A LED-lámpák védelme a leégés ellen: rendszerek, okok, meghosszabbítják az élettartamot

A LED lámpák és lámpatestek piacán széles termékskálát kínálnak, különféle árkategóriákban. Az alacsony és közepes árú szegmensek készülékei között a fő különbség inkább nem az alkalmazott LED-ekben, hanem az általuk használt energiaforrásokban van.

A LED-ek egyenáramról, nem pedig a háztartási elektromos hálózatban áramló váltakozó áramról működnek, és a lámpák megbízhatósága és a LED-ek működési módja jobban függ a konverter minőségétől. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogyan lehet megvédeni a LED lámpákat és meghosszabbítani az olcsó modellek élettartamát.

Az alábbiakban leírt minden igaz a lámpatestekre és a lámpákra.

A LED-ek két fő tápegységének típusa: ürítőkondenzátor és impulzusmeghajtó

A legolcsóbb LED termékek használják kioltó kondenzátor áramforrásként. Működésének elve a kondenzátor reaktanciáján alapul. Egyszerű szavakkal: a váltakozó áramú kondenzátor egy ellenállás analógja. Innentől kezdve kövesse ugyanazokat a hátrányokat, mint egy ellenállás használatakor:

1. A feszültség vagy áram stabilizálása hiányzik.

2. Ennek megfelelően a bemeneti feszültség növekedésével a LED-ek feszültsége is növekszik, és az áram is növekszik.

Ezek a hiányosságok összekapcsolódnak. A háztartási villamosenergia-hálózatokban, különösen a távoli területeken, a nyaralókban, a falvakban és a magánszektorban, gyakran megfigyelhető a villamosenergia-túlfeszültség. Ha a feszültség 220 V alatt csökken, akkor nem az a séma szerint összeszerelt lámpák esetében olyan rossz, akkor a LED-ek átmenő árama alacsonyabb lesz, vagy hosszabb ideig tartanak.

Az oltó kondenzátoros LED-lámpa diagramja:

De ha a feszültség meghaladja a névleges értéket, például 240 V, akkor a LED-lámpa gyorsan kiég, mivel a LED-ek átmenő árama megnő. A hálózat impulzus-túlfeszültsége szintén nagyon veszélyes, nagy teljesítményű készülékek váltásakor merül fel: valószínűleg észrevette, hogy például a hűtőszekrény vagy a porszívó bekapcsolásakor a fény „villog” - ez a fenti hullámok megnyilvánulása. Ezek zivatarok vagy vészhelyzetek során is előfordulhatnak az erővezetékeken vagy erőműveken. Az impulzus a következőképpen néz ki:

Impulzus meghajtók LED-ekhez

A középső és a magas árszínű LED-izzókban használják impulzus típusú meghajtók áram stabilizálással.

FONTOS:

A LED-ek stabil áramról működnek, számukra a feszültség nem alapvető érték. Ezért a meghajtót aktuális forrásnak nevezik. Fő jellemzői a kimeneti áram és teljesítmény.

Az áramerősség-stabilizálás visszacsatoló áramkörök segítségével valósul meg. Ha nem mélyednek bele a részletekbe, akkor két fő meghajtó típus létezik, amelyeket LED-izzókban és lámpákban használnak:

1. Transzformátor nélküli, galvanikus leválasztás nélkül.

2. Transzformátor - galvanikus leválasztással.

A galvanikus leválasztás olyan rendszer, amely biztosítja, hogy nincs közvetlen elektromos érintkezés az elsődleges áramkör és a másodlagos áramkör között. Ezt az elektromágneses indukció jelenségeivel, vagyis transzformátorokkal, valamint optoelektronikai eszközökkel valósítják meg. A galvanikus leválasztáshoz szükséges tápegységekben transzformátort használnak.

A transzformátor nélküli 220 V-os meghajtó tipikus vázlatát a LED-ek számára az alábbi ábra mutatja.

Általában integrált áramkörre épülnek, beépített teljesítménytranzisztorral.Különböző esetekben lehet, például TO92, kis teljesítményű tranzisztorokhoz és egyéb IC-khez, például lineáris integrál stabilizátorokhoz, például L7805, például esetként használják. A "nyolclábú" esetekben vannak olyan felületek is, amelyek felületre szerelhetők, mint például a SOIC8 és mások.

Az ilyen járművezetők számára a hálózati feszültség növelése vagy csökkentése nem szörnyű. Az impulzusos túlfeszültségek azonban rendkívül nem kívánatosak - károsíthatják a diódahidat, ha a meghajtó transzformátor nélküli, akkor a 220 V-os áram a mikroáramkör kimenetére kerül, vagy a híd váltakozó árammal rövidzárlatot okoz.

Az első esetben a magas feszültség "el fogja pusztítani a LED-eket", vagy inkább az egyiket, mint általában. A helyzet az, hogy a lámpákban, a spotlámpákban és a lámpatestekben a LED-ek általában sorba vannak kapcsolva, egy LED égése következtében az áramkör megszakad, a többi megmarad.

A második esetben az áramköri biztosíték vagy áramkör kiég.

Az alábbiakban egy transzformátoros LED-ek tipikus meghajtó áramköre látható. Telepítése drága és kiváló minőségű termékekbe.

LED-lámpák védelme: sémák és módszerek

Az elektromos készülékek védelmének különféle módjai vannak, ezek mindegyike méltányos a LED-lámpák védelme szempontjából, köztük:

1. A feszültségstabilizátor használata a legdrágább és rendkívül kényelmetlen a csillár védelme érdekében. Azonban a teljes házat hálózati feszültség-stabilizátorról is táplálhatja, ezek különféle típusúak - relék, elektromechanikus (szervo), relék, elektronikus. Előnyeik és hátrányaik áttekintése külön cikk tárgyát képezheti, írja a megjegyzésekbe, ha érdekli ez a téma.

