Регулировка яркости LED. Все о диммерах для светодиодных ламп

Схемы диммеров

Диммер для напряжения 220В, с отсечкой по переднему фронту, работает по принципу фазоимпульсного управления напряжением. В процессе работы, элементы такого диммера подают напряжение на нагрузку в определенные моменты, отрезая часть синусоиды. Подробно и более наглядно это изображено на графиках.

grafik-leading-edge.jpg

Площадь синусоиды, заштрихованная серым цветом – это площадь напряжения или его действующая величина, которая подаётся в нагрузку (светильник или любое другое описанное выше устройство).

Красной пунктирной линией изображена форма напряжения на входе диммера для led ламп. В таком виде она подается через обычный выключатель без регулировок.

Как подключить светодиоды через диммер?

regulyator-na-semistore.jpg

Номиналы компонентов и все сведения указаны на схеме диммера.

Устройство устанавливается в разрыв провода идущего к источнику света, двигателю, тэну или любому другому устройству.

Логика работы схемы следующая: конденсатор С1 заряжается через цепочку R1 и потенциометр R2. В зависимости от положения потенциометра, конденсатор заряжается до напряжения открытия динистора VD1.

В схеме использовался динистор DB3, это примерно 30В. Через открытый динистор подаётся управляющий импульс открытия симистора (двунаправленный тиристор), на его управляющий электрод.

Чем больше сопротивление, выставленное ручкой потенциометра – тем дольше заряжается конденсатор, соответственно тем позже откроется цепь динистор-симистор, а напряжение будет ниже, так как срежется большая часть синусоиды. И наоборот – меньше сопротивление – больше напряжение на выходе регулятора.

В интернете есть много вариантов схем со всевозможными доработками, все они хорошие. Здесь приведена простейшая схема, на рисунке изображен монтаж этого варианта схемы.

Какие лампы можно диммировать?

dimmerABB.jpg

  • Диммируются все без исключения типы ламп накаливания, галогеновые лампы 220 В и 12 В.
  • Энергосберегающие и светодиодные лампы — только специальные, на которых указано «диммируемые» (dimmable).
  • Люминесцентные лампы также можно диммировать, но эта функция должна быть предусмотрена в конструкции светильника.
  • Светодиодная лента и сверхяркие светодиоды также поддаются управлению.
  • Хуже всего дело обстоит с металлогалогенными лампами — при попытках диммирования они меняют спектр в сторону синего — при этом увеличивается износ лампы.

Принципы диммирования разных типов ламп различаются.- Для ламп накаливания, галогеновых ламп прямого включения 220 В, и галогеновых ламп с электромагнитными трансформаторами предназначены диммеры с режимом отсечки фазы. Это простейший тип светорегуляторов. По принципу управления бывают поворотные, поворотно-нажимные и сенсорные. — Для галогеновых ламп с электронным трансформатором применяются диммеры с задержкой фазы. Аппаратно они выглядят так же, как и диммеры для ламп накаливания, отличие только в электронике.  — Люменисцентные лампы диммируются при помощи специальных управляемых электронных балластов (ЭПРА), которые монтируются непосредственно в светильники вместо традиционных дросселей и стартеров. По типу управляющих сигналов существуют два вида регулируемых балластов: с управлением аналоговым сигналом 0-10 В и с цифровым управлением по стандарту DALI ((Digital Addressable Lighting Interface). У многих производителей (ABB, Gira, Jung и др.) представлены диммеры (реостаты) обоих стандартов.

ballast_DALI.JPG

 — Диммируемыеэнергосберегающие и светодиодные лампы управляются тем типом диммера, который указан в инструкции лампы. Чаще всего, встроенная в подобные лампы электроника «понимает» сигнал простейшего диммера для ламп накаливания, но бывают и исключения — потому при выборе подобных ламп нужно убедиться, что она «подружится» с установленным диммером. 

Какие лампочки можно использовать с диммером

Хотя в основе свечения ламп накаливания и светодиодов лежат разные принципы, общее у них имеется – интенсивность свечения зависит от среднего тока, протекающего через элемент. Проблема диммирования большинства светодиодных светильников том, что они включаются в сеть не непосредственно, а через стабилизатор тока (драйвер). Его задача – поддерживать яркость свечения независимо от изменения параметров питающего напряжения. Иными словами, такой прибор призван противостоять процессам, сопутствующим диммированию. Поэтому регулировать интенсивность свечения обычными приборами невозможно.

Существуют специальные лампы, входные цепи драйверов которых дополнены специальной схемой. Она отслеживает среднее значение напряжения на входе и в соответствии с ним изменяет ток светодиодов, регулируя световой поток. Такие лампочки маркируются надписью Dimmable или соответствующей пиктограммой.

Маркировка диммируемых и недиммируемых светильников.

Стоят подобные осветительные приборы дороже, но возможности их использования шире.

Существуют недорогие LED-светильники, у которых драйвер в виде электронной схемы отсутствует, его роль выполняет гасящий резистор. Такие лампы нежелательно непосредственно включать в сеть переменного напряжения, даже если они проходят по параметрам. Они не рассчитаны на высокое обратное напряжение, прикладываемое во время отрицательного полупериода. Это может привести к их быстрому выходу из строя. Поэтому их надо включать в сеть любого переменного напряжения через выпрямитель (желательно, двухполупериодный) или использовать на постоянном напряжении. В первом случае они диммируются обычным способом, но включать их надо по схеме «диммер – выпрямитель – лампа». Во втором надо применять специальные диммеры, управляющие свечением методом широтно-импульсной модуляции. Такие аппараты обычно выполняются на базе контроллеров и возможности управления ограничены только фантазией разработчиков.

Для удобства оценки совместимости ламп и диммеров для светодиодов, данные сведены в таблицу.

Тип диммера

Тип лампы
Недиммируемая с драйвером Диммируемая со специальным драйвером Светодиодная лента или лампа с гасящим резистором
Обычный Несовместимы Совместимы Совместимы при использовании выпрямителя
Светодиодный с выходом постоянного тока Несовместимы Несовместимы Совместимы

Важно! Все светодиодные ленты относятся к классу диммируемых – недиммируемых LED-лент не бывает в принципе. Надписи Dimmable на таких приборах – чистой воды маркетинговая уловка.

Регулирование яркости LED при постоянном напряжении

Если светодиодный светильник работает на постоянном напряжении, его яркость также можно регулировать. Самый простой способ – включение последовательно со светодиодом переменного резистора. Изменением его сопротивления меняется ток в цепи.

Схема управления с балластом.

Этот метод давно признан неудачным из-за энергетической неэффективности. На резисторе бесполезно рассеивается большая мощность. Гораздо более рационально распределять энергию во времени. При этом для снижения интенсивности свечения ключ периодически закрывается, а уровень освещенности усредняется посредством инерционности человеческого зрения.

Схема дискретного управления яркостью.

На практике это делается методом ШИМ. Светодиод питается прямоугольными импульсами постоянной амплитуды и частоты, но разной длительности.

Принцип ШИМ-регулирования яркости.

В зависимости от длины импульса меняется средний ток через светодиод, человеческим глазом это воспринимается как изменение яркости.

Модуляцию по ширине импульса удобно реализовывать с помощью процессорной техники. Поэтому на контроллерах делают различные приборы для создания световых эффектов.

Достоинства и недостатки

К плюсам возможности настройки уровня свечения относятся:

  • получение комфортной освещенности помещения;
  • экономия электроэнергии;
  • возможность акцентирования на деталях (в случае декоративной подсветки);
  • уменьшение выделения светильниками тепла;
  • возможность дистанционного и автоматического управления;
  • продление срока службы LED.

Еще одно достоинство светодиодных светильников – у них в процессе изменения яркости не меняется цветовая температура.

К минусам относится заметное мерцание LED-излучателей при низких уровнях яркости. Это приводит к повышенной утомляемости глаз, а также к возникновению вредного эффекта стробоскопа. Избавиться от мерцания при питании постоянным током проблематично, а при питании переменным – невозможно. Другая проблема – после установки светорегулятора определенного типа теряется возможность устанавливать лампы произвольного вида. Они должны быть совместимы с регулятором.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий