Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плавная регулировка яркости свечения люминесцентных ламп дневного света. Регулятор, драйвер управления. Схема

Плавная регулировка яркости свечения люминесцентных ламп дневного света. Регулятор, драйвер управления. Схема

Бытует мнение, что плавное управление яркостью свечения ламп дневного света невозможно. Сформировалось это мнение, вероятно, благодаря надписи на упаковке люминесцентных и подобных им ламп, что их нельзя подключать к регуляторам яркости свечения. Эта надпись — будет абсолютной правдой, если к ней дописать ‘предназначенных для ламп накаливания’. Действительно, свойства газоразрядных ламп настолько отличаются от свойств ламп накаливания, что регуляторы, предназначенные для одних, не годятся для других.

Как регулировать яркость свечения ламп дневного света и светодиодов

Но изготовить регулятор, способный плавно изменять яркость свечения ламп дневного света, можно. Однако, применять его следует только с лампами, которые не оснащены встроенными драйверами. Подойдут длинные цилиндрические лампы дневного света. Энергосберегающие лампы, предназначенные в патрон лампы накаливания, работать с регулятором не будет, так как в них уже встроен драйвер, который будет мешать.

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

На основе такого же принципа можно построить регулятор яркости светодиодов. Обсудим это в конце статьи.

Почему к люминесцентным лампам и светодиодам не подходят регуляторы от лампочек с нитью накала? Нить накала проявляет себя как резистор с несколько изменяющимся сопротивлением в зависимости от температуры. Так что яркость ее свечения можно изменять, изменяя приложенное к ней напряжение. Нить накала обладает довольно большой инертностью. На нее можно подавать пульсирующее напряжение сложной формы, например, от тиристорного регулятора. При этом она не будет моргать и негативно влиять на органы зрения.

Энергосберегающие лампы ведут себя по-другому. Чтобы такая лампа загорелась, на нее надо подать напряжение в несколько раз выше рабочего. Происходит зажигание. Дальше напряжение нужно понизить до номинального. Отклонение напряжения питания от номинального в меньшую сторону приводит к ее быстрому погасанию, а в большую — к нагреву и перегоранию. Питать ее пульсирующим напряжением вообще не следует (хотя это постоянно делается в бытовых светильниках), так как она довольно сильно моргает, что неполезно для зрения.

Галогенная, неоновая или другая газоразрядная лампа в своем рабочем режиме имеет очень небольшое динамическое сопротивление. Это значит, что очень небольшое изменение питающего напряжения приводит к большому изменению силы тока и яркости свечения. Таким образом, изменяя питающее напряжение, регулировать яркость нельзя. Такую лампу (да и светодиод) нужно питать от источника тока (подробнее об источниках стабильного тока), обладающего большим динамическим сопротивлением, управлять ее яркостью, изменяя силу тока. Напряжение на лампе (светодиоде) при этом будет меняться незначительно. У такого подхода есть еще два плюса. Во-первых, нет необходимости в отдельной схеме балласта, зажигающего лампу. Если применить действительно хороший импульсный источник тока, то напряжение на лампе будет возрастать до тех пор, пока лампа не загорится, а далее упадет до рабочего. Во-вторых, лампа будет светиться с яркостью, независящей от температуры и других условий среды.

Регулятор, драйвер с регулированием яркости. Схема

Теперь перейдем к схеме устройства, предназначенного для питания и регулировки яркости свечения. Это устройство может питать, как люминесцентные лампы, так и светодиоды или блоки светодиодов, соединенных последовательно. Оно может быть запитано от самых разных источников питания с самым разным напряжением (от 12 В до 400 В). Например, на основе приведенной схемы можно изготовить электрическую ‘керосиновую’ лампу для автономного освещения при перебоях электропитания или светильник для салона автомобиля. Мы приведем форму для онлайн расчета параметров схемы для разных напряжений питания и разных нагрузок (ламп, блоков светодиодов). Так что Вы легко сможете сами рассчитать свой регулятор яркости.

Устройство представляет собой классический полумостовой импульсный преобразователь напряжения. Оно построено аналогично импульсному блоку питания. Для удобства мы постарались сохранить обозначения элементов из схемы импульсного блока питания, так что нумерация получилась не непрерывной.

Питание управляющей схемы осуществляется следующим образом. Через резистор R14 и диод VD14 небольшим током заряжается конденсатор C4. Как только напряжение на нем становится больше 10 В, контроллер начинает формировать импульсы, которые открывают силовые транзисторы. Формируется напряжение на обмотке L7. Это напряжение через резистор R15 питает контроллер.

Применять регулятор можно как для ручной регулировки, так и для варьирования яркости в зависимости от управляющего тока. Управляющий ток подается на вход C. Этот ток прибавляется к измеряемому, а цепь обратной связи поддерживает суммарный ток (измеряемый + управляющий) на фиксированном уровне. Так что, чем больше управляющий ток, тем меньше ток через осветительный прибор. Мы разработали на основе этого драйвера цветомузыкальную установку.

Диммеры для светодиодных ламп 220В: современные модели и правильное применение

Эти устройства предназначены для плавной регулировки уровня освещенности. Диммеры для светодиодных ламп 220В используют автономно и в составе систем управления класса «умный дом». С их помощью повышают уровень комфорта и успешно решают отдельные вопросы дизайна, безопасности. При соответствующей настройке получится оптимизировать энергопотребление. Всеми потенциальными возможностями пользоваться будет проще после изучения данной статьи.

Читать еще:  Бачок для унитаза регулировка воды

Диммеры для светодиодных ламп 220В

Как были созданы диммеры для светодиодных ламп 220В: устройство и принцип действия

Для изменения силы света ранее изменяли электрическое сопротивление в цепи питания. Классический реостат – это катушка из проволоки. Перемещение специального элемента по ее поверхности позволяло изменять соответствующие параметры нужным пользователю образом.

Реостат

Простота конструкции таких приборов объяснялась уровнем технологий. Но со временем стали неприемлемы следующие недостатки:

  • Прерывание контактов при появлении на металлических поверхностях загрязнений и окислов.
  • Поломки, вызванные движущимися механическими частями.
  • Чрезмерный расход материалов.
  • Ограниченная функциональность.

Принцип временной задержки регулировки диммера

Перечисленные выше проблемы устраняют с помощью электронных схем. Для изменения количества энергии, поступающей в нагрузку, отсекают передний (задний) фронт фазы. Необходимые переключения выполняют с применением достаточно мощных тиристоров.

На этом графике видна синусоида до и после регулирующего устройства. Чем больше временная задержка срабатывания тиристора, тем меньше яркость светильника.

Стандартная схема диммера для светодиодной лампы на 220В и модификации

Приведенная выше схема будет выполнять свои функции хорошо, если применяется индукционная нагрузка. Дело в том, что при переключениях слишком быстро растет ток на выходе. Это может повредить светодиодный прибор. Чтобы предотвратить подобные скачки применяют обрезание заднего фронта.

 Принципиальная схема и график электрических параметров

Такое устройство сложнее. В нем переключения осуществляется с помощью МОП транзистора, который способен работать только с постоянным током. Для этого в схему добавлен выпрямительный мостик из диодов. Специальный блок фиксирует моменты перехода фазы через ноль и подает соответствующие сигналы на таймер. Он, в свою очередь, создает импульсы, управляющие затвором ключа. Емкость и дроссель (C1 и L1) – это фильтр, который подавляет паразитные колебания.

Диммер, срезающий задний фронт

На этом рисунке приведена электрическая схема современного регулятора. Для выполнения перечисленных функций в нем установлена специализированная микросхема.

Полезный совет! При выборе обязательно надо обращать внимание на рекомендации производителя. В официальной сопроводительной документации на диммер должно быть указано, то он подходит для светодиодных ламп 220В.

Рядовому пользователю не обязательно знать, по какой именно схеме собрано электронное устройство. Гораздо важнее удобство управления и функциональность. Исходя из этих факторов, нужно отметить следующие модификации:

  • С помощью традиционной круглой рукоятки быстро и точно устанавливается необходимое значение яркости. В некоторых изделиях устанавливают подсветку, включение и выключение нажатием.

Традиционный механический вариант

  • Сенсорные панели выполняют аналогичные задачи. Но в них нет механических частей, которые подвержены износу. Подобные конструкции проще сделать герметичными, что предотвращает доступ влаги и появление коррозии.

Сенсорные изделия выглядят современно и дорого

  • Дистанционное управление наиболее комфортно. Современные пульты экономичны, компактны. Они срабатывают на больших дистанциях, подходят для плавной и ступенчатой регулировки.

Пульт управления удобен для больших помещений

Статья по теме:

Как выбрать светодиодные лампы для дома.Как выбрать светодиодные лампы для дома. ЛЕД-технологии все прочнее укрепляет позиции на рынке осветительного оборудования. Как не запутаться во всем многообразии вариантов и выбрать для дома оптимальные лампы? Давайте разбираться.

Как подключить диммер

Все работы по установке нового устройства выполняют при отключенном электропитании. Создают условия, препятствующие случайной подаче напряжения. На следующем рисунке приведены типовые схемы подключения:

Различные варианты подключения

В следующем перечне отмечены особенности каждого варианта:

  • Эту схему используют при монтаже диммера вместо обычного выключателя.
  • Такой вариант применяют, если общий свет зажигают в одном месте, а плавная регулировка нужна в другом.
  • Так подключают устройства управления в крупных комнатах. Пользователь сможет любым из двух диммеров регулировать яркость светильников.
  • Последний вариант пригодится для оснащения длинных коридоров. Общие выключатели монтируют на входе и около выхода.

Диммеры для светодиодных ламп 220В устанавливают при отключенном питании

Наличие фазы проверяют с помощью специальной отвертки-щупа. Этот провод подсоединяется к той клемме диммера, около которой нанесен знак «L». Включение общего питания выполняют только после завершения монтажных операций и закрепления декоративной крышки.

Производители и цены

Чтобы сравнение было объективным, необходимо ознакомление с актуальными предложениями ведущих производителей. Рассмотренные ниже компании выпускают широкий ассортимент профильной продукции с разными потребительскими характеристиками.

Диммеры для светодиодных ламп 220В Legrand

Под этим брендом предлагаются поворотные и кнопочные устройства с мощностью нагрузки от 300 Вт до 1000 Вт. К нем можно подключать как единичные, так и групповые светильники. Стоимость изделий– от1300 до 2790 руб. за шт. в зависимости от серии. Самые демократичные Mosaic создают в белой, красной и алюминиевой расцветке.

Разные цвета рамок серии Celiane

Но для работы со светодиодами предназначена более дорогая линейка Celiane. Здесь есть не только механические, но и сенсорные модели. Помимо стандартных вариантов, можно приобрести рамки в фиолетовом, оранжевом, лиловом, или другом оформлении.

Широкий ассортимент пригодится для точного подбора внешнего вида к определенному дизайну помещения

Диммеры Schneider Electric

В производственной линейке этого бренда также представлены регуляторы разных видов. Кроме поворотных, тут есть комбинированные приборы. Нажатием на крупную панель подают и отключают питание. Проведя пальцем по нижней части, изменяют уровень яркости. Цены – от 2500 до 14 000 руб. Разница в стоимости объясняется не только электрическими параметрами. Существенное значение имеет дизайн.

Регулятор Merten Antique

В этой серии внешние панели изготовлены из латуни со специальным защитным покрытием. Они гармонично выглядят в классических интерьерах.

Читать еще:  Как отрегулировать стояки в доме

Модель M-Creativ

Такие модели – специальное предложение от Schneider Electric. Покупатель с помощью специального программного обеспечения может создать и заказать изготовление рамки с уникальным дизайном.

Правильный выбор и дополнительные рекомендации

При желании, можно изготовить диммеры для светодиодных ламп 220В своими руками. Для этого понадобится подобрать подходящую принципиальную схему, приобрести инструменты, контрольно-измерительное оборудование. Придется изучить пайку, настройку, иные специальные навыки. Совокупные затраты времени и денежных средств будут выше, чем приобретение стандартного изделия в магазине. Тем не менее, такой способ пригодится для решения не тривиальных задач. Это – интересное хобби, которое полезно на практике.

Оснащение домашней лаборатории радиолюбителя

Чтобы купить диммеры для светодиодных ламп 220в без ошибок, используйте в комплексе все материалы статьи. Начинайте с проекта. Определите на плане места расположения регуляторов с учетом удобства пользования. Выясните, допустима ли замена имеющихся выключателей, либо понадобится создание каналов и монтаж новой проводки. Изделия приобретайте с расчетом на определенную мощность светильников и тип (для светодиодов). Обращайте внимание на эстетические параметры, стойкость к внешним воздействиям, имя производителя и официальные гарантии.

Простая светодиодная лампа и диммер (видео)

Управление яркостью светодиодного светильника с помощью источника питания

Одним из важных преимуществ светодиодных светильников по сравнению с традиционными газоразрядными является возможность управления световым потоком. В светодиодном светильнике достаточно легко организовать плавное управление световым потоком (димминг) в автоматическом или ручном режиме в зависимости от условий эксплуатации и назначения осветительного прибора. К условиям эксплуатации можно отнести: изменение уровня естественной освещенности в зависимости от времени суток или погодных условий, присутствие человека в освещаемой зоне, температуру наиболее важных и критичных узлов самого светильника и т.д.

Варианты управления яркостью свечения

Управлять яркостью свечения светодиодного светильника можно несколькими способами:

1. Изменяя количество светодиодов

2. Изменяя значение тока, протекающего через светодиоды

3. С помощью симисторного регулятора мощности (TRIAC-диммера).

4. С помощью переменного резистора

Первый способ управления практически не применяется в силу низкой эффективности, поскольку при нем некоторое количество светодиодов не будет использоваться в светильнике в течение всего срока его эксплуатации. Второй способ регулировки яркости применяется достаточно широко — он наиболее оптимален с точки зрения удобства применения и выполнения требований директив по электромагнитной совместимости. Третий и четвертый способы управления яркостью применяется в основном для бытовых нужд ввиду низкой стоимости, большого распространения симисторных регуляторов мощности и удобства интеграции в существующие системы освещения.

Применение источников питания с функцией димминга

Ведущие производители источников питания для светотехнических решений в своих разработках применяют два основных интерфейса управления выходным током (димминга): аналоговый и цифровой. Аналоговый — это интерфейс управления, который позволяет изменять значение выходного тока при помощи управляющего напряжения. Цифровой — это интерфейс управления, который позволяет изменять значение выходного тока при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Обобщенная схема светодиодного светильника с функцией управления представлена на рисунке 1.

Схема светодиодного светильника с функцией управления яркостью (диммингом)

Рис. 1. Схема светодиодного светильника с функцией управления яркостью (диммингом)

Схема состоит из четырех основных блоков: источника питания со стабилизированным выходным током и встроенным интерфейсом управления, матрицы светодиодов, устройства управления и датчика Д. Для построения автономного светодиодного светильника необходим датчик, на основе показаний которого светильник будет включаться/выключаться (датчик движения) или изменять яркость (датчик уровня освещенности). В качестве устройства управления можно применить готовые контроллеры от производителей Philips и Osram или разработать собственное устройство. В таблице 1 приведены параметры источников питания со встроенными интерфейсами для управления выходным током (с диммингом).

Таблица 1. Источники питания для светодиодной техники с интерфейсом управления

Наименование Производитель Мощность, Вт Аналоговый интерфейс Цифровой интерфейс
LPF-16D-xxMEAN WELL (MW)16ДаДа
LPF-25D-xxMEAN WELL (MW)25ДаДа
EUC-025SxxxDSINVENTRONICS25ДаНет
EUC-035SxxxDTINVENTRONICS35ДаНет
HLP-40H-xxMEAN WELL (MW)40ДаДа
LPF-40D-xxMEAN WELL (MW)40ДаДа
HLG-40H-xxBMEAN WELL (MW)ДаДа
EUC-040SxxxDSINVENTRONICS40ДаНет
EUC-050SxxxDTINVENTRONICS50ДаНет
HLP-60H-xxMEAN WELL (MW)60ДаДа
LPF-60D-xxMEAN WELL (MW)60ДаДа
HLG-60H-xxBMEAN WELL (MW)60ДаДа
EUC-075SxxxDTINVENTRONICS75ДаНет
HLP-80H-xxMEAN WELL (MW)80ДаДа
HLG-80H-xxBMEAN WELL (MW)80ДаДа < /font>
LPF-90D-xxMEAN WELL (MW)90ДаДа
EUC-100SxxxDTINVENTRONICS100ДаНет
HLG-100H-xxBMEAN WELL (MW)80ДаДа
HLG-120H-xxBMEAN WELL (MW)120ДаДа
HLG-150H-xxBMEAN WELL (MW)150ДаДа
EUC-150SxxxDTINVENTRONICS150ДаНет
HLG-185H-xxBMEAN WELL (MW)185ДаДа
EUC-200SxxxDTINVENTRONICS200ДаНет
HLG-240H-xxBMEAN WELL (MW)240ДаДа
HLG-320H-xxBMEAN WELL (MW)320ДаДа

Аналоговый интерфейс управления позволяет регулировать выходной ток (предел ограничения выходного тока) при помощи внешнего управляющего напряжения, которое подается на управляющие выводы источника питания. Управляющее напряжение изменяется в диапазоне от 1 до 10 В, что приводит к изменению выходного тока источника питания. Пример регулировочной характеристики приведен на рисунке 2. Этот график не является общим для всех источников питания с аналоговым интерфейсом управления. Для каждого модуля питания регулировочная характеристика приведена в фирменном описании. В рассматриваемом примере подача максимального управляющего напряжения 10 В обеспечивает 100% значение выходного тока, 5 В на управляющем входе дают 50% выходного тока. Полностью выключить светодиодный светильник, питаемый этим источником, не получится: даже при минимальном управляющем напряжении 1 В выходной ток составит не менее 10% от номинала.

Читать еще:  Смеситель с регулировкой ширины

Управляющая характеристика источника питания с диммингом (на примере HLP-60H-xx)

Рис. 2. Управляющая характеристика источника питания с диммингом (на примере HLP-60H-xx)

Все источники питания, у которых есть аналоговый интерфейс позволяют подключать внешний потенциометр. У разных производителей источников питания варианты подключения потенциометра различаются. Так, например, для моделей HLG-xxxH-xxB, LPF-xxD, HLP-xxH-xx компании MEAN WELL внешний потенциометр подключается к выводам управления ADJ1 (синий провод) и ADJ2 (белый провод). К источникам питания EUC-025SxxxDS, EUC-035SxxxDT, EUC-040SxxxDS, EUC-050SxxxDT, EUC-075SxxxDT, EUC-100SxxxDT, EUC-150SxxxDT, EUC-200SxxxDT компании Inventronics необходимо подключить резистивный делитель к выводам OUTPUT 10V (желтый провод), INPUT 1-10V (фиолетовый провод) и GND (зеленый провод).

Модули питания с аналоговым интерфейсом широко применяются в системах освещения с автономным управлением: в системах уличного освещения, подъездного освещения, при освещении парковок и т.д.

Встроенный цифровой интерфейс позволяет управлять значением выходного тока источника питания при помощи широтно-импульсной модуляции. На сигнал управления накладывается следующие ограничения:

  • амплитуда сигнала управления должна быть не более 10В,
  • частота управляющего сигнала выбирается из диапазона 100Гц…3кГц,
  • длительность импульса управления должна быть не меньше 10% от периода следования импульсов.

Соответствие между значением длительности и выходным током можно найти по регулировочной характеристике.

Источники питания с цифровым интерфейсом применяются обычно в светильниках с централизованным управлением: в системах архитектурной подсветки зданий или внутренней подсветки помещений.

Светильник с плавной регулировкой яркости схема

Обычная недиммируемая светодиодная лампа, если мы говорим о качественном продукте, содержит в своей цокольной части миниатюрный понижающий преобразователь сетевого напряжения, так называемый импульсный DC-DC-конвертер.

Задача данного блока — получив переменное сетевое напряжение (220-230 вольт), сначала выпрямить его в постоянное, а затем это постоянное напряжение преобразовать в низкое постоянное напряжение на выходе лампы, причем величина получаемого выходного напряжения должна точно соответствовать установленной нагрузке, то есть цепочке из светодиодов, которая стоит в данной конкретной лампе.

Этот понижающий DC-DC-преобразователь внутри недиммируемой светодиодной лампы имеет стабилизированный выход, а значит при любом отклонении (в разумных пределах конечно) действующего значения питающего напряжения от обычных 220-230 вольт, на выходе все равно будет столько вольт, сколько нужно, ибо преобразователь автоматически подгонит параметры своей работы чтобы дать светодиодам «правильное» и достаточное для нормального свечения напряжение питания.

Если же напряжение в сети сильно просядет, то недиммируемая светодиодная лампа попросту погаснет или начнет заметно мерцать, так как вход встроенного в лампу преобразователя рассчитан на ограниченный диапазон входных напряжений.

Если такую недиммируемую светодиодную лампу подключить к обычному диммеру для ламп накаливания, как она себя поведет? Как известно, обычный диммер осуществляет фазовую отсечку сетевой синусоиды, уменьшая таким образом среднеквадратичное значение питающего напряжения.

Так вот, пока среднего значения напряжения с выхода диммера будет хватать для нормальной работы встроенного в лампу импульсного преобразователя, лампа будет работать как ни в чем не бывало — яркость вообще не будет уменьшаться.

Но при попытке значительно убавить яркость лампы регулируя диммер, сначала мы заметим что лампа начинает мерцать (преобразователю не будет хватать входного напряжения), а затем погаснет. А если еще и диммер окажется некачественным, то он и сам может выйти из строя, поскольку в принципе не предназначен для питания импульсной нагрузки.

Существуют спцеиальные так называемые «светодиодные диммеры», позволяющие регулировать яркость светодиодных ламп.

В этой статье же речть идет о специальных светодиодных лампах, яркость которых можно регулировать обычными диммерами, предназанченными для ламп накаливания.

Диммируемая светодиодная лампа (лампа с регулируемой яркостью) отличается от недиммируемой тем, что на входе ее встроенного DC-DC-конвертора есть дополнительная схема, измеряющая среднеквадратичное значение подаваемого переменного напряжения. И светодиодам на выходе напряжение устанавливается соответствующее — пропорциональное входному.

Если даже напряжение с диммера подается в виде «нарезанной на кусочки синусоиды», схема лампы это увидит и поведет себя адекватно — снизит яркость.

А вот пределы регулирования и точность подстройки внутреннего драйвера лампы зависят от ее качества. Поэтому при выборе диммируемой светодиодной лампы предпочтение следует отдавать лампам надежных производителей, таких как Philips, Gauss, Osram и т.п, — тем, которые уже успели хорошо себя зарекомендовать. И конечно важно помнить, что диммируемая светодиодная лампа обязательно имеет на упаковке значок «dimmable».

В настоящее время выпускается больше количество современных Smart-ламп, которые кроме регулировки яркости умеют изменять свой цвет, а также могут иметь много других полезных функций (могут работать по различным заранее придуманным сценариям, имитировать присутсвие хозяев в доме и т.п.).

Ранее ЭлектроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector