Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка яркости светодиодных ламп — Магазин электрики

Регулировка яркости светодиодных ламп — Магазин электрики

Регулировка яркости источников света используется для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места.

Регулировка яркости возможна, если устройство имеет нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В этом случае возможно получить ступенчатое изменение освещенности.

Не так давно основными источниками света были лампы накаливания и точечные галогенные лампамы, которые позволяли регулировать яркость без каких-либо проблем. Ситуация изменилась с появлением энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), затем и светодиодных. Популярность светодиодов очевидна.

Устройство светодиода

Полупроводниковый диод — прибор, пропускающий электрический ток в одном направлении. Протекание тока не имеет линейной зависимости от приложенного напряжения, это напоминает ветвь параболы. Получается, что в случае приложения к светодиоду малого напряжения ток не протекает. Протечет ток в случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов значение колеблется от 0.3В до 0.8В в зависимости от типа материала. Диоды с основой из кремния потребляют около 0.7В, германия — 0.3В. Диоды Шоттки — порядка 0.3В.

Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, зависит от полупроводника из которого он сделан. Цвет свечения зависит от того же. Красный светодиод имеет напряжение около 1.7 В.

Вольтамперные характеристики светодиодов

Изменение яркости светодиодов

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него

Изменение яркости светодиодов

Яркость идеального светодиода линейно зависит от тока, но в реальности немного отличаются из-за дифференциального сопротивлением диода и его тепловых потерь. Светодиод — прибор, питающийся током, а не напряжением, поэтому, для регулировки его яркости следует изменять силу тока.

Конечно, сила тока зависит от приложенного напряжения, но как можно судить из первого графика, даже небольшое изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Регулировка яркости с посредством простого реостата бесполезно, т.к. уменьшение сопротивления реостата заставит светодиод быстро загореться, затем его яркость немного увеличивается, затем перегревается и выходит из строя.

Регулировка яркости светодиодов

Следовательно: нужно регулировать ток при определенном значении напряжения с небольшим изменением.

Способы регулировки яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Логично использовать биполярный транзистор, т.к. его выходной ток зависит от входного тока, включенного по схеме общего коллектора.

Регулировка яркости светодиодов

Как работает

Меняем 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. Формула:

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

Схема егулирует ток через светодиоды и яркость свечения, при этом заметна ступенчатость на определенных положениях потенциометра. Вероятно, из-за того, что потенциометр был логарифмическим или из-за того, что любой pn-переход транзистора — это тот же диод с такой же ВАХ.

Эффективнее использовать схему стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Читайте так же:
Экономная лампа мигает при выключенном выключателе

Регулировка яркости светодиодов

Её можно 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%. Работает и при питании от блока питания.

асчёт выходного тока

Регулировка яркости светодиодов

В этом случае мы не получаем высокий КПД, т.к. все зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение теряем на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен ШИМ-регулятор.

ШИМ-регулировка

ШИМ — как широтно-импульсная модуляция. В 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.

Регулировка яркости светодиодов

Теперь источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений указаны в СНИП-23-05-95 (или 2010). Пульсирующий свет вызывает повышенную утомляемость, головные боли, стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на производствах.

Простейший вариант ШИМ-контроллерf на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Схема:

Регулировка яркости светодиодов

Регулировка яркости светодиодных ламп 220В

Обычные светодиодные лампы практически не диммируются. Схема питания обычных светодиодных ламп построена на базе балластного (конденсаторного) блока питания или на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода.
Для диммирования применяются специальные лампы, о чем всегда указывается на упаковке.

«Электрика+» — сеть оптово-розничных магазинов, специализирующаяся на продаже электротехнической продукции. Наши магазины электрики находятся в Горно-Алтайске и Майме. Осуществляем доставку электрики по республике Алтай. За 16 лет работы мы научились работать надежно и эффективно использовать свои ресурсы, постоянно расширяя ассортимент продукции и услуг. Также предлагаем комплектацию электротехнической продукцией строительно-монтажных объектов.
Осуществляем монтаж электропроводки, сборку электрощитов, прокладку наружних электрических сетей. Мы очень серьезно относимся к выбору поставщиков, поэтому вся продукция магазина выскокого качества. Вы можете купить электрику и быть уверены в ее соответствии ГОСТ. Оказываем услуги электрика.

Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется

Яркостью свечения называют показатель света, равный соотношению силы светового потока к косинусу угла, под которым он излучается, и освещаемой площади. Другое определение – освещенность в точке, перпендикулярной к источнику, к углу, в который заключен луч. Яркость свечения обозначается буквой «L», измеряется в милликанделах на метр в минус второй степени (кд*м-2). У обычных светодиодов яркость 20-50 мкд, у сверхярких – до 20 000 мкд. От этого показателя зависит восприятие предметов глазами человека.

Читайте так же:
Почему моргает лампочка когда выключен выключатель

Если говорить о светодиодах, то у них яркость свечения – это мощность (сила) света, измеряемая в ваттах и зависящая от угла конуса, основание которого расположено на освещаемой площади, вершина – в источнике света. При равном излучении во всех направлениях яркость свечения будет соотношением потока к прострaнcтвенному углу (в градусах). Чаще всего градусы переводятся в стерадианы: sr = 2 π (1 – cos θ/2), где θ – угол луча.

Яркость

Прогресс в сфере светодиодов идет семимильными шагами. С каждым годом светильники становятся все более мощными и яркими. Иногда топовые модели светодиодов светят на 20-30% сильнее, чем прорывные прошлогодние светильники! Именно благодаря своей яркости диоды быстро вытесняют обычные лампы.

Причем яркость и цвет свечения диодных ламп – регулируемый показатель. Даже в условиях квартиры можно установить светильник с блоком управления. В последние годы такие технологии становятся все популярнее благодаря своему удобству.

От чего зависит яркость лампы со светодиодами? Это качество светильника определяет сила тока. Но яркость не безгранична – даже диодный кристалл может перегреться и перестать работать. Из-за этих ограничений производить светодиодные лампы все еще дороже и сложнее, чем обычные лампы накаливания. Но наука не стоит на месте – и со временем цена становится все меньшей проблемой при покупке таких ламп.

Параметры яркости свечения светодиодов

Потребителей нередко интересует, в чем измеряется яркость светодиодной лампы и по каким цифрам и обозначениям на ее упаковочной коробке определяется данный параметр. На ней указываются:

  • канделы (cd);
  • люмены (лм или lm);
  • две цифры потребляемой мощности (W и Watt);
  • угол освещения;
  • цветовая температура.

Именно по этим характеристикам можно узнать яркость светодиодов в лампе. В канделах обозначают силу света, или поверхностную плотность потока. За единицу здесь принято считать его интенсивность в процессе горения одной свечи.

Параметр мощности света в люменах принимает во внимание и силу, и длину воспринимаемой человеческим глазом волны, и угол освещения. От последнего, не менее важного показателя зависит площадь зоны освещения, схема расположения и количество требуемых ламп. Если сравнивать изделия с углами освещения в 60 и 30 градусов, то при одинаковых характеристиках можно наверняка сказать, что первое окажется раза в 3-4 эффективнее второго.

Яркость светодиода зависит от вида установленной в лампу линзы. Матовая даст более мягкий и рассеянный свет. При этом, угол освещения наверняка будет шире, а световые потоки слабее.

И, наконец, классификация по мощности. На самом деле, для уровня яркости светодиодных лампочек этот показатель определяющим не является. Его указывают для облегчения расчетов потребления электроэнергии и для понимания данного параметра большинством среднестатистических потребителей. Две цифры, к примеру измерение в ваттах 5,5W и 35 Watt, означают, что потребляемая мощность лампы составляет 5,5Вт, а светит она как обычная 35Вт-ная лампочка накаливания. Все достаточно просто, но следует понимать, что данное соотношение является довольно-таки приблизительным, и светодиоды повышенной яркости исключением не являются.

Читайте так же:
Светодиодные лампы трещит выключатель

Светодиодные электроприборы относятся к энергосберегающим изделиям, а управление яркостью излучения помогает потребителю еще больше экономить на электричестве в бытовых и промышленных условиях.

Цветовая температура влияет на цветовой диапазон светодиода. Он может смещаться:

  • по мере возрастного старения элементов;
  • при изменении показателей подводимого тока.

Холодное сине-зеленое свечение присуще источникам света, имеющим высокую цветотемпературу. А теплый свет красно-желтых оттенков – низкую. Часто на этикетках указывают длину световой волны в доминирующих значениях. Ее смещение происходит в зависимости от цветовой температуры.

Управлять световыми потоками в светодиодных электроприборах без изменения цвета свечения позволяет присутствие в схеме:

  • широтно-импульсной модуляции – обозначение ШИМ;
  • аналогового регулирования.

Оба варианта управления яркостью светодиода поддерживают заданный уровень проходящего через элементы тока. Увеличить или снизить яркость светодиодов при наличии в схеме ШИМ диммера, можно с более высоким КПД и незаметным для глаз человека мерцанием светового потока. Дело в том, что для аналогового регулятора яркости свойственно изменение амплитуд подходящего к светодиодам тока, а для ШИМ имеется в виду плавная регулировка ширины, или длительности импульсов.

Работа вышеприведенной схемы допускается в диапазоне 4,5-18 вольт. При этом повысить яркость свечения можно с 5 до 95%. Подобный вариант применяется как для отдельных мощных светодиодов, так и для ленточных электросветовых приборов.

ШИМ регуляторы управляют процессом мгновенного включения-отключения тока. Причем делается это с высокой частотой – более 200Гц. Максимальная же цифра измеряется несколькими килогерцами. Такое мерцание человеческие глаза не воспринимают.

Аналоговое увеличение или снижение светового потока предполагает поддержание тока, подходящего к светодиоду на постоянном уровне, или изменение подаваемого на импульсный драйвер напряжения. Оба варианта приемлемы, но нередко результатом диммирования становится изменение цвета свечения диодов в лампе. Если это в определенных эксплуатационных условиях является недопустимым, то от аналогового регулирования яркости света лучше отказаться.

На рынке встречаются многорежимные диммеры, способные осуществлять регулировку яркости светодиодов в ШИМ и аналоговом варианте управления мощностью свечения.

Сопротивление

Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается Ом или греческой буквой омега Ω). В формулах и расчетах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник к полюсам которого приложено напряжение 1 В и протекает ток 1 А.

Читайте так же:
Схема сенсорный выключатель китайской настольной лампы

Проводники по-разному проводят ток. Их проводимость зависит, в первую очередь, от материала проводника, а также от сечения и длины. Чем больше сечение, тем выше проводимость, но, чем больше длина, тем проводимость ниже. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.

Электрическое сопротивление на примере водопроводной трубы

На примере водопроводной модели сопротивление можно представить как диаметр трубы. Чем он меньше, тем хуже проводимость и выше сопротивление.

Сопротивление проводника проявляется, например, в нагреве проводника при протекании в нем тока. Причем, чем больше ток и меньше сечение проводника – тем сильнее нагрев.

Какая нужна мощность?

Одна из характеристик, по которым лампы для проекторов подбираются под те или иные условия, это мощность светового потока. Также важна яркость. Оптимальная яркость свечения в современных установках находится в пределах от 400 до 3000 ANSI-лм. Для профессиональных целей, например, для больших кинотеатров, требуются источники света с яркостью вплоть до 17 000 ANSI-лм. Мощность подбирается исходя из следующих факторов:

  • Размер помещения. Чем он больше, тем свет более высокой мощности должен издавать проектор.
  • Предельный размер экрана. Здесь тоже наблюдается прямая зависимость между размером и потоком.
  • Уровень освещения в комнате. Это может быть полная темнота, подтемнение либо освещенность.

Профессионалы при выборе параметров источника света пользуются специальными таблицами, в которых уже подсчитаны оптимальные соотношения указанных выше характеристик с указанием мощности светового потока. Если вы всерьез задумались о покупке проектора, обязательно воспользуйтесь такими таблицами в Интернете.

Критерии качества изделий

На упаковке каждой диммированной лампочки указано много информации. Чтобы выбрать функциональный продукт, необходимо знать, что это все значит.

Форма лампы и ее влияние на освещение

Правильно подобрав светодиодное устройство определенного внешнего вида, удастся добиться оптимальной интенсивности освещения. На рынке встречаются следующие формы ламп:

  • Грушевидные. Колба имеет такой же диаметр, что и корпус. Такие светодиоды светят только вперед. Их не рекомендуется устанавливать в люстры, плафоны которых направлены вниз. Грушевидные светодиоды не смогут эффективно осветить потолок и на нем появятся тени.
  • Напоминающие обычные лампочки накаливания. Применяются для реализации традиционного освещения. Угол распространения световых потоков – 240°.
  • В виде свечи или шара. Такая форма создана преимущественно с декоративной целью. Угол освещения достигает значения 240-360°. Лампы удачно сочетаются с открытыми люстрами, торшерами, бра.
  • Рефлекторного типа. Преимущественно используются в магазинах, салонах красоты. Особенность изделий – создание целенаправленного светового пучка, который освещает конкретную область.

Чтобы светодиоды формировали мягкий и равномерный свет, led-лампы изготавливаются из матового стекла. С внутренней стороны оно имеет специальное напыление с разным коэффициентом пропускания света. На рынке встречаются модели с прозрачным стеклом.

Мерцание света и методы его выявления

Такой негативный эффект характерен для светодиодных и люминесцентных осветителей. Мерцание света негативно сказывается на самочувствии человека – глаза быстрее устают, возможны головные боли. При наличии данного дефекта светодиод запрещено использовать для жилых помещений.Выявить мерцание можно по следующим признакам:

  • Если быстро отвести взгляд от одного предмета на другой, перед глазами двоится. Такой эффект называют стробоскопическим.
  • Необходимо взять карандаш за один конец и перемещать его как маятник. Если не видно четких контуров изделия, мерцание лампы находится в пределах нормы. Когда кажется, что карандашей несколько, пульсация света очень высокая.
  • Для определения мерцания можно использовать смартфон. Включив обычную камеру и направив ее на источник света, удастся увидеть полосы. Чем они ярче, тем сильнее пульсация.

Полностью устранить эффект мерцания невозможно.

Пределы уровня диммирования

Большинство моделей способны снизить интенсивность освещения до 10%. Некоторые производители выпускают светодиоды, где данный показатель колеблется в пределах 5-25%. Совмещая лампы с разными диммерами, удается добиться необходимого уровня освещения, что зависит от совместимости устройств.

Мощность и рабочее напряжение

Светодиодные изделия выпускаются с мощностью от 1 до 25 Вт. Для оценки эффективности устройств их световой поток сравнивают с тем, что формируется у ламп накаливания. Их мощности соотносятся как 1 к 8-10.

При выборе лампы в зависимости от рабочего напряжения лучше выбирать модели, где данный показатель составляет 170-250 В. Это обезопасит прибор от перегорания, что может случиться при скачке тока в сети.

Световой поток и эффективность

Особенностью ЛЕД-ламп называют то, что их мощность не всегда эффективно отображает яркость. Поэтому на упаковке изделий указывается световой поток. Он колеблется в пределах 200-2500 лм.

Существенным недостатком светодиодов называют снижение их эффективности при длительной работе. В первые 3000 часов эксплуатации яркость устройств падает на 5%. В последующем эффективность ламп снижается до 50% от первоначального значения.

Цветовая температура

Данный показатель характеризует источник цвета в плане спектрального состава. Цветовая температура измеряется в Кельвинах. Для освещения рабочего места оптимальным считается значение 4000-4500 К. Для дома рекомендуется взять лампу с теплым цветом 2700-3500 К.

Индекс цветопередачи

Важный показатель, который отображает соответствие цвета, получаемого при искусственном освещении, его реальному оттенку. Чем выше индекс цветопередачи, тем натуральнее выглядят предметы в помещении.

Производители выпускают лампы с максимальным значением 90 Ra.

Цоколь и корпус

Самыми популярными считаются светодиоды с цоколем Е27 и Е14. Они имеют стандартное резьбовое соединение. Цоколь Е27 применяется для закрытых светильников, Е14 – для бра, торшеров.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector