Качественное современное освещение стоит недешево, поэтому, когда новый светильник, который только куплен, не оправдывает ожиданий, работает с перебоями, это сильно разочаровывает.
Когда включенная или выключенная светодиодная лампа начинает мигать, нужно иметь представление о том, какие электрические процессы происходят и почему возникает такое явление.
Светодиодная лампа нестабильно работает: какие физические процессы происходят?
Светильник во включенном состоянии начинает светиться за счет светодиодов, через полупроводниковый переход которых протекает ток, который направлен все время только в одну сторону. Если полярность изменяется, светильник не будет работать, что можно увидеть на графике течения синусоиды, который прилагается.
Конструкция современной светодиодной лампы включает определенное количество светодиодов, которые подключены цепочками: последовательными и параллельными. По этим цепочкам от источника напряжения (блок или драйвер питания) идет постоянный ток.
Величина тока, который протекает через полупроводниковый переход, определяет силу свечения. Когда сила тока увеличивается, растет световой поток по кривой реальной характеристики и снижается, когда она уменьшается.
Сила свечения сильно зависит от того, насколько нагрет полупроводниковый переход. Световые характеристики улучшают такие факторы: использование радиаторов охлаждения высокого качества, принудительный обдув, естественная система вентиляции.
Если светодиодный источник света будет установлено в подвесном или натяжном потолке, другом месте, которое не вентилируется, освещение ухудшиться, даже самые качественные светодиоды снизят ресурс работы.
Чтобы дальше проанализировать принцип работы светодиодного освещения, следует учесть, что даже при самом малом изменении прямого падения напряжения на полупроводниковом переходе, колебания протекающего тока могут быть очень большими.
Стабильность величины тока – важный критерий, которому следует уделять должное внимание. При производстве светодиодных ламп, изготовители используют один из вариантов, создавая:
• простые блоки, снижающие в значительной мере синусоиды с 220 до нескольких вольт, а затем пропускают ее через диодный мост путем резистивно-емкостного деления. Это позволяет получить пульсирующий сигнал, который сглаживается электролитическим конденсатором;
• дорогие модули сложной конструкции для устойчивой стабилизации тока, даже если колебания входного напряжения будут значительными.
Существуют также промежуточные варианты, но сейчас стоит другая задача, поэтому не будем на них останавливаться.
Самый простой драйвер для светодиодной лампы имеет такой вид.
Ниже можно увидеть его электрическую схему. Здесь даже нет упоминания о какой-либо стабилизации.
Схема драйвера
Вопрос стабилизации напряжения здесь остается без решения: ни единого самого простого стабилитрона здесь нет. В основе схемы работы лежит принцип того, что входные 220 вольт не должны меняться, что просто невыполнимо в современной жизни.
В составе драйвера тока светодиодной лампы средней по качеству уже есть фильтр помех, микросхема, которая работает по принципам учета обратной связи выходного сигнала, трансформаторные высокочастотные преобразователи, которые разделяют каналы передачи данных.
Светодиодная продукция представлена сегодня различными моделями в широком ассортименте, ценовая категория также разная, чтобы удовлетворить потребности максимального количества потребителей.
Потребитель же выбирает такой светильник, который оптимально подойдет ему под конкретные условия использования, а также по цене. Здесь каждый делает выбор, исходя только из личных предпочтений.
Самостоятельная проверка светодиодной лампы на качество: простые визуальные способы и опыт измерения коэффициента пульсаций
Любая лампочка может иметь такое мигание:
• низкочастотное (оказывает раздражающее действие на глаза);
• высокочастотное (действует негативно на глаза, но не сильно заметно сразу).
В зависимости от оказываемого стробоскопического эффекта можно дать визуальную оценку скрытых отклонений в работе любого источника света.
Способ №1. Нужно взять палочку (ручку или карандаш) и поднести его к источнику в работающем состоянии и создавать возвратно-поступательные движения на уровне глаз.
Взгляд может заметить небольшие области свечения, которые выдают пульсации нестабильного освещения. Но здесь требуется определенный навык, поэтому метод оценочный и приблизительный, но он реально работает.
Способ №2. Каждый гаджет сегодня имеет цифровую камеру, которая дает возможность дать оценку того, насколько поток светового излучения является стабильным.
Пульсации светодиодной лампы видны лучше, если использовать смартфон, чтобы оценить качество освещения.
Способ №3. Определение коэффициента пульсаций. Метод измерения дает возможность дать более точную и качественную оценку качества свечения.
Работает он таким образом:
• свет лампы направляется на фотодиод широкого спектра;
• ток, который вырабатывается, направляется на операционный усилитель, который преобразует его в напряжение пропорциональное току;
• осциллограф, который подключается, показывает состояние сигнала и величину колебаний напряжения;
• расчет коэффициента пульсаций производится по полученным значениям.
Данный принцип можно реализовать благодаря сборке усилителя по электрической схеме, которая приведена ниже. Основные компоненты и их маркировка подписаны.
Оценка коэффициента пульсаций дается путем определения отношения уровней напряжения минимального к максимальному, выражается в процентах. Для расчета коэффициента пульсации светодиодной лампы используется такая формула:
К = 1 – (Uмин / Uмакс)
Данный процесс подробно описан в видео Publikz.com, поэтому трудностей в повторении возникнуть не должно.
А тема эта действительно очень интересная.
Теперь можно перейти от теории физических процессов к рекомендациям, которые могут применяться на практике.
Влияет ли на мерцание светодиодов низкое напряжения в сети?
Знаете, что происходит с батарейкой, которая садиться? Она долго не сможет работать, и здесь действует такой же принцип. Драйвер питания, независимо от его вида создается для работы в определенной рабочем напряжении, и у него есть определенный резерв. Очевидно, что бюджетные модели имеют ограниченный запас или он занижен, а у дорогих он будет больше. Этот момент нельзя игнорировать.
Электроснабжение низкого качества, когда возникают просадки амплитуд, чаще бывает в сельской местности, где используют воздушные линии электропередач.
Но решить эту проблему абсолютно реально. В отдельной статья я детально описал, как можно поднять заниженное напряжение сети до 220 вольт в частном доме.
Чтобы светодиодная лампа нормально работала, ей необходимо качественное и бесперебойное питание. Поэтому, одновременно с проверкой его величины можно начинать поиск места, где возникла неисправность и начинать ремонт.
Уровень должен быть в диапазоне 207-253 вольта. Нужно отметить, что нестабильная работа драйверов может начаться уже на нижних значениях, если качество их низкое.
Возможные проблемы наведенного напряжения
Понятие «наведенное напряжение» применяется, чтобы определить потенциал электрической энергии, который передается при электромагнитном преобразовании на замкнутую цепь от действующего силового оборудования. Ток заряда начинает протекать в ней. На простой схеме можно увидеть данные процессе, где можно увидеть, как трансформатор осуществляет электромагнитное преобразование.
Прогуливаясь на велосипеде, я смог понять, что же это значит на самом деле. Мой путь шел по проверенной трассе, но погода была сырой. Было это на автомобильном шоссе, которое пересекается с работающей воздушной ЛЭП 330 кВ.
Ранее я много раз здесь проезжал, но погода была сухой, и никаких странных ощущений не было. Сейчас же, когда была сырая погода, я явно ощутил разряд по всему телу, конечно, он был небольшим.
Таким же образом и силовые провода, которые идут рядом или параллельно цепям освещения, могут давать на светодиоды дополнительное напряжение.
Таким образом, они начинают мерцать под воздействием потенциала, который прикладывается. Помочь решить данную проблему в некоторых случаях поможет экранирование.
Но наводку целесообразнее будет исключить на стадии проекта: исключить, чтобы высоковольтные цепи проходили рядом, вблизи работали мощные нагрузки, такие как сварка и другие приборы подобного типа.
Влияние импульсных блоков питания на качество светодиодного освещения
В каждом современном бытовом приборе есть ИБП. Принцип работы заключается в том, что преобразуется в сигнал высокой частоты 50 герц бытового напряжения, далее идет его выпрямление и обработка.
В блоке техники встроены конденсаторы и дросселя, которые отфильтровывают эту высокую частоту. Однако они могут быть повреждены или не справляться с этой задачей в определенных ситуациях.
В таких случаях в бытовую сеть будет проникать высокочастотный сигнал от микроволновой печи, телевизора или другой бытовой техники. В результате будут возникать помехи высокой частоты.
Они также отражаются на работе драйвера светодиодной лампы. Особенно это ощутимо в приборах, которые используют резистивно-емкостный делитель напряжения либо простое трансформаторное преобразование.
Чтобы проверить, наличие наводки высокочастотных импульсов от оборудования в квартире, нужно отключить его. Если же эти наводки идут от соседей или из сети, данный способ не подходит.
В таких случаях целесообразнее оценивать качество синусоиды питающего напряжения осциллографом. Однако такая проверка стоит дорого.
Некачественная проводка и дребезг контактов
Есть отдельная статья о правилах выполнения электромонтажных работ в квартире и частном доме. Важно, чтобы электрические нагрузки передавались таким образом, чтобы изоляция не повреждалась, а жилы, через которые идет ток, не перегревались.
Качество электропроводки зависит от того, как соединены провода между собой, а также с аппаратами. Очень важно, чтобы выключатели, клеммники и соединители были подобранны в зависимости от коммутируемой мощности.
На качестве питающего напряжения обязательно отражается любое нарушение переходного электрического сопротивление, а оно, в свою очередь, может привести к мерцанию светодиодов, которые имеют высокую чувствительность.
В том случае, когда в лампе стоит хороший драйвер, он легко устранит такие помехи, а вот более простые дешевые модели, которые имеют простой преобразователь сигнала, могут не справиться с данной проблемой.
Заслуживает отдельного внимания такой момент, как дребезг контактов. Практически все выключатели и переключатели механического типа, в т.ч. и релейные устройства имеют такое явление.
Максимально быстро у них происходят коммутации мощностей, особенно разрывы токоведущих цепочек, происходят под действием сил отключающих пружин или электромагнитов.
При замыкании контактов получается удар металлической части подвижного контакта по основанию, которое закреплено. Создается усилие противодействия, в результате чего отскакивает, словно мячик, контакт.
Пружина дожимает контакт на основание, преодолевая сопротивление, которое затухает. Ток изменяет свою величину, когда кратковременно протекают данные процессы, противоположные друг другу. Переходные процессы оказывают дополнительное негативное влияние.
Проводка, которая собрана качественно, и коммутационные аппараты, которые тщательно подобраны и налажены, не будут создавать проблем владельцу квартиры. Если же будут иметь место разные нарушения и упрощения, могут ухудшиться эксплуатационные свойства, это может стать причиной того, что светодиоды мигают.
Светодиодная лампа которые не мигают:
Наименование: Лампа светодиодная TB-поворотная LW-24 5W E27 2700K A-LW-0098
Тип лампы: Тубулярная
Артикул: A-LW-0098
Мощность (W): 5
Тип цоколя: E27
Cветовой поток (lm): 400
Световая эффективность (lum/W): 80
Ширина B (мм): 35
Высота A (мм): 147
Температура (К): 2700
Тип света: теплый свет
Напряжение (V): 220-240
Ресурс , часов: 30000
Срок службы, лет: 20
Индекс цветопередачи (Ra): 80
Аналог лампы накаливания (W): 40Вт
Частота электросети (Hz): 50
Температурный режим (град): -20С +40°C
Количество в ящике, шт: 50
Содержание ртути (мг): 0
Класс энергосбережения: A
Штрих код упаковки: 4895127212803
Тип колбы: Цилиндр
Цвет стекла: Матовый
Угол рассеивания град: 140
Производитель: ELECTRUM
Гарантия: 3 года
(Код: A-LW-0098)
Тип лампы: Тубулярная
Мощность (W): 5
Температура (K): 2700
Тип цоколя: E27
Наименование: EUROLAMP LED Лампа A60 10W E27 3000K
Тип лампы: Потолочная
Артикул: LED-A60-10272(A)
Мощность (W): 10
Cветовой поток (lm): 900
Ширина (мм): 60
Высота (мм): 117
Температура (К): 3000
Тип света: теплый свет
Тип цоколя: E27
Напряжение (V): 175-250
Ресурс , часов: 50000
Срок службы, лет: 35
Аналог лампы накаливания (W): 100
Ток (mA): 68
Частота электросети (Hz): 50
Количество в ящике, шт: 50
Класс энергосбережения: A
Штрих код упаковки: 4260410480199
Размер упаковки (мм): 130*62*62
Штрих код ящика: 4260410480410
Производитель: EUROLAMP
Гарантия: 5 лет
(Код: LED-A60-10272(A))
Тип лампы: Потолочная
Мощность (W): 10
Температура (K): 3000
Тип цоколя: E27
Наименование: Промо-набір EUROLAMP LED Лампа A60 10W E27 3000K акція "1+1"
Тип лампы: Потолочная
Артикул: MLP-LED-A60-10272(E)
Мощность (W): 10
Cветовой поток (lm): 900
Ширина (мм): 60
Высота (мм): -
Температура (К): 3000
Тип света: теплый свет
Тип цоколя: E27
Напряжение (V): 175-250
Ресурс , часов: 50000
Срок службы, лет: 35
Аналог лампы накаливания (W): 100
Ток (mA): Данные не указаны
Частота электросети (Hz): 50
Количество в ящике, шт: 30
Класс энергосбережения: A
Штрих код упаковки: 4260410481523
Размер упаковки (мм): 128*63*125
Штрих код ящика: 4260410481585
Производитель: EUROLAMP
Гарантия: 3 года
(Код: MLP-LED-A60-10272(E))
Тип лампы: Потолочная
Мощность (W): 10
Температура (K): 3000
Тип цоколя: E27
Наименование: Промо-набір EUROLAMP LED Лампа A60 10W E27 3000K акція "1+1+1"
Тип лампы: Потолочная
Артикул: MLP-LED-A60-10273(3)
Мощность (W): 10
Cветовой поток (lm): 900
Ширина (мм): 60
Высота (мм): -
Температура (К): 3000
Тип света: теплый свет
Тип цоколя: E27
Напряжение (V): 175-250
Ресурс , часов: 50000
Срок службы, лет: 35
Аналог лампы накаливания (W): 100
Ток (mA): Данные не указаны
Частота электросети (Hz): 50
Количество в ящике, шт: 30
Класс энергосбережения: A
Штрих код упаковки: 4260410481523
Размер упаковки (мм): 128*63*125
Штрих код ящика: 4260410481585
Производитель: EUROLAMP
Гарантия: 10 лет
(Код: MLP-LED-A60-10273(3))
Тип лампы: Потолочная
Мощность (W): 10
Температура (K): 3000
Тип цоколя: E27
Диммирование светодиодных ламп: когда возникает мигание света.
Далеко не во всех светодиодных лампах есть возможность внешне управлять яркостью от диммера. Такая функция есть только в тех, которые разработаны специально для таких условий использования.
На упаковке диммируемой лампы есть специальное обозначение: знак диммера – ручки поворотного регулятора.
Если его нет и он не обозначен, подключать упрощенную модель бессмысленно. Она не адаптирована к условиям работы при пониженном напряжении, поэтому будет мерцать.
Но если все же хочется отрегулировать световой поток диодов, можно использовать специальную конструкцию драйвера, где имеется встроенный диммер.
Сегодня производители предлагают широкий спектр светорегуляторов (диммеров) на фото представлен образец данной продукции производства Schneider 
Не будем останавливаться на эффективности его работы сейчас. Я постарался в общем объяснить, как устранить мигание светодиодных ламп, не адаптированных к диммированию, но подключеных к нему.
Светодиодные лампы, которые не предназначаются для работы с диммером, могут мерцать во включенном состоянии. Дело в том, что им элементарно не хватает уровня напряжения, чтобы работал драйвер питания низкой частоты.
3 схемы, которые позволят самостоятельно убрать мерцание недорогой светодиодной лампы
Немного выше я постарался акцентировать внимание на том, что не целесообразно покупать светодиодные светильники, которые стоят дешево. Но если покупка уже сделана, можно попробовать сделать их работу лучше.
1 способ. Увеличить емкость выравнивающего конденсатора.
Переменный сигнал при простом блоке питания светодиодной лампы после делителя напряжения или входного трансформатора выпрямляется электролитическим конденсатором С, который сглаживает импульсы.
Снизить их воздействие на качество выровненного сигнала можно, если сделать его более емкостным. С этой целью можно подключить дополнительный конденсатор С1 параллельно обмоткам С.
Также можно заменить конденсатор С на другой конденсатор, емкость которого больше. Здесь действует такой принцип: чем больше, тем лучше, однако и слишком большая емкость будет не к добру. Все дело в том, что все это электронное хозяйство размещается в цоколе лампы, а ее габариты имеют границы.
Как вариант, можно вывести дополнительный конденсатор наружу проводами, как отдельный модуль. Но будет ли удобно им пользоваться?
На схеме можно увидеть предложенное решение пунктирными линиями. На ней также сиреневым цветом выделены элементы, которые добавляются.
Также здесь указано то место, где будет подключаться дополнительный резистор R1.
2 способ. Ограничение тока через светодиоды токогасящим резистором
Потребляемая мощность снижается путем подключения добавочного сопротивления R1 в последовательную цепочку со светодиодами, ток нагрузки и уменьшает их свечение, а также их пульсации.
Достаточным будет снижение на 25-30 % тока через цепочку HL1-HLn. Необходимо замерить падение напряжения мультиметром на ней в реальной схеме, с последующим расчетом.
Ток, который протекает через все светодиоды, рассчитывается по закону Ома, если известно напряжение и сопротивление R=1 кОм. Можно также сделать его замеры либо использовать онлайн калькулятор.
Дальше нужно просто уменьшить приблизительно на четверть величину тока и рассчитать общее сопротивление. От полученной величины следует отнять величину R. Таким образом, получим номинал R1.
Нужно помнить, что подбирать его следует по допустимой мощности, чтобы не допустить перегревания и нарушения температурного режима всей конструкции, ее сгорания.
Мигание светодиодной лампы полностью устранить не могут оба способа использования дополнительного конденсатора и резистора, но они снижают его в значительной мере. Устанавливать такие светильники после доработки можно в подсобках, где их работа будет достаточно надежной.
Как можно применить на практике эти два метода показывает в своем ролике Master Bobrov. Под видео есть масса комментариев, которые также могут быть полезными.
3 способ. Подключение фильтров, сделанных своими руками
Этот метод, по моему мнению, самый эффективный, если сравнить с предыдущими двумя. Его принцип уже был объяснен ранее при рассмотрении схемы импульсных блоков питания.
Высокочастотные помехи из сети на блок питания светодиодной лампы должны гасить дроссели и конденсаторы, которые подключаются. Этого будет вполне достаточно для самых простых драйверов.
Фильтр может быть собран отдельным модулем и включен прямо перед светильником. В цоколь лампочки его можно и не встраивать. При оформлении малогабаритной конструкции не будет проблем.
Фильтр делается в диэлектрическом корпусе, а его монтаж лучше выполнить перед патроном, хотя можно и в любом месте квартиры.
Это, пожалуй, все, что хотелось сказать по поводу причин мигания светодиодных ламп, когда они включены. Теперь нужно сказать пару слов относительно такого же явления, когда коммутационным аппаратом напряжение отключено.
Почему светодиодная лампа может моргать?
Ответ на данный вопрос даст простая развернутая схема подключения лед источника с простым драйвером питания.
Маленький ток течет через подсветку выключателя со светодиодами или неонкой, когда он отключен. Ток, проходя по обмотке трансформатора или резистивно-емкостного делителя, трансформируется или идет на диодный мост.
На обкладки конденсатора С воздействуют небольшие импульсы оказывая на него влияние, подзаряжая его и постоянно повышая емкостный заряд.
Когда конденсатор запасется достаточным количеством энергии, чтобы пробить сопротивление цепочки светодиодов, которые подключены, через их полупроводниковые переходы происходит разряд. Именно в этот момент и будет свечение на короткое время, после чего начнется новый цикл процесса, который будет повторяться. Чтобы устранить такое явление, можно использовать такие способы:
Способ №1. Из выключателя убрать цепь подсветки. Зашунтировать цепочку подачи импульсов на блок питания светодиодной лампы.
Способ №2. Применить металлопленочный неполярный конденсатор на общее напряжение 630 вольт. Подбирать нужно путем проб, опираясь на емкость на 0,1÷1 мкФ, в зависимости от того, какая у используемого светильника конструкция и мощность.
Исполнить шунт можно путем резистивного сопротивления, которое имеет мощность 2 Вт и больше, а также номинал около 50 Ом. Проверять все нужно на месте, а такой номинал дан только для ориентира.
На резистор тратиться много полезной мощности, поэтому ему требуется отвод тепла и охлаждение. Здесь каждый выбирает для себя оптимальный вариант.
Это основные факторы, которые могут вызывать мигание светодиодной лампы, а также способы, которые помогут убрать эту неприятность. Знаете какие-то другие способы, обязательно поделитесь с нами в комментариях. Если же остались вопросы без ответов, задавайте. Будем вместе искать решение.
