Все о блоках защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп

Виды изменений в сети

График допустимых показаний отклонения в сети

Выделяют несколько типов скачков напряжения:

• Отклонения. Здесь подразумевается изменение амплитуды, длительность каждой из которых составляет больше 60 сек. Причем есть нормально допустимое и предельно дозволенное отклонения. Во втором случае нормой считается показатель не больше 10% от нормального.
• Колебания (падение напряжения). Здесь амплитуда меняется в меньшую сторону и составляет до 60 сек. Также нормальным считается показатель до 10% от оптимального.
• Перенапряжение. Это резкое увеличение тока выше отметки 242 Вольт. Длительность таких скачков до 1 сек.

Мировые стандарты защиты светодиодного освещения

Во многих странах разработаны или разрабатываются стандарты защиты для светодиодного освещения. С развитием светодиодного освещения меняются и стандарты его защиты – как правило, они становятся все более жесткими.

Безопасность определяется максимальной токовой защитой, в частности, от короткого замыкания, и защитой от перегрузки. В Северной Америке UL8750 является стандартом безопасности светодиодного оборудования, относящегося к бытовым светодиодным лампам и уличным светильникам. Целью этого требования является свести к минимуму риск поражения электрическим током и снизить возможность возникновения пожара. Оно устанавливает нормы эксплуатации устройства защиты от перегрузок по току, чтобы прервать или ограничить ток во время короткого замыкания или состояния перегрузки. Плавкие предохранители являются надежной технологией защиты от таких угроз и, соответственно, наиболее часто используются.

За пределами США стандартом для светодиодных драйверов (источников питания, стабилизированных по току) являются спецификации IEC/EN 61347 и IEC/EN 62031. В Европе требования к защите от перегрузок по перенапряжению и току определяются такими документами как IEC/EN 61547, которые базируются на IEC/EN 61000-4-5. В них разграничиваются различные уровни пиков тока на основе 8 кА/20 мкс короткого замыкания и сочетания формы волны. Для применений в наружном освещении эти уровни могут варьироваться от 4 кВ/2 кА во многих азиатских странах до 10 кВ/5 кА в Европе.

В США очень важным стандартом для проверки защиты от скачков тока является ANSI/IEEE C.62.41-2002. Этот стандарт определяет две категории защиты освещения в зависимости от местоположения и связанных с ним требований к испытаниям, переходным перенапряжениям. В зависимости от места применения осветительного оборудования, например, в помещении или на улице, определяется категория. Скажем, на открытом воздухе светильники подпадают под категорию С (высокий или низкий тест требований) – они гораздо более подвержены ударам молний и, следовательно, будут подлежать испытаниям защиты от скачков тока. В таблице 1 представлены сводные показатели уровней перенапряжений IEEE C.62.41-2002 и их применение.

Таблица 1. Сводные показатели уровней перенапряжения и требования к испытаниям IEEE C.62.41-2002 для светодиодных светильников

Категория местоположения	Макс. имп. напряжение, кВ	Макс. имп. ток, кA	Источник	Применение
1,2/50 мкс	8/20 мкс	Импеданс, Ом
A (в закрытом помещении)	6	0,5	12	Закрытые помещения, жилые помещения, офисы
B	6	3	2	Уличное освещение возле зданий
C (низкий)	6	3	2	Коммерческое промышленное освещение, освещение складов и гаражей
C High (на открытом воздухе)	20	10	2	Уличное освещение, парковки, освещение на открытом воздухе

Плавкие предохранители, MOVs и TVS-диоды производства компании Littelfuse имеют важное значение в обеспечении защиты LED-ламп. Они соответствуют главным нормативным стандартам и нормам безопасности. В настоящее время Соединенные Штаты являются страной, где наиболее проработаны стандарты защиты освещения, эффективности и безопасности для коммерческих помещений, уличного освещения, промышленного и складского

Существуют международные стандарты, которые определяются Международной электротехнической комиссией (МЭК), где указаны нормы защиты от перенапряжений, условия проведения тестирования в соответствии с МЭК 61000-4-5. Кроме того, часть IEC61547 «Оборудование для освещения общего назначения» требует тестирования на электромагнитную совместимость (ЭМС)

В настоящее время Соединенные Штаты являются страной, где наиболее проработаны стандарты защиты освещения, эффективности и безопасности для коммерческих помещений, уличного освещения, промышленного и складского. Существуют международные стандарты, которые определяются Международной электротехнической комиссией (МЭК), где указаны нормы защиты от перенапряжений, условия проведения тестирования в соответствии с МЭК 61000-4-5. Кроме того, часть IEC61547 «Оборудование для освещения общего назначения» требует тестирования на электромагнитную совместимость (ЭМС).

Все стандарты защиты можно разделить на две группы: стандарты безопасности, описывающие необходимую защиту от перегрузок по току, и стандарты, определяющие надежность и регламентирующие требования к устройству выдерживать перенапряжения.

Параметры для устройств защиты

Основными параметрами при выборе устройств защиты светодиодов являются номинальный ток и мощность светодиода, прямое рабочее напряжение и выходное напряжение драйвера светодиода. Типовая номинальная мощность светодиода высокой яркости лежит в диапазоне от 1 до 3 Вт. Максимальный ток, потребляемый светодиодом высокой яркости при его номинальной мощности можно определить из уравнения:

I = P/Vf,

где I — ток, P — номинальная мощность светодиода, а Vf — прямое напряжение светодиода.

Доступны светодиоды различной номинальной мощности, поэтому эти величины будут соответственно изменяться. Кроме того, светодиоды, которые излучают свет с различной длиной волны (различные цвета свечения), имеют разные падения напряжения. Например, светодиод красного цвета свечения обычно имеет меньшее значение Vf, чем светодиод белого цвета свечения и поэтому потребляет больший ток.

Основной проблемой надежности является непрерывность работы светодиодной цепочки, в случае выхода из строя одного светодиода и размыкания цепи. В приложениях, в которых требуется высоконадежный источник света, это может иметь решающее значение. Многие приложения, предназначенные для работы вне помещений, такие как уличное освещение, расположены над землей, поэтому доступ к ним может быть затруднительным. Отказ светодиода, который приводит к разрыву последовательной цепи, может привести к крупным расходам и неудобствам, так как необходимо будет произвести ремонт всего узла.

Драйверы и блоки от компьютера — можно или нет

Давайте рассмотрим подробнее вопрос какие блоки питания бывают и где лучше использовать те или иные БП. Ведь для подключения светодиодной подсветки в спальне, на улице или в бассейне, применяются совершенно разные экземпляры.

При этом не путайте блоки питания и драйверы. Это совершенно разные устройства и выполняют они разные задачи.

Подключив светодиодную ленту от драйвера, можно запросто ее спалить и вывести из строя. Почему так происходит, объясняется в отдельной статье.

Еще часто задаются вопросом, а можно ли вместо стандартного магазинного блока, использовать блоки питания от компьютера?

Если у него характеристики совпадают с характеристиками led ленты — есть постоянное стабилизированное напряжение 12В + достаточная мощность, то подключайте.

Все будет светиться и работать исправно. Однако для качественно подсветки, лучше подбирать специализированные виды. Давайте к ним и перейдем.

Влияние температуры p-n-перехода

Как известно, оптические характеристики светодиода существенно меняются в зависимости от температуры. Количество излучаемого света уменьшается с ростом температуры p-n-перехода, а при некоторых технологиях от температуры зависит и длина волны излучения. При отсутствии надлежащего регулирования управляющего тока и температуры p-n-перехода эффективность светодиода может быстро упасть, что приведет к снижению яркости и сокращению срока службы.

Еще одна характеристика светодиода, связанная с температурой p-n-перехода, — это прямое падение напряжения (Vf). Если для задания управляющего тока используется простой резистор цепи смещения, Vf падает с ростом температуры, и управляющий ток растет. Это может приводить к тепловому «убеганию», особенно в мощных светодиодах, и к отказу компонента. Распространена практика регулирования температуры p-n-перехода путем монтирования светодиода на плакированных печатных платах, обеспечивающих быстрый отвод тепла.

Переходные процессы и броски тока от сети электропитания также могут сокращать срок службы светодиода, а многие схемы управления светодиодами подвержены выходу из строя под действием постоянных напряжений ненадлежащего уровня и полярности. Возможно также повреждение выходов схем управления светодиодами из-за короткого замыкания. В большинстве схем управления светодиодами имеется встроенная защита, в том числе тепловая, и функции обнаружения обрыва и короткого замыкания. Однако для защиты интегральных схем и других чувствительных электронных компонентов от перегрузки по току могут потребоваться дополнительные устройства.

Рис. 1. Координированная схема: а) на базе устройств с ПТКС PolySwitch и металлоксидных варисторов для защиты импульсных источников питания; б) на базе устройств PolyZen, PolySwitch и антистатических устройств для защиты входов и выходов схемы управления светодиодами

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Блок питания на двадцать ватт

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.

Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Стоваттный блок питания

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.

Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Так как, возможно, что блок питания будет пропускать сильное напряжение, позаботьтесь о том, чтобы все его соединения и контакты были качественно заизолированы. Тоже касается и всех транзисторов, их так же следует изолировать от внешней среды, ведь они могут пропускать ток через свой корпус.

Очень часто причиной поломки электроприбора становится неисправность аккумулятора. Вследствие этого нужен ремонт или же покупка нового оборудования. Но можно избежать больших затрат, сделав блок питания из энергосберегающей лампы своими руками. Все необходимые детали можно взять из обычной люминесцентной лампы, стоимость которой невелика.

Основные причины почему моргает светодиодная лампа или светильник при включенном свете

У данной проблемы есть всего несколько вариантов:

1. Низкое напряжение в сети;
2. Неисправная пусковая аппаратура;
3. Скачки напряжения в электросети.

Низкое напряжение в сети

Для того, чтоб выявить эту проблему, необходимо проверить уровень напряжения в сети.

Для этого нужен обычный мультиметр или вольтметр.

При нормальном уровне напряжения на индикаторе должно быть от 215 до 225 В. Это допустимые погрешности в стационарной электросети.

Если же этот показатель ниже 200 В или выше 250 В Вам нужно будет обратится в ЖЭК или энергоснабжающую организацию, для того чтоб они выполнили все необходимые замеры и в случаях несоответствия отрегулировали работу силового трансформатора на подстанции.

Часто на практике специалисты электроснабжающей организации не смогут (или не захотят) отрегулировать уровень напряжения согласно ПУЭ, в таком случае без установки ограничителя напряжения или стабилизатора Вам не обойтись.

Неисправная пусковая аппаратура

Данная проблема в большинстве случаев встречается у старых светодиодных ламп. Она может быть вызвана как пересыханием электролитического конденсатора, так и частичным выходом из строя выпрямительного моста.

В подобных случаях необходимо либо выполнять ремонт пусковой аппаратуры (менять электролит) или же покупать новую светодиодную лампу.

Скачки напряжения в электросети

Довольно часто в домах или квартирах со старой проводкой возникают кратковременные скачки напряжения, при которых уровень напряжения может достигать 280–320 В. В таких случаях для защиты всех бытовых электроприборов и светодиодного освещения необходимо устанавливать стабилизаторы напряжения, которые сглаживают перепады и скачки напряжения до номинального значения (220 В).

Плавное включение ламп накаливания.

Использование лампочек с вольфрамовой нитью оправдывается их низкой стоимостью. Они по-прежнему пользуются спросом. Перегорание спиралей накаливания обычно происходит в момент включения. Это связано с десятикратным возрастанием ампеража из-за высокого сопротивления холодной спирали. Избежать таких скачков позволяют устройства плавного включения ламп накаливания.

Производители предлагают несколько моделей, работающих по одному принципу: они кратковременно изменяют фазовый угол тока. Владея азами электротехники, нетрудно своими руками собрать схему плавного пуска лампы накаливания. Подключение такого устройства значительно снижает энергозатраты, повышает уровень комфорта: УПВЛ с регулятором устанавливается необходимая степень свечения. Автомат плавного включения фар избавляет автомобилистов от частой замены галогеновых и традиционных лампочек.

Причины преждевременного перегорания

Когда лампы с нитью накала включаются, по закону Ома при высоком сопротивлении холодной спирали пропорционально возрастает сила тока. В стандартной лампочке небольшой мощности в 55 Вт сила тока в доли секунды достигает 60 А. Когда вольфрам разогревается, ток моментально нормализуется. Момент включения – настоящее испытание для спирали накаливания.

Беда в том, что нет идеальных спиралей. В процессе эксплуатации металл выгорает неравномерно. Как следствие, в тонких участках вольфрамовой спирали в момент разогрева мощность тока максимальная, они вспыхивают и рвутся.

Срок эксплуатации спирали накаливания зависит от нескольких факторов:

1. качество контакта между патроном и цоколем, когда есть подгорания, возрастает риск короткого замыкания;
2. частое включение/выключение, такой режим эксплуатации не предусмотрен;
3. нестабильное напряжение, установлено, что изменение напряжения на 1% снижает срок службы спирали накаливания в 7–8 раз;
4. старые провода, изоляция со временем начинает осыпаться, снижается плотность соединения проводников;
5. вибрация, высокая влажность окружающей среды.

Принцип работы

Фазовый регулятор лежит в основе любого устройства плавного включения ламп накаливания. Он спасает от скачков при нестабильном напряжении, его используют при подключении бытовых приборов, запитывающихся от сети напряжения 220 В. Принцип УПВЛ прибора заключается в постепенном повышении силовой нагрузки. Он последовательно включается в электрическую цепь между питающим проводом (фазой), нулевым. Во время включения рост силы тока ограничен, напряжение плавно увеличивается до 180–210 В. Потребление самого устройства в пределах 1,5 вольт.

В схеме устройства обязательно есть полупроводниковые устройства. Через одно проходит полуволна (минус), другая в это время поступает на конденсатор (плюс). Когда его заряд достигает величины открывания p-n перехода, ограничения электропитания снимаются. Ток, напряжение стабилизируются.

Назначение блока защиты галогенных ламп и ламп накаливания:

• стабилизация пускового тока;
• повышение сроки эксплуатации световых галогенных элементов в 6 раз;
• снижение риска деформации вольфрамовой спирали;
• устранение эффекта мигания.

Готовые решения

Монтаж блока защиты заводского производства не занимает много времени. Они выпускаются с разными периодами корректировки напряжения – от долей секунды до трех. Величина максимально напряжения тоже варьируется. При выборе устройства плавного включения ламп накаливания необходимо внимательно смотреть маркировку. Габариты блока зависят от нагрузки. Разработаны модели мощностью до 1100 Ватт. Типовые, используемые в быту, обычно ограничиваются 150 Вт. Если устройство приобретается с целью защиты от скачков напряжения, необходимо предусмотреть 30% запас прочности. Он рассчитывается до суммарной мощности подключаемых устройств.

Модифицированные устройства – светорегуляторы или диммеры имеют дополнительные функции:

1. обеспечивают регулировку светового излучения;
2. оснащаются программными системами, работающими по хлопку, голосовой команде или от пульта;
3. плавно выключают свет.

Что делать, если мигает лампа при выключенном свете?

Старая лампочка

Решить проблему с выключателем можно несколькими способами:

• энергосберегающая лампа меняется на обычную;
• удалить подсветку в выключателе, но для этого понадобится вызвать мастера, чтобы он разорвал цепь питания в приборе;
• поставить обычный выключатель.

Неправильный монтаж конструкции и некачественная продукция – это вторая по значимости причина, почему лампочка мигает. Происходит это из-за разрыва выключателем нулевой фазы, а не той, которая нужна. Если человек разбирается в электропроводке, тогда он может самостоятельно решить проблему. Но лучше вызвать электрика, чтобы не случилось замыкание. Мастер должен поменять нулевую фазу на нужную, что и устранит моргание.

Для электрика нужно, чтобы был обеспечен свободный доступ к электрическому щитку и проводке. Но прежде, чем лезть в щиток или выключатель, стоит просто поменять одну лампу на другую. Моргание светодиода часто вызывается тем, что лампа поломалась, неисправна или является некачественной. Чтобы этого избежать, рекомендуется покупать источники освещения в специализированных магазинах, где продается сертифицированная продукция. Не следует приобретать продукцию неизвестной фирмы. Если требования к лампе не будут отвечать стандартам, тогда и будут возникать проблемы с тем, что светодиоды при выключенном свете время от времени моргают.

Покупая лампочки светодиодного или люминесцентного типа, стоит обратить внимание на такие факторы, как:

1. Фирму-производителя. Отказаться нужно от дешевых китайских подделок.
2. Целостность пачки, в которой находится лампа.
3. Проверить светодиод в магазине, чтобы убедиться в исправности продукции и в ее качестве.

Дизайнеры и специалисты по освещению рекомендуют для жилых комнат выбирать лампы энергосберегающего типа, которые дают теплый свет. А вот для нежилых помещений лучше всего подойдут светодиоды, дающие холодный свет. На рынке очень ценятся за качество и работу такие лампы, как компактные люминесцентные.

В любом случае та или иная причина, вызывающая моргание светодиода, должна быть решена профессионалами. Часто электрики советуют, лампу какой фирмы нужно выбрать, чтобы устранить проблемы в доме. Некоторые люди, сталкивающиеся с морганием лампочек, рекомендуют почитать в интернете, что делать в подобных ситуациях. Но не все советы, которые есть в сети, отличаются эффективностью и являются безопасными для неспециалистов по электрической технике.

Как выбрать блок аварийного питания для светильников

Тип источника света

БАП применяются наиболее часто для люминесцентных или светодиодных систем. Советуем использовать второй вид светильника, он имеет ряд преимуществ, о них не составит большого труда узнать на просторах интернета.

В аварийных светодиодных светильниках с БАП сам блок подцепляется в линию светодиодов через преобразующий драйвер.

Эффективность

Старые модели БАП потребляют гораздо больше электроэнергии для зарядки аккумулятора. В современных аналогах применяются импульсные зарядные устройства, которые экономят энергию, и качественные батареи с низкими показателями саморазряда.

Защита

На некоторых объектах, где применяется бесперебойное питание светильников, достаточно агрессивная среда: химические испарения, низкие или высокие температуры, грязь, влажность. В таком случае БАП монтируется внутри выносной коробки, имеющей класс защиты от пыли и влаги IP 65. Чаще всего они пригождаются в производственных и складских помещениях.

Авто-тестирование

На некоторых моделях для периодической проверки исправности используется автоматическое тестирование.

Они подразделяются на два типа:

• Тест первого типа – аварийный блок отключается от рабочей сети на несколько минут, идет проверка аккумуляторной батареи и самого источника света. Периодичность – 28 дней.
• Тест второго типа – более длительная проверка тех же электро-частей. Периодичность – каждые 364 дня, прогон один или три часа.

Монтирование ленты и подключение к сети

Как варианта светодиодного светильника часто применяют лед-полоску. Несмотря на кажущуюся простоту, ее монтаж также имеет свои особенности. Как правило, ее устанавливаются либо под полотно натяжного потолка, либо под короба навесной конструкции. Основной эффект ее применения – зонирование отдельных областей, подчеркивание рельефа и создание однородной внутренней подсветки на определенном участке или по всей поверхности.

Рассмотрим простейший пример того, как повесить лед-полоску под навесной потолок:

1. После того как подсчитано количество светильников, проводки и оборудования, выполняется разметка.
2. Далее с помощью саморезов или дюбелей к потолку крепится алюминиевый П-профиль или уголок для размещения лед-полоски.
3. На него наклеивается светодиодная лента.
4. Монтируется и подсоединяется проводка, трансформатор и дополнительное оборудование.
5. Устанавливаются крепежные элементы для потолка.
6. Прикручиваются листы гипсокартона или натягивается навесная ткань.

Прежде чем выполнять финишный монтаж потолочной поверхности, нужно провести контрольную проверку установленной системы подсветки

Также рекомендуется по возможности выбирать место размещения лед-прибора и важного оборудования так, чтобы в случае необходимости их можно было заменить

Пример монтажа светодиодной ленты в короб натяжного потолка приведен на следующем изображении:

Основные выводы

Блок
защиты устраняет перепады напряжения в сети, обеспечивая длительный срок службы
галогенным и прочим энергосберегающим и светодиодным лампам. Чаще всего
причиной перегорания лампочек являются:

1. Скачки напряжения.
2. Фатальное повышение силы тока.
3. Наведенная пульсация.
4. Паразитарная пульсация.

Для
надежной защиты энергосберегающих ламп и светодиодных светильников необходимо в
начало электросхемы установить параллельно или последовательно (в зависимости
от конструкции) специальный блок. При его выборе нужно учесть суммарную
мощность электроприборов, а также напряжение на входе и выходе и условия
будущей эксплуатации.

ПредыдущаяСветодиодыКак отключить подсветку в выключателеСледующаяСветодиодыОсобенности и характеристики блока аварийного питания для светодиодных светильников

https://www.youtube.com/embed/