Почему светодиодная лампа мигает во включенном состоянии и как просто устранить ненужное мерцание

Современное освещение требует денежных затрат и может серьезно разочаровать владельца квартиры когда новый светильник из магазина не оправдал ожиданий.

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

Эту тему я излагаю ниже.

Почему светодиодная лампа может создавать нестабильное освещение: краткое объяснение физических процессов

Свечение светильника создается светодиодами за счет протекания через их полупроводниковый переход тока только постоянно направленного в одну сторону.

При смене полярности света не будет, что хорошо видно на приложенном графике протекания синусоиды.

Как работает светодиод

Современная светодиодная лампа состоит из какого-то определенного количества светодиодов, подключенных последовательными и параллельными цепочками. По ним протекает постоянный ток от источника напряжения, называемого драйвером питания или просто блоком.

Как устроена светодиодная лампа

Сила свечения каждого полупроводникового перехода определяется величиной тока, проходящего через него. С увеличением силы тока световой поток возрастает по кривой реальной характеристики, а с уменьшением снижается.

Световой поток светодиода

На свечении сильно сказывается величина нагрева полупроводникового перехода. Поэтому применение качественных радиаторов охлаждения, принудительный обдув и даже естественная система вентиляции улучшают световые характеристики.

Помещение же светодиодного источника внутрь не вентилируемого пространства подвесного либо натяжного потолка или в другое подобное место ухудшает освещение и снижает ресурс работы самых качественных светодиодов.

Для дальнейшего анализа принципов работы светодиодного освещения нам важно учитывать еще один научный факт: даже очень незначительное изменение прямого падения напряжения на полупроводниковом переходе ведет к большим колебаниям протекающего тока.

Характеристика светодиода

Это значит, что стабильности величине тока необходимо уделять повышенное внимание. Но, производители светодиодных ламп в этом вопросе идут двумя путями, создавая:

  1. сложные и дорогостоящие модули, обеспечивающие устойчивую стабилизацию тока даже при значительных колебаниях входного напряжения;
  2. самые простые блоки, которые за счет резистивно-емкостного делителя значительно снижают амплитуду входной синусоиды 220 до нескольких вольт, а затем пропускают ее через диодный мост. После него получается пульсирующий сигнал, который затем сглаживается выравнивающим электролитическим конденсатором.

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

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

Драйвер ASD

Его электрическая схема приведена ниже. Ни о какой стабилизации тока здесь не думали.

Схема драйвера

Даже вопрос стабилизации напряжения в нем не решен: нет ни одного даже простейшего стабилитрона. Схема работы построена на том принципе, что входные 220 вольт не должны меняться, а в нашей действительности это неосуществимо.

Драйвер тока светодиодной лампы среднего качества уже содержит в своем составе фильтр помех, микросхему, работающую по принципам учета обратной связи выходного сигнала, трансформаторные высокочастотные преобразователи, разделяющие каналы передачи информации.

Драйвер светодиодной лампы

Разнообразными моделями производители предоставляют довольно широкий ассортимент своей светодиодной продукции разной ценовой категории для массового покупателя.

Задача потребителя: выбрать для себя такой светильник, который лучше подойдет под конкретные условия эксплуатации по стоимости и цене. Каждый человек должен руководствоваться в этом вопросе только личными интересами.

Как проверить качество светодиодной лампы самостоятельно: 2 простых визуальных метода и опыт измерения коэффициента пульсаций

Мигание любой лампочки может быть:

  1. низкочастотным, когда оно явно раздражает наши глаза;
  2. высокочастотным, которое не так заметно сразу, но тоже отрицательно влияет на зрение.

Скрытые отклонения стабильности работы любого источника света можно визуально оценить по стробоскопическому эффекту.

Первый способ

Достаточно взять в руку карандаш, шариковую ручку или любую похожую палочку. Останется только поднести его к работающему источнику и создать возле него быстрые возвратно-поступательные движения на пути глаз человека.

Как проверить качество светодиодной лампы

В этой ситуации наш взгляд заметит небольшие области свечения, выдающие пульсации нестабильного освещения. Требуется небольшой навык.

Метод приблизительный, оценочный, но работающий.

Второй способ визуальной оценки

Сейчас в каждом мобильном гаджете встроен цифровой фотоаппарат, который позволяет сразу оценить состояние стабильности потока светового излучения.

Пульсации светодиодной лампы

Посредством любого смартфона или мобильника можно приблизительно оценивать качество освещения. В нем пульсации видны лучше.

Третий способ: определение коэффициента пульсаций

Более качественно и точно оценить качество свечения позволяет метод измерения.

Принцип его работы:

  • свет лампы направляется на фотодиод широкого спектра;
  • вырабатываемый ток направляется на операционный усилитель, преобразующий его в пропорциональное напряжение;
  • подключенный осциллограф показывает состояние сигнала и величины колебаний напряжения;
  • по полученным значениям рассчитывается коэффициент пульсаций.
Замер пульсаций

Реализовать этот принцип позволяет сборка усилителя по нижеприведенной электрической схеме. Основные компоненты и их маркировка приведены подписями.

Схема датчика

Коэффициент пульсаций оценивается отношением уровней минимального напряжения к максимальному, выраженному в процентных отношениях и вычисляемому по формуле:

К = 1 — (Uмин / Uмакс)

Коэффициент пульсации светодиодной лампы

Весь этот процесс подробно объясняет владелец видеоролика Publikz.com. Тема познавательная, полезная. Смотрите и повторяйте.

А 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 у «севшей батарейки», которая долго не проработает. Любой драйвер питания создается для эксплуатации в определенном диапазоне рабочего напряжения и имеет какой-то свой резерв.

У дорогих моделей создан запас побольше, а на бюджетных — ограничен, а то и занижен. Это необходимо учитывать.

Особенно характерно некачественное электроснабжение с просадками амплитуд для жителей сельской местности с протяженными воздушными линиями электропередач.

Такова суровая реальность, но ее можно исправить. Как поднять заниженное напряжение сети до 220 вольт в частном доме я специально изложил в отдельной статье. Читайте там.

Для нормальной работы светодиодной лампы необходимо создать ей оптимальное питание. Поэтому с проверки его величины я рекомендую начинать процесс ремонта и поиска места неисправности.

Уровень должен укладываться в 207÷253 вольта. Причем на нижних значениях некачественные драйверы могут уже нестабильно работать.

Какие проблемы создает наведенное напряжение

Термин наведенное напряжение используется для определения потенциала электрической энергии, передающегося за счет электромагнитного преобразования от действующего силового оборудования на замкнутую цепь.

В ней начинает протекать ток разряда. Нарисовал эти процессы упрощенной картинкой, показав электромагнитное преобразование символом трансформатора.

Наведенное напряжение

Прочувствовать, что это такое мне помогла прогулка не велосипеде. Я в сырую погоду возвращался по хорошо проверенной трассе. На ней автомобильное шоссе пересекается с действующей воздушной ЛЭП 330 кВ.

До этого момента я много раз проезжал в сухую погоду без каких-либо ощущений, а влажность сыграла злую шутку: небольшой по силе, но вполне ощутимый разряд пришлось почувствовать всем телом.

Точно так же силовые провода, расположенные параллельно или рядом с цепями освещения, могут наводить дополнительное напряжение на светодиоды.

Под действием приложенного потенциала возникнет их мерцание. В этой ситуации может спасти экранирование, как частный случай.

Однако лучше заранее исключить наводку на стадии проекта, не допускать близкой прокладки высоковольтных цепей, работу мощных нагрузок типа сварочных аппаратов и подобных устройств.

Как влияют на качество светодиодного освещения импульсные блоки питания

Вся современная бытовая техника имеет в своем составе ИБП. Их принцип работы основан на преобразовании 50 герц бытового напряжения в высокочастотный сигнал с последующим его выпрямлением и дальнейшей обработкой.

Эта высокая частота с техники должна отфильтровываться конденсаторами и дросселями, встроенными в блок. Но, они в каких-то ситуациях могут не справиться с этой задачей или быть повреждены.

Фильтр ВЧ помех

Тогда наведенный в/ч сигнал, например, от включенной микроволновки, цифрового телевизора или другой техники будет проникать в бытовую сеть, создавать высокочастотные помехи.

Они тоже скажутся на работе драйвера светодиодной лампы, что особенно будет заметно на моделях, использующих резистивно-емкостной делитель напряжения или простое трансформаторное преобразование.

Проверить наводку высокочастотных импульсов от оборудования в своей квартире просто: достаточно отключить их из работы. Но этот прием может не сработать, когда помехи идут от соседей или из сети.

Здесь лучше всего оценивать качество синусоиды питающего напряжения осциллографом, но это дорогая проверка.

Некачественный монтаж проводки и дребезг контактов

О том, как выполнять электромонтажные работы в квартире и частном доме я уже написал отдельную статью. Электрические нагрузки должны надежно передаваться, не вызывать перегрев токоведущих жил и повреждение изоляции.

На качество работы электропроводки влияют способы соединения проводов между собой и с коммутационными аппаратами. Контакты выключателей, клеммников, соединителей необходимо подбирать по коммутируемой мощности.

Сгоревшие WAGO

Любое нарушение переходного электрического сопротивления сказывается на качестве питающего напряжения, а оно может повлиять на мерцание чувствительных светодиодов.

Если в лампе работает хорошо налаженный дорогой драйвер, то он справится с такими помехами. А вот упрощенные модели с простым преобразованием сигнала могут и подвести.

Отдельно остановлюсь на дребезге контактов. Он характерен практически для всех механических выключателей и переключателей, включая релейные устройства.

У них коммутации мощностей, особенно разрывы токоведущих цепочек под нагрузкой, происходят максимально быстро под действием сил отключающих пружин или электромагнитов.

Замыкание контактов сопровождается ударом металлической части подвижного контакта по стационарно закрепленному основанию. При этом создается усилие противодействия, под действием которого контакт отскакивает, как мячик или молоток при ударе по наковальне.

Пружина дожимает контакт на основание, преодолевая затухающее усилие сопротивления. Во время кратковременного протекания этих противоположных процессов ток меняется по величине. Дополнительно сказываются переходные процессы.

Качественно собранная проводка и хорошо подобранные и налаженные коммутационные аппараты не создают проблем владельцу квартиры, а всевозможные нарушения и упрощения вполне способны ухудшить эксплуатационные характеристики, привести к миганию светодиодов.

Диммирование светодиодных ламп: когда возникает мигание света

Следует четко представлять, что не все конструкции led ламп подвергаются внешнему способу управления своей яркости от диммера, а только те, которые специально разработаны для таких условий эксплуатации.

Диммируемая лампа имеет специальное обозначение на упаковке в виде знака ручки поворотного регулятора — диммера.

Диммируемая светодиодная лампа

Если он не обозначен и отсутствует, то нет смысла подключать упрощенную модель: она станет мерцать, ибо не приспособлена к таким условиям работы с пониженным напряжением.

Однако при желании регулирования светового потока led диодов можно воспользоваться специальной конструкцией драйвера с встроенным диммером.

Диммируемый драйвер

Сейчас производители стали выпускать даже универсальный диммер для энергосберегающих и светодиодных ламп Dimax 544 plus.

Диммер для энергосберегающих ламп

Насколько эффективно он работает, здесь разбирать не будем. Я постарался дать общее представление, как избавиться от мигания светодиодных ламп, которые не приспособлены к диммированию, но подключены для него.

Не предназначенные для работы от диммера лед лампы могут создавать мерцание освещения. Им просто не хватит уровня напряжения для работы низкокачественного драйвера питания.

Как убрать мерцание бюджетной светодиодные лампы своими руками: 3 схемы

Выше по тексту я пытался сосредоточить ваше внимание на том, что не стоит приобретать дешевые led светильники. Но, если они уже куплены, то можно попытаться улучшить их работу.

Способ №1. Увеличение емкости выравнивающего конденсатора

Простой блок питания светодиодной лампы после делителя напряжения или входного трансформатора выпрямляет переменный сигнал электролитическим конденсатором С, сглаживающим пульсации.

Уменьшить их влияние на качество выровненного сигнала позволяет увеличение его емкости. Для этого допустимо параллельно обмоткам C подключить дополнительный конденсатор C1.

Второй вариант — заменить конденсатор C другим, более высокой емкости. Здесь действует принцип: чем больше, тем лучше. Но, без фанатизма. Дело в том, что все это электронное хозяйство размещается в цоколе лампы, а габариты там ограничены.

Можно, конечно, попытаться вывести дополнительный конденсатор наружу проводами, как отдельный модуль. Но, насколько удобно будет такое исполнение при эксплуатации?

Показал это решение на схеме пунктирными линиями и выделил добавляемые элементы сиреневым цветом.

Как убрать мерцание светодиодов

Здесь же указал место для подключения дополнительного резистора R1.

Способ №2. Ограничение тока через светодиоды токогасящим резистором

Подключение добавочного сопротивления R1 в последовательную цепочку со светодиодами снижает потребляемую мощность, ток нагрузки и уменьшает их свечение, а заодно и пульсации.

Вполне достаточно снизить ток через цепочку HL1-HLn процентов на 25-30. Потребуется выполнить замер падения напряжения мультиметром на ней в реальной схеме и последующий расчет.

Зная напряжение и сопротивление R=1 кОм, по закону Ома рассчитывается ток, протекающий через все светодиоды. В принципе, его тоже можно измерить, или воспользоваться онлайн калькулятором.

Далее просто уменьшаем величину тока примерно на четверть и рассчитываем общее сопротивление. Из него вычитаем величину резистора R и получаем номинал R1.

Не забываем подобрать его по допустимой мощности. Иначе он может перегреваться и нарушать температурный режим всей лед конструкции либо вообще сгореть.

Оба способа использования дополнительного конденсатора и резистора кардинально не устраняют мигание led лампы, но значительно его ограничивают. Такие доработанные светильники можно устанавливать в подсобных помещениях, где они будут работать вполне надежно.

Варианты технической реализации этих двух методов показывает в своем видеоролике владелец Master Bobrov. Большую пользу вам может принести также ознакомление с комментариями, расположенными под видео.

Способ №3. Подключение самодельных фильтров

Считаю этот метод более эффективным, чем разобранные выше. Принцип его работы я уже объяснял раньше, рассматривая схемы импульсных блоков питания.

Подключение дросселей и конденсаторов должно гасить в/ч помехи, которые идут из сети на блок питания светодиодной лампы. Для простейших драйверов этого вполне достаточно.

Как работает фильтр

Такой фильтр можно собрать отдельным модулем и включить непосредственно перед светильником. Его не обязательно встраивать в цоколь лампочки. Он не создаст проблем с оформлением малогабаритной конструкции.

Фильтр делается в диэлектрическом корпусе, монтируется в любом месте квартиры, но лучше — перед патроном.

Вот в принципе и все объяснение, почему мигают светодиодные лампы во включенном состоянии. Теперь кратко коснусь похожего вопроса, когда напряжение отключено коммутационным аппаратом.

Почему моргает светодиодная лампа при выключенном свете

Поможет ответить на этот вопрос простая развернутая схема подключения лед источника с простым драйвером питания.

Почему моргает светодиодная лампа

Чрез подсветку отключенного выключателя (с неонкой или светодиодами) течет маленький ток, который проходит по обмотке трансформатора или резистивно-емкостного делителя и трансформируется или поступает на диодный мост.

После него небольшие импульсы воздействуют на обкладки конденсатора C. Они постоянного его подзаряжают, повышая емкостной заряд.

Когда потенциал его энергии становится достаточным для пробоя сопротивления цепочки подключенных светодиодов, то происходит разряд через их полупроводниковые переходы.

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

Исключить это явление можно двумя способами:

  1. Изъять цепь подсветки из выключателя, что проще всего сделать.
  2. Зашунтировать цепочку подачи импульсов на блок питания светодиодной лампы.

Во втором случае можно использовать металлопленочный неполярный конденсатор на общее напряжение 630 вольт. Его номинал надо подбирать опытным путем из расчета емкости на 0,1÷1 мкФ в зависимости от конструкции и мощности светильника.

Подключение конденсатора

Другой вариант исполнения шунта — резистивное сопротивление с номиналом порядка 50 Ом и мощностью не меньше 2 ватта. Номинал ориентировочный, дан для справки при наладке. Требуется проверка по местным условиям.

Подключение резистора

Резистору может потребоваться охлаждение и отвод тепла, на него больше тратится полезная мощность. Но выбор способа за вами.

Вот и все основные причины, почему светодиодная лампа мигает и как можно устранить эти неприятные явления. Если знаете другие методы, то поделитесь в комментариях. Там же можете задать вопрос. Будем обсуждать и совместно решать.

Рейтинг статьи

Просмотров страницы: 3793

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о