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Protezione delle lampade a LED dal burnout: schemi, ragioni, allungano la vita
Una vasta gamma di prodotti in diverse fasce di prezzo è presentata sul mercato delle lampade e degli apparecchi a LED. La principale differenza tra i dispositivi dei segmenti di prezzo basso e medio è in larga misura non nei LED utilizzati, ma nelle fonti di alimentazione per essi.
I LED funzionano a corrente continua e non dalla corrente alternata che fluisce nella rete elettrica domestica e l'affidabilità delle lampade e la modalità di funzionamento dei LED dipendono maggiormente dalla qualità del convertitore. In questo articolo, vedremo come proteggere le lampade a LED e prolungare la durata dei modelli a basso costo.
Tutto quanto descritto di seguito vale per apparecchi di illuminazione e lampade.
Due principali tipi di alimentatori per LED: condensatore di soppressione e driver impulsi
I prodotti LED più economici utilizzano condensatore di spegnimento come fonte di energia. Il principio del suo funzionamento si basa sulla reattanza di un condensatore. In parole semplici, il condensatore in un circuito CA è un analogo di un resistore. Da qui seguire gli stessi svantaggi di quando si usa un resistore:
1. Mancanza di stabilizzazione per tensione o corrente.
2. Di conseguenza, con un aumento della tensione di ingresso, aumenta anche la tensione sui LED e aumenta anche la corrente.
Queste carenze sono interconnesse. Nelle reti elettriche domestiche, specialmente nelle aree remote, cottage estivi, villaggi e il settore privato, si osservano spesso sbalzi di corrente. Se la tensione scende al di sotto di 220 V, non è così male per le lampade assemblate secondo questo schema, la corrente attraverso i LED sarà inferiore, rispettivamente, dureranno più a lungo.
Schema di una lampada a LED con un condensatore di spegnimento:
Ma se la tensione è superiore a quella nominale, ad esempio 240 V, la lampada a LED si spegnerà rapidamente, a causa dell'aumento della corrente attraverso i LED. Anche le sovratensioni impulsive nella rete sono molto pericolose, derivano dal passaggio di potenti apparecchi: probabilmente hai notato che quando accendi il frigorifero o l'aspirapolvere, ad esempio, la luce "lampeggia" - questa è una manifestazione di questi impulsi impulsivi. Si verificano anche durante temporali o emergenze su linee elettriche o centrali elettriche. L'impulso si presenta come segue:
Driver a impulsi per LED
Nelle lampadine a LED vengono utilizzati il segmento di prezzo medio e alto driver a impulsi con stabilizzazione della corrente.
IMPORTANTE:
I LED funzionano da una corrente stabile, la tensione per loro non è un valore fondamentale. Pertanto, il driver è chiamato una fonte corrente. Le sue caratteristiche principali sono la corrente e la potenza di uscita.
La stabilizzazione della corrente viene implementata utilizzando i circuiti di feedback, se non si entra nei dettagli, esistono due tipi principali di driver utilizzati nelle lampadine e nelle lampade a LED:
1. Transformerless, rispettivamente, senza isolamento galvanico.
2. Trasformatore - con isolamento galvanico.
L'isolamento galvanico è un sistema che garantisce l'assenza di un contatto elettrico diretto tra il circuito di alimentazione primario e il circuito di alimentazione secondario. È implementato usando i fenomeni di induzione elettromagnetica, in altre parole, trasformatori, nonché usando dispositivi optoelettronici. Negli alimentatori per l'isolamento galvanico viene utilizzato un trasformatore.
Uno schema tipico di un driver 220V senza trasformatore per LED è mostrato nella figura seguente.
Di solito sono costruiti su un circuito integrato con un transistor di potenza incorporato.Può essere in diversi casi, ad esempio TO92, è utilizzato anche come custodia per transistor a bassa potenza e altri circuiti integrati, ad esempio stabilizzatori integrali lineari, come L7805. Esistono anche esemplari in custodie a "otto zampe" per montaggio su superficie, come SOIC8 e altri.
Per tali driver, alzare o abbassare la tensione nella rete non è terribile. Ma le sovratensioni impulsive sono estremamente indesiderabili: possono danneggiare il ponte a diodi, se il driver è senza trasformatore, quindi 220 V andranno all'uscita del microcircuito o il ponte si romperà in cortocircuito con corrente alternata.
Nel primo caso, un'alta tensione "ucciderà i LED", o piuttosto uno di essi, come di solito accade. Il fatto è che i LED nelle lampade, i faretti e gli apparecchi sono solitamente collegati in serie, a seguito della combustione di un LED, il circuito si interrompe, il resto rimane intatto.
Nel secondo, il fusibile o il circuito del circuito si bruciano.
Di seguito è mostrato un tipico circuito driver per LED con trasformatore. Sono installati in prodotti costosi e di alta qualità.
Protezione della lampada a LED: schemi e metodi
Esistono diversi modi per proteggere gli apparecchi elettrici, tutti sono corretti per la protezione delle lampade a LED, tra cui:
1. L'uso di uno stabilizzatore di tensione è il modo più costoso ed è estremamente scomodo utilizzarlo per proteggere il lampadario. Tuttavia, puoi alimentare l'intera casa da uno stabilizzatore di tensione di rete, sono di vari tipi: relè, elettromeccanico (servoazionamento), relè, elettronico. Una revisione dei loro vantaggi e svantaggi può essere un argomento per un articolo separato, scrivere nei commenti se si è interessati a questo argomento.
