Меню

Лед лампочки с регулировкой яркости



Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория

Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.

Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.

Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.

С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.

Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».

В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.

Содержание статьи

Теория

Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.

Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.

Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.

Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.

Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.

Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.

Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.

Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.

Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:

R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.

Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.

Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.

Читайте также:  Как отрегулировать замок капота ланос

Расчёт выходного тока достаточно прост:

Получается достаточно компактное решение:

Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.

Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка

ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.

При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).

Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.

Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:

А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.

Подробнее про широтно-импульсную модуляцию:

Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В

Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.

Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.

Устройство диммируемых светодиодных ламп:

Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В

Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.

Различают такие диммеры по фронту работы:

1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:

2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.

Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.

Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.

Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В

Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.

Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.

Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».

Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.

Читайте также:  Порядок регулировки клапанов двигателя ваз 21067

Вот пример использования такого решения:

Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.

Заключение

Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.

Источник

Как выбрать светодиодную регулируемую лампу

В это статье: как устроена регулируемая led лампа; какие они бывают и на что обратить внимание при выборе диммируемых LED –ламп; что такое диммер и как с его помощью можно управлять светодиодными лампами; основные преимущества и недостатки ламп с регулируемой яркостью; какие проблемы могут возникнуть при использованиидиммируемых LED-ламп и как их устранить.

Регулируемые светодиодные лампы

Их часто называют диммируемыми (от английского dimming – затемнение). Регулируемые лампы освещения отличаются от привычных светодиодных ламп наличием встроенного управляемого диммера.

Что такое диммер для led ламп

Диммер – прибор, который позволяет плавно изменять интенсивность света. Диммер, изменяющий яркость освещения и работающий вместе с лампами нередко называют светорегулятором.

Суть работы диммера состоит в том, что при изменении мощности подаваемого тока интенсивность свечения тоже меняется.

  • кнопочные
  • с поворотной ручкой
  • сенсорный led диммер (переключение происходит при касании к тач-скрину – сенсорному экрану)
  • led диммер с пультом (дистанционное управление светодиодными лампами происходит через отдельный пульт или приложение на смартфоне).

Вам могут пригодиться

Устройство регулируемой led лампы

  • цоколя
  • диммируемого драйвера
  • корпуса, выполняющего функцию радиатора
  • платы со светодиодами
  • рассеивателя – прозрачного колпака

Какие бывают диммируемые LED -лампы

Они изготавливаются на 12В, 24В и 220В. Выпускаются такие лампы с цоколями:

  • Е27 — для led люстр с диммером и светильников в жилых помещениях
  • Е14 — для люстр с множеством ламп, бра, торшеров и маленьких светильников
  • GX53 — для осветительных устройств и специальных светильников, которые используются в помещениях с высоким уровнем влажности
  • G9 — для точечных диммируемых led светильников
  • GU10 — для декоративной дизайнерской подсветки.

Вам могут пригодиться

Преимущества ламп с регулируемой яркостью перед обычными LED-лампами

Плюсы:

  • простота конструкции
  • удобство управления системой освещения
  • экономия электрической энергии до 90% за счёт сокращения её расхода
  • использование стандартных цоколей (E14, E27, G9 и др.), что не требует замены патронов и упрощает установку таких ламп
  • долговечность led светильников с диммером (от 15 000 до 40 000 часов).
  • сохранение цвета при изменении интенсивности освещения
  • возможность зонирования помещения
  • создание максимально комфортных условий для работы, чтения, отдыха и т.д.

Минусы:

  • цена
  • значение нижнего порога регулировки составляет 10 – 25% (редко 5%), хотя для мощной светодиодной лампы даже 10% уже достаточно ярко.

Вам могут пригодиться

Как выбрать светодиодные лампы регулируемой яркости

1. Мощность

Подбирайте диммер исходя из типа ламп и их суммарной мощности. Изучите упаковку светодиодной лампы и определите, какой тип диммера для неё рекомендован и каковы его характеристики. Мощность самого диммера должна быть на 50% больше суммарной мощности всех ламп.

Мощность диммера, указанная на упаковке равна 1кВт или 1000Вт.

Суммарная мощность светодиодов: 1000Вт : 10 = 100Вт.

Мощность одной светодиодной лампы равна 5Вт.

Получаем: 100Вт : 5Вт = 20 ламп

2. Цоколь

Светодиоды, в конструкции которых предусмотрен цоколь Е27 используют как альтернативу лампы накаливания мощностью 100Вт, Е14 – 60Вт, GU10 – 50Вт.

Исполнение GX53 подходит для встраиваемых светильников. Вариант G9 используют там, где требуется установка компактных источников света. А с цоколем G12 выпускают галогенные лампы.

3. Возможность диммирования

Отличайте диммируемые осветительные устройства от нерегулируемых по надписи на приборе «dimmable», часто с логотипом или по значкам, изображающим ручку поворотного диммера.

4. Форма и размеры лампы

Если лампа имеет форму груши и её размеры совпадают с размером её цоколя, то светить она будет только в одном направлении.

Лампы в виде свечи или вытянутого шара имеют хороший угол освещения (2400 – 3600) и подходят для открытых светильников и бра.

Читайте также:  Простая схема регулировки оборотов двигателя коллекторного двигателя

Трубчатые лампы часто используют для освещения рабочей зоны кухни, а также в любых помещениях в виде потолочных диммируемых led светильников.

«Таблетка» подходит для установки в светильниках на натяжном потолке.

Источник

Рекомендации выбора диммируемых Led светильников в потолок

Энергосберегающие элементы в диммируемых электрических цепях позволяют обеспечить плавную регулировку яркости светового потока. Принципиально процесс схож с обычными спиральными лампами. На выходе покупателей ожидает качественное, удобное и долговечное освещение.

Понятие диммера для светодиодных светильников

В случае с потолочными устройствами соответствующая функция позволит организовать разные сценарии освещения, выставлять настройки с учетом требований к яркости на текущий момент, тем самым экономя электроэнергию. Светодиодный диммер позволит затемнить пространство, обеспечив уютную атмосферу, либо сделать его светлее, создав идеальные рабочие условия. Его принцип действий основан на изменении мощности на выходе. Соответственно от этого параметра зависит общее количество подключаемых светильников на линии.

Если говорить об отдельной люстре, самостоятельном потолочном споте, процесс диммирования осуществляется посредством внешнего светорегулятора. Его обычно размещают в обычную стандартную монтажную электрическую коробку. Регулировка яркости обеспечивается за счет вращающейся ручки переменного резистора, обеспечивающей нужный ток управления транзистором, либо сенсором. Исходный диапазон диммирования устанавливается с учетом электронной схемы регулятора. Обычно он равен 15-25% сетевого напряжения.

Нюансы диммируемых ламп

Обычные Led лампы оснащаются микро выпрямителями тока, которые необходимы для создания постоянного напряжения. Посредством указанного устройства возможно включение или отключение светового потока. В таких случаях желание использовать с подобными лампами регулятора освещения не увенчается успехом. Лучшее, что может случиться – появление эффекта мерцания. Поэтому разработчикам светодиодного оборудования пришлось разрабатывать специальные схемы с диммером. В результате стало возможным говорить о следующих преимуществах:

  • Изменение интенсивности светового потока в диапазоне 10 – 100% (в большинстве случаев светильник оснащают соответствующим ШИМ блоком);
  • Создание мягкого, приглушенного или очень яркого света, чего не удастся добиться со стандартными приборами;
  • Диммирование освещения выгодно сказывается на энергопотреблении устройства (если использовать регулятор с лампами накаливания, экономия может быть до 90%);
  • Длительный срок эксплуатации оборудования;
  • Легкость обслуживания.

Подавляющая часть потолочных светодиодных светильников, комплектуемых диммером, работают с лампами стандартного цоколя, например Е14, Е37 и т.д. Подобный нюанс значительно упрощает самостоятельный монтаж и замену элементов освещения.

Технические характеристики светильников с диммером

Важно понимать, что в технической документации, например, трековых светильников на шинопроводе диммируемых, обычно содержится следующая информация:

  • Мощность источника света (от 4 Вт и выше);
  • Напряжение питания;
  • Тип цоколя лампы (самыми распространенными считаются такие варианты, как G9, G12, G53);
  • Указания по изменению интенсивности света;
  • Угол рассеивания ;
  • Цветовая температура (цвет белый, холодный, желтый);
  • Исполнение элемента, рассеивающего свет (матовое, прозрачное);
  • Яркость светового потока.

Приведенные сведения помогут выбрать наиболее подходящий вариант устройства под выполнение конкретных задач.

О классификации диммеров

Большое распространение получили кнопочные регуляторы. Они позволяют обеспечивать управление от нажатия кнопки возвратного выключателя. Более прогрессивными считаются сенсорные диммеры, выполняющие команды от прикосновения к соответствующей панели на элементе фурнитуры, корпусе и других конструктивных деталях конструкции устройства. Особняком стоит шнуровой регулятор света, больше подходящий для бра, потолочных светильников и т.д. Достаточно интересным для потолочного led светильника считается выбор диммера с дистанционным управлением освещения

О возможных проблемах со светорегуляторами

Простейший led источник света, не оборудованный регулятором, при изменении выходящего напряжения зачастую показывает некорректную работу. В таких случаях появляется эффект мерцания либо отсутствие любых признаков «жизни». Изменение светового потока в потолочных диммируемых трековых светильниках происходит благодаря изменению синусоид напряжения, способных отделяться от части полуволн. В итоге возможно образование так называемых «мертвых зон», которые некорректно обрабатываются драйвером.

Из–за нехватки напряжения на входе элемент не сможет правильно функционировать. К наиболее частым неполадкам устройств можно отнести:

  • Не рабочий драйвер;
  • Появление неприятных шумов на высоких частотах;
  • Невозможность достижения максимальной яркости лампы при выходном напряжении 210 вольт;
  • Несовместимость диммера и led элемента, по причине чего появляется нестабильная работа регулятора.

В связи с этим идеально, если вам удастся купить диммер для светодиодных ламп в проверенных магазинах, предлагающих продукцию хорошо зарекомендовавших производителей. Среди наиболее популярных поставщиков следует отметить Philips, Osram и Uniel.

Источник

Adblock
detector