Почему светодиодная лампа мигает во включенном состоянии

Современное освещение стоит дорого и может серьезно разочаровать домовладельца, когда новый светильник из магазина не оправдывает ожиданий.

Покупателю лучше заранее понять, почему светодиодные лампы мигают при включенном или выключенном выключателе, какие электрические процессы влияют на их работу.

Представляем эту тему ниже.

 

 

Почему светодиодная лампа может создавать нестабильное освещение

Люминесценция светодиодной лампы создается током, протекающим через полупроводниковый переход только в одном направлении.

При изменении полярности света не будет, что хорошо видно на прилагаемой диаграмме протекания синусоидального тока.

Современная светодиодная лампа состоит из определенного количества светодиодов, соединенных в последовательные и параллельные цепочки. Через них протекает постоянный ток от источника напряжения, называемого драйвером питания или просто блоком.

Интенсивность свечения каждого полупроводникового перехода определяется протекающим через него током. При увеличении тока световой поток увеличивается в реальных характеристиках и уменьшается при уменьшении тока.

Свечение сильно зависит от нагрева полупроводникового перехода. Поэтому использование высококачественных радиаторов, принудительного охлаждения или даже естественной системы вентиляции улучшает светоотдачу.

Размещение светодиодного источника в невентилируемом помещении в подвесном или натяжном потолке или в других подобных местах ухудшает освещение и сокращает срок службы самых качественных светодиодов.

Для дальнейшего анализа принципов работы светодиодного освещения необходимо рассмотреть еще один научный факт: даже очень небольшое изменение прямого падения напряжения на полупроводниковом переходе приводит к большим колебаниям протекающего тока.

Это означает, что необходимо уделять больше внимания стабильности текущих значений. Но производители светодиодных ламп идут в этом отношении двумя путями, создавая:

1. сложные и дорогие модули, обеспечивающие стабильную стабилизацию тока даже при значительных колебаниях входного напряжения;
2. простейшие устройства, которые через резисторно-конденсаторный делитель значительно уменьшают амплитуду входной синусоиды 220 В до нескольких вольт, а затем пропускают ее через диодный мост. За ним следует импульсный сигнал, который затем сглаживается электролитическим выравнивающим конденсатором.

Конечно, есть и промежуточные варианты, но сейчас нет смысла на них останавливаться: у нас другая задача.

Простой драйвер ASD JCDR 5.5W GU5.3 выглядит следующим образом.

Электрическая схема этого устройства показана ниже. Здесь не было уделено внимания текущей стабилизации.

 

 

Даже вопрос стабилизации напряжения в нем не решен: нет ни одного элементарного стабилизатора. Схема основана на принципе, что входное напряжение 220 В не должно меняться, что не осуществимо в нашей реальности.

Драйвер тока для светодиодной лампы среднего качества уже включает в себя фильтр помех, схему, работающую по принципу обратной связи выходного сигнала, высокочастотные трансформаторные преобразователи, разделяющие информационные каналы.

Благодаря разнообразию моделей, производители предоставляют достаточно широкий ассортимент своей светодиодной продукции в различных ценовых категориях для массового покупателя.

Задача потребителя — выбрать светильник, наиболее подходящий по стоимости и цене для конкретных условий эксплуатации. Каждый человек должен руководствоваться в этом вопросе только личными интересами.

Как проверить качество светодиодной лампы самостоятельно

Мигание любой лампочки может быть:

1. Низкая частота, когда он явно раздражает наши глаза;
2. Высокая частота, которая не сразу так заметна, но также оказывает негативное влияние на наше зрение.

Скрытые изменения в стабильности любого источника света можно визуально оценить с помощью стробоскопического эффекта.

Первый метод

Просто возьмите карандаш, бирос или другую подобную палочку. Просто поднесите его близко к рабочему источнику и производите быстрые возвратно-поступательные движения на пути человеческого глаза.

В этой ситуации наш глаз заметит небольшие участки свечения, дающие пульсации нестабильного света. Требуется небольшая сноровка.

Метод приблизительный и оценочный, но он работает.

Второй метод визуальной оценки

В каждом мобильном гаджете теперь есть встроенная цифровая камера, которая позволяет мгновенно оценить стабильность светового потока.

Используя любой смартфон или мобильный телефон, можно примерно оценить качество освещения. Там вы сможете лучше увидеть пульсации.

Третий метод: определение коэффициента пульсации

Более точная и качественная оценка качества света может быть сделана с помощью метода измерения.

Принцип его действия:

• Свет от лампы направляется на широкоспектральный фотодиод;
• Генерируемый ток подается на операционный усилитель, который преобразует его в пропорциональное напряжение;
• Подключенный осциллограф показывает состояние сигнала и величину изменения напряжения;
• На основе полученных значений рассчитывается коэффициент пульсации.

Этот принцип можно реализовать, собрав усилитель в соответствии с приведенной ниже схемой. Основные компоненты и их обозначения приведены с подписями.

Коэффициент пульсации оценивается отношением минимальных уровней напряжения к максимальным, выражается в процентах и рассчитывается по формуле:

K = 1 — (Umin / Umax)

Весь процесс подробно объясняет владелец Publikz.com в видеоролике. Тема информативна и полезна. Смотрите и повторяйте.

И я перехожу от теоретического объяснения физических процессов к практическим рекомендациям.

Как влияет заниженное напряжение сети на мерцание светодиодов

Здесь работает тот же принцип, что и в случае с «севшей батарейкой», которая не прослужит долго. Каждый силовой преобразователь рассчитан на работу в определенном диапазоне рабочих напряжений и имеет определенный резерв.

Дорогие модели имеют больший запас хода, в то время как бюджетные модели имеют ограниченный или даже низкий запас хода. Это необходимо учитывать.

Низкое качество электроэнергии с амплитудными затуханиями особенно характерно для жителей сельской местности с длинными воздушными линиями электропередач.

Это суровая реальность, но ее можно исправить. Как повысить пониженное напряжение в сети до 220 вольт в частном доме, я специально описал в отдельной статье. Читайте там.

Чтобы светодиодная лампа работала правильно, необходимо обеспечить ее оптимальное питание. Поэтому я рекомендую начинать процесс ремонта и устранения неисправностей с проверки его стоимости.

Уровень должен быть в пределах 207÷253 В. А при более низких значениях низкокачественные драйверы уже могут быть нестабильными.

Какие проблемы создает наведенное напряжение

Термин наведенное напряжение используется для описания потенциала электрической энергии, передаваемой путем электромагнитного преобразования от активного электрического устройства в замкнутую цепь.

В нем начинает протекать разрядный ток. Нарисуйте эти процессы на упрощенном чертеже, показывая электромагнитное преобразование с помощью символа трансформатора.

Именно прогулка на велосипеде помогла мне почувствовать, что это такое. В сырую погоду я поехал обратно по хорошо проверенному маршруту. Автомагистраль пересекалась с действующей воздушной линией электропередачи 330 кВ.

До этого я много раз ездил в сухую погоду, ничего не чувствуя, а сырость сыграла злую шутку: мне пришлось всем телом ощутить небольшой, но вполне ощутимый разряд.

Аналогичным образом, силовые кабели, идущие параллельно или рядом с цепями освещения, могут подавать дополнительное напряжение на светодиоды.

Приложенный потенциал вызовет их мерцание. В этой ситуации может помочь экранирование как особый случай.

Однако лучше заранее исключить индукцию на этапе проектирования, избегать близких высоковольтных цепей, работы мощных нагрузок, таких как сварочные аппараты и подобные устройства.

Как влияют на качество светодиодного освещения импульсные блоки питания

Все современные бытовые приборы оснащены ИБП. Принцип их работы основан на преобразовании бытового напряжения частотой 50 герц в высокочастотный сигнал, который затем выпрямляется и подвергается дальнейшей обработке.

Эта высокая частота от электроприборов должна быть отфильтрована конденсаторами и дросселями, встроенными в устройство. Однако в некоторых ситуациях они могут не справиться с этой задачей или выйти из строя.

Тогда наведенный высокочастотный сигнал, например, от включенной микроволновой печи, цифрового телевизора или другого прибора, проникнет в домашнюю сеть, создавая высокочастотные помехи.

Они также повлияют на драйвер светодиодной лампы, что будет особенно заметно в моделях, использующих резистивно-емкостной делитель напряжения или простое трансформаторное преобразование.

Проверить наличие высокочастотных импульсов от бытовых приборов очень просто: достаточно отключить их от сети. Но этот метод может не сработать, если помехи исходят от соседей или электрической сети.

Здесь лучший способ оценить качество синусоидальной формы сигнала питающего напряжения — осциллограф, но это дорогостоящий тест.

Некачественный монтаж проводки и дребезг контактов

Я уже писал отдельную статью о том, как проводить электромонтажные работы в квартире или частном доме. Электрические нагрузки должны надежно передаваться, не должны перегревать провода и повреждать изоляцию.

На качество электромонтажа также влияет способ соединения проводов между собой и с распределительным щитом. Контакты автоматических выключателей, клеммных колодок и переключателей должны выбираться в соответствии с их коммутационной способностью.

Любое нарушение переходного электрического сопротивления влияет на качество напряжения питания, а это может повлиять на мерцание чувствительных светодиодов.

Если лампа имеет проверенный, дорогой драйвер, она справится с такими нарушениями. Но упрощенные модели с простым преобразованием сигналов могут потерпеть неудачу.

Я хотел бы обсудить контактный отскок отдельно. Это характерно почти для всех механических выключателей и переключателей, включая релейные устройства.

В них коммутация питания, особенно разрыв токовых цепей под нагрузкой, происходит максимально быстро за счет сил отключающих пружин или электромагнитов.

Когда контакты замыкаются, металлическая часть подвижного контакта ударяется о неподвижное основание. Это создает противодействующую силу, которая заставляет контакт отскакивать, как мяч или молоток, ударяющийся о наковальню.

Пружина прижимает контакт к опорной плите, преодолевая силу демпфирующего сопротивления. За короткое время протекания этих противоположных процессов ток меняет свою величину. Кроме того, влияние оказывают переходные процессы.

Качественно собранная проводка и хорошо подобранные и отрегулированные коммутационные устройства не вызывают проблем у домовладельца, в то время как нарушения и упрощения любого рода могут так же легко ухудшить работу, что приведет к миганию светодиодов.

Диммирование светодиодных ламп

Должно быть понятно, что не все конструкции светодиодных ламп подлежат внешнему управлению яркостью с помощью диммера, а только те, которые были специально разработаны для таких условий эксплуатации.

Диммируемая лампа имеет специальную маркировку на упаковке в виде ручки диммера.

Если он не обозначен и отсутствует, нет смысла подключать упрощенную модель: она будет мерцать, поскольку не приспособлена к таким низким условиям напряжения.

Однако, если мы хотим регулировать световой поток светодиодов, мы можем использовать специальную конструкцию контроллера со встроенным диммером.

Сейчас производители даже начали выпускать универсальный диммер для энергосберегающих ламп и светодиодов Dimax 544 plus.

Мы не будем обсуждать здесь, насколько хорошо это работает. То, что я попытался сделать, это дать общее представление о том, как избавиться от мигающих светодиодных ламп, которые не диммируются, но подключены к нему.

Светодиодные лампы без регулировки яркости могут вызывать мерцание. Они просто не имеют достаточного уровня напряжения для поддержки низкокачественного драйвера питания.

Как убрать мерцание бюджетной светодиодные лампы своими руками

Выше я попытался заострить ваше внимание на том, что не стоит покупать дешевые светодиодные лампы. Но если они уже приобретены, вы можете попытаться улучшить их работу.

Способ №1. Увеличение емкости выравнивающего конденсатора

Простой блок питания светодиодной лампы после делителя напряжения или входного трансформатора выпрямляет сигнал переменного тока с помощью электролитического конденсатора C, который сглаживает пульсации.

Уменьшить их влияние на качество выравнивающего сигнала можно, увеличив его емкость. Для этого параллельно обмотке C можно подключить дополнительный конденсатор C1.

Второй вариант — заменить конденсатор C на другой большей емкости. Здесь действует правило: чем больше, тем лучше. Но не будьте фанатичными. Дело в том, что вся эта электроника расположена в основании трубки, и там вы ограничены в размерах.

Можно, конечно, попробовать вынести дополнительный конденсатор наружу в виде отдельного модуля. Но насколько удобной будет такая конструкция в эксплуатации?

Я показал решение на схеме пунктирными линиями и отметил сиреневым цветом компоненты, которые нужно добавить.

Здесь я также показал, куда подключить дополнительный резистор R1.

Способ №2. Ограничение тока через светодиоды токогасящим резистором

Подключение дополнительного резистора R1 последовательно со светодиодами снижает потребляемую мощность, ток нагрузки и уменьшает свечение и пульсации светодиодов.

Достаточно снизить ток через цепь HL1-HLn на 25-30 %. Вам необходимо измерить падение напряжения на нем с помощью мультиметра в реальной цепи, а затем рассчитать.

Зная напряжение и сопротивление R=1 кОм, рассчитайте ток, протекающий через все диоды по закону Ома. Вы можете измерить этот показатель или воспользоваться онлайн-калькулятором.

Затем вы просто уменьшаете ток примерно на четверть и вычисляете общее сопротивление. Из этого значения вычтите значение резистора R и получите значение R1.

Не забудьте подобрать размер в соответствии с номинальной мощностью. В противном случае он может перегреться и нарушить температурный режим всей ледяной конструкции или даже перегореть.

Оба метода использования дополнительного конденсатора и резистора не устраняют мигание светодиодной лампы, но значительно уменьшают его. Такие модифицированные лампы можно устанавливать в подсобных помещениях, где они будут работать вполне надежно.

Варианты технической реализации этих двух методов показывает в своем видеоролике владелец Мастер Бобров. Вам также будет полезно прочитать комментарии под видео.

Способ №3. Подключение самодельных фильтров

Я считаю этот метод более эффективным, чем разобранные выше. Я уже объяснял принцип его работы, рассматривая схемы импульсных источников питания.

Подключение дросселей и конденсаторов должно подавить ВЧ-помехи, которые поступают из сети в источник питания светодиодной лампы. Для самых простых водителей этого достаточно.

Такой фильтр может быть установлен как отдельный модуль и включаться непосредственно перед светильником. Его не нужно встраивать в основание лампы. Это не создаст проблем при проектировании небольшого сооружения.

Фильтр выполнен в диэлектрическом корпусе, устанавливается в любом месте жилища, но предпочтительно перед розеткой.

Вот, собственно, и все объяснение того, почему светодиодные лампы мерцают при включении. Теперь коротко об аналогичной проблеме, когда напряжение отключается распределительным щитом.

Почему моргает светодиодная лампа при выключенном свете

Простая электрическая схема светодиодного источника с простым драйвером питания поможет ответить на этот вопрос.

Через выключатель с подсветкой (с неоном или светодиодом) небольшой ток проходит через обмотку трансформатора или резистивно-конденсаторного делителя и преобразуется или подается на диодный мост.

После этого небольшие импульсы воздействуют на катушки конденсатора С. Они непрерывно заряжают его, увеличивая емкостной заряд.

Когда его энергетический потенциал становится достаточным для преодоления сопротивления цепочки соединенных светодиодов, он разряжается через их полупроводниковые переходы.

В этот момент происходит кратковременное свечение, и процесс повторяется по циклу.

Это явление можно устранить двумя способами:

1. Отсоедините цепь подсветки от выключателя, что проще всего.
2. Обход импульсной цепи для питания светодиодной лампы.

Во втором случае можно использовать неполярный металлопленочный конденсатор на общее напряжение 630 В. Его номинал следует подбирать экспериментально, исходя из емкости 0,1÷1 мкФ, в зависимости от конструкции и мощности светильника.

Другой вариант конструкции шунта — резистор с номиналом около 50 Ом и мощностью не менее 2 Вт. Номинал является приблизительным, его следует уточнить во время установки. Требуется проверка по местным условиям.

Резистор может потребовать охлаждения и отвода тепла, при этом будет потребляться больше полезной мощности. Но выбор метода остается за вами.

Вот все основные причины, почему мигает светодиодная лампа, и как можно устранить эти неприятности. Если вы знаете другие методы, пожалуйста, поделитесь ими в комментариях. Там же вы можете задать свой вопрос. Мы вместе обсудим и примем решение.