время включения определяет цепочка из резистора и конденсатора, которые подключены через диод. По мере наполнения емкости конденсатора постепенно открывается симистор, через который подпитана лампочка накаливания. Она загорается не мгновенно, а плавно. Такой прибор более удобен в использовании благодаря небольшим размерам.
Плавный пуск ламп при помощи приборов, созданных на основе микросхемы КР1182ПМ1(DIP8), можно использовать с источниками освещения, обладающими мощностью до 150 Ватт.
Основа этого прибора – 2 туристора и 2 системы управления. Время регулируется резистором и конденсатором. Силовую часть от управляющей отделяет симистор, подключенный через задающий ток резистор. Работу внутренних туристоров регулируют 2 наружных конденсатора, от помех, создаваемых сетью, защищает дополнительный конденсатор и резистор.
При использовании этой схемы свет не только плавно включается, но и плавно выключается. Длительность загорания и затухания регулируется подбором емкости конденсаторов.
Плавное включение обладает существенным недостатком – снижением яркости светового потока. Для достижения оптимального уровня освещения требуются лампы с максимальной мощностью.
Для одноклавишных выключателей существует схема на основе транзистора. Когда лампочка накаливания выключена, он закрыт. После включения напряжение через резистор и диод поступает на конденсатор, он начинает заряжаться. Максимальный уровень (9,1 В) ограничивает стабилитрон.
После достижении оптимального напряжения транзистор начинает открываться, нить накаливания лампочки, подключенной последовательно, постепенно нагревается. Обязателен второй резистор у конденсатора, обеспечивающий его разрядку после выключения. Основное преимущество использования транзистора – отсутствие мерцания лампочки накаливания.
При напряжении 12 В
Если светильник точечный, то используется трансформатор, преобразующий 220 вольт в 12 вольт. Для подключения к 12 В устройства плавного пуска он устанавливается перед преобразователем напряжения.
Если такой прибор необходим для автомобиля, требуются специальные схемы – импульсные или линейные (ШИМ-регуляторы).
Линейные подключаются к источникам света параллельно. После включения ток проходит через резистор, лампы тусклые. После подключения реле они загораются на всю мощность.
Резистор должен быть керамический, мощность примерно 5 Вт, сопротивление 0,1-0,5 Ом.
Импульсные схемы создаются на основе полевого транзистора, подающего ток короткими импульсами. За счет этого нити накаливания не нагреваются до уровня, при котором возможен разрыв. В перерывах между импульсами ток успевает равномерно распределиться по нити, выравнивая сопротивление.
Выбор и монтаж блока защиты галогенных ламп | Генераторы для каждого
Чаще всего галогенные лампы перегорают в момент включения, когда нить накаливания еще не успела разогреться и обладает невысоким сопротивлением. Чтобы предотвратить выход из строя осветительных приборов, разработаны аппаратные средства — блоки защиты. Основная задача, которую выполняет блок защиты галогенных ламп (БЗГЛ)— сведение на нет вреда, который могут причинить приборам освещения резкие скачки тока в сети. Другое название блока — устройство плавного пуска.
Принцип работы системы не отличается сложностью: так как лампа уязвима при резком увеличении тока, блок защиты подключается последовательно с осветительным прибором и пропускает ток с ограничением. Благодаря БЗГЛ, нарастание тока происходит плавно — приблизительно за 1-2 секунды вместо мгновенной подачи. Устроен блок довольно просто, и для его работы вход-выход, фаза-земля и полярность неважны. Рекомендуется подключать устройство последовательно с выключателем в фазный разрыв.
Обратите внимание! Защитные устройства могут использоваться для защиты не только галогенных, но и стандартных ламп накаливания
Установка и подключение
Устройство защиты нередко устанавливается в потолке — там, где устанавливаются осветительные приборы. Если лампа не одна, БЗГЛ размещается до первой лампы.
Если имеется свободное пространство в монтажном коробе под выключателем, проще поместить блок в этом месте. Есть еще одно ограничение на размещение блока в монтажной коробке: его мощность не должна быть выше 300 ватт.
Если речь идет о выключателе с подсветкой, к БЗГЛ параллельно подключается резистор, уровень сопротивления которого может колебаться от 33 до 100 кОм, а мощность быть в пределах 1-2 ватт. Чтобы подсветка светилась, через цепь осветительного прибора должен проходить ток, однако БЗГЛ в выключенном состоянии образует разрыв в потоке. Следствие разрыва цепи — неработающая или тусклая подсветка.
Для 12-вольтных галогенных ламп также нужен БЗГЛ. Если используется электромагнитный трансформатор, БЗГЛ устанавливается в разрыв первичной обмотки. Однако если применяется электронный трансформатор, стандартный блок с парой вывод не подойдет. Здесь нужен специализированный блок на четыре вывода, предназначенный именно для электронных устройств. Уровень мощности БЗГЛ подбирается с учетом общей мощности всех осветительных приборов, но с запасом мощности в 40-50 %.
При перегорании галогенной лампы нить размыкается, что приводит к короткому замыканию. В результате защитный блок может сгореть. Чтобы избежать таких последствий, рекомендуется предпринять следующие действия:
- БЗГЛ устанавливается на легкодоступном участке (подрозетник или электрический щит). Если же блок вмонтирован в потолок, быстро добраться до него будет нелегко.
- Желательно для каждой линии иметь отдельный выключатель-автомат. Номинал нужно выбирать с минимально возможным запасом, так как скачки тока при подключении в данном случае исключены.
Выбор защитного блока
Выбирать БЗГЛ следует по двум параметрам: мощности и производителю. О факторе мощности сказано выше, а на производителях остановимся ниже.
Среди производителей блоков защиты наиболее известны следующие бренды:
- «Feron» (Китай);
- «Camelion» (Китай);
- «Шепро» (Россия);
- «Гранит» (Беларусь);
- «Композит» (Россия);
- «Вжик» (российско-китайское производство).
В качестве примеров охарактеризуем продукцию под брендами «Feron» и «Гранит». Их модели самые распространенные на рынке.
Основное достоинство «Feron» — низкая стоимость. Следует заметить, что это практически единственное преимущество продукции этой фирмы. Перечень недостатков оборудования от китайской фирмы достаточно обширен:
- возможны значительные просадки напряжения, что приводит к недостаточно эффективной работе ламп;
- мерцание, как во время подключения, так и в ходе работы;
- частые помехи, выдаваемые в электрическую сеть;
- невысокое качество пайки и используемых компонентов.
Установка и подключение
Монтаж защитного блока обычно осуществляется на потолке, то есть там, где закреплены приборы освещения. Если лампочка не единственная, устройство плавного пуска устанавливают до первого источника света.
Также блоки размещают в монтажных коробах под переключателем света. Однако следует иметь в виду, что для размещения блока в монтажной коробке существует ограничение: максимальная мощность устройства не должна превышать 300 Вт.
Типичная схема подключения блока показана на рисунке ниже.
В случае с переключателем с подсветкой параллельно блоку подключают резистор. Уровень сопротивления для резистора должен находиться в пределах 33–100 кОм, а мощность — не превышать 2 Вт.
Для ламп на 12 вольт также необходим блок защиты. При использовании электромагнитного трансформатора блок ставят в разрыв первичной обмотки. Для электронного трансформатора понадобится специальный блок с четырьмя вводами.
Уровень мощность блока выбирается исходя из суммарной мощности всех потребителей. При этом необходим некоторый запас мощности, обычно в пределах 50% от номинала всех приборов освещения.
Меры предосторожности
При перегорании лампочки происходит размыкание нити накаливания, что ведет к короткому замыканию. Вследствие этого существует опасность выхода из строя защитного блока. Чтобы не допустить этого, выполняют следующие действия:
Защитное устройство устанавливают на максимально доступном участке (подрозетник или щиток). До потолочного блока добраться будет значительно сложнее. Устанавливают по выделенному автоматическому выключателю на каждую линию
Номинальный показатель выключателя подбирается с небольшим запасом, поскольку перепады тока при данном варианте подключения не принимаются во внимание. Не допускается установка защитного блока в помещениях с повышенным уровнем влажности
Подключение блока защиты галогенных ламп
Рассмотрим подключение на примере блока защиты галогенных ламп Гранит-600 от компании «Ноотехника».
Вот его технические характеристики:
| Напряжение сети | 220 В ± 20 % |
| Мощность нагрузки | 600 Вт |
| Напряжение на нагрузке | Не более 230 В |
| Диапазон рабочих температур | −20…+40 °C |
Как уже было сказано, блок защиты подключается последовательно с лампой в разрыв фазного провода. Полярность при этом не имеет никакого значения.
В случае подключения галогенных ламп напряжением 12v через понижающий электромагнитный трансформатор, блок защиты подключается до трансформатора последовательно с его первичной обмоткой.
Мощность блока защиты подбирается в зависимости от суммарной мощности подключаемых ламп с запасом 20-25% для увеличения его срока службы. Устанавливать блок желательно так, чтобы в дальнейшем всегда можно было иметь свободный доступ к нему.
В завершении хочу отметить, что применение блока защиты позволяет значительно (в 5-7 раз) увеличить срок службы лампы, поэтому их использование является весьма целесообразным.
Выбор защитного блока
При подборе подходящего устройства плавного пуска рекомендуется учитывать два фактора — мощность и производителя. О мощности блока сказано выше. Что касается брендов, наибольшей известностью обладают такие компании:
- «Feron» (КНР);
- «Camelion» (КНР);
- «Шепро» (Россия);
- «Гранит 1000», «Гранит 500» (Беларусь);
- «Композит» (Россия);
- «Вжик» (совместное производство России и Китая).
Самые популярные модели выпускаются компаниями «Feron» и «Гранит». Продукция китайского производителя отличается невысокими ценами. Как и большая часть изделий из Китая, блоки от компании «Feron» считаются не слишком качественными. Для них характерны следующие недостатки:
- просадки напряжения, что нарушает работу светильника;
- мигание лампы при подключении и в процессе функционирования;
- регулярные помехи;
- среднее качество пайки;
- экономия на материалах, из которых изготовлен блок.
Продукция белорусской компании считается значительно более качественной. Однако «Гранит» не отличается компактностью, что в некоторых случаях является критически важным недостатком (например, при размещении в подрозетнике выключателя). Также следует отметить стоимость «Гранита» — более высокую, чем у китайских производителей.
Светодиодные диммеры
Для управления мощностью подключаемых устройств, а также изменения их яркости рекомендуют купить диммер для светодиодных ламп 220в. Их выпускают различных конструкций, встречаются внешние и встраиваемые, одно- и многоканальные, с радио- и инфракрасным пультом управления, в настенном или в напольном исполнение, при этом цена диммера может варьироваться. Сенсорные устройства управляются касанием пальцев и обладают эффектом памяти, они автоматически запоминают последние настройки уровня яркости и возвращаются к ним при включении.
Принцип работы основан на поступлении импульсов постоянного тока, в зависимости от их ширины меняется яркость светодиода. Не стоит опасаться, что вы заметите мерцание, человеческий глаз воспринимает совокупность таких импульсов как ровное и мягкое свечение. Если задать щадящий режим, значительно увеличивается срок службы источников света и экономится электроэнергия. Встраиваемый светодиодный диммер имеет такую же форму и размер как стандартные розетки и выключатели, что позволяет его легко монтировать взамен них.
Светорегуляторы (диммеры) — это специальные устройства управления осветительными приборами. Они позволяют не только включать или выключать свет, но и регулировать его интенсивность от самого яркого до самого приглушённого. Кроме того, за счёт подачи пониженного напряжения на диммеры, их использование позволяет снизить расходы на электроэнергию.
Разновидности диммеров
Можно выделить три основных типа диммеров:
- Светорегуляторы для светодиодных и люминесцентных ламп;
- Диммеры для галогенных ламп (рассчитанных на напряжение 220 В), а также для ламп накаливания;
- Светорегуляторы, рассчитанные на низковольтные галогенные лампы, питающиеся через трансформаторы.
Использование диммеров для светодиодных ламп
Существует три основных типа диммеров для управления светодиодными лампами:
- Нажимные;
- Сенсорные;
- Поворотные.
Диапазон рабочей температуры каждого, в среднем, от -20°C …до +40°C. Способ подключения, как у обычного выключателя – в разрыв фазного провода нагрузки.
ООО«Гельветика-Исеть» является подразделением Федеральной сети «Гельветика». Мы работаем на рынке светодиодных технологий с 2000 года, имеем солидный опыт и компетентных специалистов в штате.
Благодаря прямой работе с Европейскими и Восточными производителями мы предлагаем самую современную продукцию и LED-технологии по лучшим ценам в Уральском регионе. Осуществляем доставку по Екатеринбургу, Свердловской области и всему Уральскому Федеральному округу (Челябинск, Тюмень, Курган, Сургут, Ханты-Мансийск и др.).
Наш основной партнер и главный приоритет – наш покупатель.
ВЛАДИСЛАВ НОСЕНКО
НАДЕЖДА МЕЖЕРИЦКАЯ
ВЕРОНИКА СУНГАТОВА
голоса
Рейтинг статьи
Прайс-лист
Подписаться на новости
Когда вы читаете, обедаете или отдыхаете, уровень освещения должен быть таким, чтобы вы не испытывали неудобств. Диммирование источников света было обычным делом, когда для освещения использовались лампы накаливания и галогенные лампы.
Но с появлением энергосберегающих (люминесцентных) ламп про диммирование пришлось забыть. Электроника в лампе и сама технология источника света не позволяли изменять уровень освещённости в зависимости от входного напряжения 220В.
Шло время, и появились светодиодные лампы. Изначально они тоже не имели возможности корректно работать с диммерами.
Но со временем производители стали устанавливать в лампы специальную электронику для этой задачи. В зависимости от входного напряжения или его формы электронная схема изменяет значение тока, протекающего через светодиоды. Этим и достигается изменение яркости.
Лампы, которые рассчитаны на использование с диммерами (светорегуляторами) — называются диммируемыми светодиодными лампами. Они обычно всегда дороже, чем обычные светодиодные лампы той же мощноcти и, как правило, не так широко распространенны. Однако они есть и их при желании можно приобрести. Главное что требуется помнить — на самой лампе или на её упаковке должно быть явно указано, что лампа диммируемая (dimmable).
Из недостатков таких ламп можно назвать уменьшенный диапазон регулировки. Если обычную лампу накаливания можно диммировать в диапазоне от 0 до 100% яркости, то светодиодные лампы в лучшем случае имеют диапазон от 20-30% до 100%.
Однако, если с лампами все ясно, то вопрос выбор диммера часто ставит в тупик, т.к. большинство диммеров рассчитаны на «последовательное» подключение с нагрузкой.
В выключенном состоянии через лампочку протекает незначительный ток, который необходим для работы электронной схемы диммера. На лампе накаливания наличие этого тока никак не проявляется (ток нити накала намного больше), а вот светодиодная лампа может периодически вспыхивать или вовсе не гаснуть полностью.
Для диммирования светодиодных ламп желательно использовать диммеры, которые имеют постоянное питание от сети (фаза и ноль приходят на диммер без разрыва нагрузкой). Однако это требует усложнения проводки.
Задачу диммирования светодиодных ламп можно решить с применением системы nooLite.
Для управления яркостью вместо регулятора используется пульт-радиопередатчик (варианты пультов), который можно установить в любое удобное место.
При необходимости, можно записать выбранный уровень яркости в память (в сценарий), и затем коротким нажатием вызывать его.