2. A varisztorok használata olyan eszköz, amely korlátozza a túlfeszültségeket, és felhasználható egy adott lámpa vagy más eszköz védelmére, és a ház bejáratakor is.

3. Használjon további sorozatokondenzáló kondenzátort. Így a lámpa árama korlátozott, a kondenzátort a lámpa teljesítménye alapján számítják ki. Ez inkább nem védelem, hanem a lámpateljesítmény csökkenése, amelynek eredményeként a hálózati feszültség értéke megnő, ennek élettartama nem csökken.

Varisztor lámpák és egyéb háztartási készülékek védelmére

A Varistor feszültségkorlátozó eszköz, működése olyan, mint egy gázszikra-rés. Ez egy változó ellenállású félvezető eszköz. Amikor a feszültség eléri a varisztor feszültségszintjét a végén, ellenállása ezer megaohmtól tíz ohmig csökken, és rajta keresztül áram áramlik. Párhuzamosan csatlakozik az áramkörhöz. Így az elektromos berendezések védettek.

A varisztorok megjelenése

• Un az osztályozási feszültség. Ez egy olyan feszültség, amelynél a varisztoron 1 mA-os áram folyik;

• Um a megengedett legnagyobb váltakozó feszültség (rms);

• Um = - legnagyobb megengedett állandó feszültség;

• P a névleges átlagos energiaeloszlás, ez az, amelyet a varisztor képes eloszlatni a teljes élettartam alatt, miközben a paramétereket a meghatározott határokon belül tartja;

• W a maximálisan megengedett abszorbeált energia džaulokban (J), amikor egyetlen impulzusnak vannak kitéve.

• Ipp - maximális impulzusáram, amelynek növekedési ideje / impulzus időtartama: 8/20 μs;

• Co a zárt állapotban mért kapacitás, működés közben annak értéke az alkalmazott feszültségtől függ, és amikor a varisztor nagy áramot halad át rajta, akkor nullára esik.

Az energiaeloszlás fokozása érdekében a gyártók magasabb varisztor méretét növelik, és következtetései tömegesebbé teszik. Radiátorként működnek a felszabadult hőenergia eltávolításában.

A 220 V váltakozó feszültségű háztartási hálózatok villamos készülékeinek védelme érdekében egy varisztort választanak, amely nagyobb, mint a feszültség amplitúdóértéke, és megközelítőleg 310 V.Vagyis telepíthető varisztor körülbelül 380-430 V osztályozási feszültséggel.

Például a TVR 20 431. Ha alacsonyabb feszültségű varisztort telepít, akkor annak „hamis” működése a hálózati feszültség jelentéktelen túllépésével lehetséges, és ha nagy feszültséggel telepít, akkor a védelem nem lesz hatékony.

Mint már említettük, a varisztorok közvetlenül a ház bejáratához is felszerelhetők, így a ház összes villamos készüléke megvédhető. Ehhez az ipar moduláris varisztorokat gyárt, úgynevezett SPD.

Itt található a háromfázisú hálózat, az egyfázisú hálózat csatlakozási diagramja - hasonlóan.

Ezek a sémák, amelyek difavtomatot és nagyfeszültségű védelmet használnak az egyfázisú áramkör egy vagy két vezetékén, nem kevésbé érdekesek.

 

Egyetlen lámpatest vagy izzó védelmére egy ilyen kapcsolási áramkört használnak, ezt egy házi készítésű LED-es lámpatest példája mutatja, de ha kész lámpatest vagy lámpa van, akkor a varisztor is be van építve - párhuzamosan egy 220 V-os áramkör mentén.

Telepíthető mind a világítótest testébe, mind a külső tápvezetékekre. Ha az aljzathoz csatlakozik, a varisztor behelyezhető az aljzatba. A varisztor cserélhető szupresszorral.

Ebben a videoklipben a szerző érdekes módon beszél a védelem ezen módjáról.

Kész megoldások

Túlfeszültség-védő készülék LED-lámpákhoz - a LittleFuse gyártótól. Biztosítson túlfeszültség-védelmet 20 kV-ig. A kiviteltől függően párhuzamosan vagy sorosan telepítjük.

A piacon vannak olyan eszközök, amelyek különböző jellemzőkkel rendelkeznek - kioldási feszültség és csúcsáram.

A LED védőberendezés a lámpákat feszültségimpulzusok alatt tárolja. A kapcsoló után párhuzamosan csatlakozik a világítási áramkörhöz. Ezenkívül megakadályozza a LED-izzók spontán villogását megvilágított kapcsolók használatakor.

Vajon:

Egy ilyen eszköz működésének lényege az, hogy egy kondenzátort be van építve. A megszakítók háttérvilágítási árama rajta áramlik, és kiegyenlíti a túlfeszültségeket is.

Hasonló vagy hasonló eszköz a Granit cégtől, BZ-300-L modell. A végén található „L” index azt mondja, hogy védőegység LED és energiatakarékos lámpákhoz (cll).

Belül három rész van, amelyek egyikét fentebb megvizsgáltuk:

1. Varisztor.

2. Kondenzátor.

3. Az ellenállás.

Itt egy sematikus ábra. Megismételheti.

következtetés

Lehetetlen teljes mértékben kiküszöbölni a LED-lámpák és a lámpák kiégésének esélyét. Ugyanakkor meghosszabbíthatja az izzók élettartamát azáltal, hogy minimalizálja az áramerősség hatásait. Ezt megteheti akár saját kezével, akár védőegység megvásárlásával a gyári LED-lámpákhoz.