2. L'uso di varistori è un dispositivo che limita le sovratensioni, può essere utilizzato sia per proteggere una lampada specifica o altro dispositivo, sia all'ingresso della casa.
3. Utilizzo di un condensatore di spegnimento aggiuntivo in serie. Pertanto, la corrente della lampada è limitata, il condensatore viene calcolato in base alla potenza della lampada. Questa non è piuttosto una protezione, ma una diminuzione della potenza della lampada, di conseguenza, con valori di tensione aumentati nella rete, la sua durata non sarà ridotta.
Varistore per la protezione di lampade e altri elettrodomestici
Il varistore è un dispositivo di limitazione della tensione, la sua azione è come un gap di scintilla del gas. Questo è un dispositivo a semiconduttore con resistenza variabile. Quando la tensione raggiunge il livello di tensione del varistore ai suoi terminali, la sua resistenza diminuisce da migliaia di megaohm a decine di ohm e una corrente inizia a fluire attraverso di esso. È collegato al circuito in parallelo. Pertanto, le apparecchiature elettriche sono protette.
L'aspetto dei varistori
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Un è la tensione di classificazione. Questa è una tale tensione alla quale una corrente di 1 mA inizia a fluire attraverso il varistore;
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Um è la massima tensione alternata effettiva ammissibile (rms);
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Um = - tensione costante massima consentita;
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P è la dissipazione di potenza media nominale, questa è quella che il varistore può dissipare per tutta la vita utile mantenendo i parametri entro i limiti stabiliti;
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W è l'energia assorbita massima consentita in joule (J) se esposta a un singolo impulso.
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Ipp - corrente di impulso massima per la quale il tempo di salita / durata dell'impulso: 8/20 μs;
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Co è la capacità misurata nello stato chiuso; durante il funzionamento, il suo valore dipende dalla tensione applicata e quando il varistore attraversa una grande corrente attraverso di essa, scende a zero.
Per aumentare la dissipazione di potenza, i produttori aumentano le dimensioni del varistore stesso e rendono anche le sue conclusioni più massicce. Agiscono come un radiatore per la rimozione dell'energia termica rilasciata.
Per proteggere gli apparecchi elettrici nelle reti elettriche domestiche con una tensione alternata di 220 V, viene selezionato un varistore maggiore del valore di ampiezza della tensione e approssimativamente uguale a 310 V.Cioè, è possibile installare un varistore con una tensione di classificazione di circa 380-430 V.
Ad esempio, è adatto TVR 20 431. Se si installa un varistore con una tensione inferiore, il suo funzionamento "falso" è possibile con eccessi insignificanti della tensione di rete e se si installa con una tensione elevata la protezione non sarà efficace.
Come già accennato, i varistori possono essere installati direttamente all'ingresso della casa, in modo da proteggere tutti gli elettrodomestici nella casa. Per fare questo, l'industria produce varistori modulari, i cosiddetti SPD.
Ecco lo schema di collegamento per una rete trifase, per una rete monofase - allo stesso modo.
Questi schemi che utilizzano un difavtomat e una protezione ad alto potenziale su uno o due fili di un circuito monofase non sono meno interessanti.
Per proteggere un singolo apparecchio o lampadina, viene utilizzato un tale circuito di commutazione, come mostrato nell'esempio di un apparecchio LED fatto in casa, ma quando si utilizza un apparecchio o una lampada già pronti, viene installato anche il varistore - in parallelo lungo un circuito 220V.
Puoi installarlo sia nel corpo del dispositivo di illuminazione stesso che sui cavi di alimentazione dall'esterno. Se si collega a una presa di corrente, il varistore può essere inserito nella presa di corrente. Il varistore può essere sostituito con un soppressore.
In questo video, l'autore parla in modo interessante di questo metodo di protezione.
Soluzioni pronte
Dispositivo di protezione da sovratensioni per lampade a LED - dal produttore LittleFuse. Fornisce protezione contro le sovratensioni fino a 20 kV. A seconda del design, è installato in parallelo o in serie.
Esistono sul mercato dispositivi con caratteristiche diverse: tensione di intervento e corrente di picco.
Il dispositivo di protezione a LED immagazzina le lampade durante gli impulsi di tensione. È collegato in parallelo al circuito di illuminazione dopo l'interruttore. Evita anche il lampeggiamento spontaneo delle lampadine a LED quando si utilizzano interruttori illuminati.
meraviglia I:
L'essenza del funzionamento di un tale dispositivo è che all'interno è installato un condensatore. La corrente di retroilluminazione degli interruttori circola attraverso di essa e inoltre attenua le sovratensioni.
Un dispositivo simile o simile della società Granit, modello BZ-300-L. L'indice "L" alla fine indica che si tratta di un'unità di protezione per LED e lampade a risparmio energetico (cll).
All'interno ci sono tre parti, una delle quali abbiamo esaminato sopra:
1. Varistore.
2. Condensatore.
3. La resistenza.
Ecco un diagramma schematico. Puoi ripeterlo.
conclusione
È impossibile eliminare completamente la possibilità di esaurimento di lampade a LED e lampade. Tuttavia, è possibile prolungare la durata delle lampadine minimizzando gli effetti degli sbalzi di corrente. Puoi farlo con le tue mani o acquistando un'unità di protezione per lampade a LED fabbricate in fabbrica.
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