Мерцание при работе
Мы рассмотрели, почему могут мерцать светодиодные лампы в выключенном состоянии. Это мерцание после выключения видно невооруженным глазом и вызывает дискомфорт. Но мерцать они могут и при работе, и не ощущаются визуально. Такое мерцание приносит вред, так как воздействует на человека на подсознательном уровне. При длительном воздействии оно может стать причиной частой утомляемости, бессонницы, подавленного состояния. А самое главное, оно негативно сказывается на зрении. Почему это происходит? Все дело в том же конденсаторе фильтра. Если его емкость недостаточна, то фильтр плохо справляется со своей задачей. Часть переменного тока с удвоенной частотой сети 100 Гц добирается до светодиодов и заставляет их изменять яркость свечения с той же частотой.
Согласно Свода Правил СП , регламентирующего требования к естественному и искусственному освещению, для детских и лечебных помещений коэффициент пульсаций не должен превышать 10-20 %. Величина варьируется в зависимости от размера объектов, которые требуется рассматривать. Для остальных помещений коэффициент пульсаций не нормируется, но это еще не значит, что им нужно пренебрегать. Тем более, что у низкого качества ламп отдельных производителей он доходит до 60%! Сами же производители редко предоставляют информацию о коэффициенте пульсаций, с которым работает их продукция. Поэтому для его оценки в домашних условиях приходится проводить тесты, фиксирующие не величину, а само наличие мерцания. Первый и самый простой – так называемый «карандашный тест», основанный на эффекте стробоскопа. Включив в помещении только светильник с тестируемой лампой, быстро помашите перед ней карандашом. Если вы увидите сплошной след от карандаша, с пульсациями все в порядке. Если след от карандаша распадается на фрагменты, значит, пульсации есть. Второй способ связан с использованием фото- или видеокамеры. Можно воспользоваться мобильным телефоном. Камеру нужно навести на лампочку с расстояния около 1 метра, при наличии мерцания на дисплее вы увидите темные полосы. Если вы часто снимаете, то наверняка их не раз видели, но теперь знаете, почему так происходит.
Рассмотрим, как убрать такое мерцание светодиодных ламп. Нужно поменять конденсатор фильтра на другой, имеющий большую емкость. При этом нужно подобрать конденсатор на то же рабочее напряжение и вписаться в габаритные размеры. Нужно, конечно, обладать некоторыми навыками, чтобы найти на плате драйвера этот конденсатор и иметь навыки владения паяльником. Емкость нового элемента придется подбирать экспериментально. Способ этот не является панацеей, не всегда получается полностью убрать мерцание, но попробовать можно.
https://youtube.com/watch?v=fg5S0e1KQ0o
Еще одна из причин возникновения мерцания при работе – это использования диммеров для регулировки яркости.
Перед покупкой диммера, обязательно изучите характеристики используемых ламп: некоторые лампы могут не поддерживать диммирование
Не все светодиодные лампы могут работать с диммером, и не всякий диммер качественно регулирует освещенность
Поэтому перед покупкой внимательно изучите каталог производителя, обратив внимание на то, какие из выпускаемых им ламп диммируются, а какие – нет, и что за устройства рекомендуются для регулировки яркости их свечения. Вот почему мерцают в некоторых случаях светодиодные лампы
Если вы будете следовать рекомендациям, изложенным в этой статье, то избавитесь от лишних хлопот. И главное: покупайте продукцию только проверенных производителей, остерегайтесь дешевых подделок.
Советуем к прочтению
Используйте стабилизатор тока
В идеале любой LED источник следует подключать к источнику питания через стабилизатор тока. Для светодиодов, установленных в автомобиле, это необходимое условие, поскольку скачки тока в сети питания достигают очень значительных величин.
Причины мерцания проще понять, если сравнит сеть питания машины с системой водопровода. Включение любого прибора снизит давление в системе (сила тока падает, светодиод светит слабее), соответственно при выключении сила тока возрастает, диод вспыхивает ярче.
Часто декоративные элементы и подсветку салона вообще подключают напрямую без стабилизаторов. Это не только вызывает мерцание света, но и существенно уменьшит срок жизни диодных элементов. Для таких элементов подсветки необходим простейший драйвер питания либо хотя бы токоограничивающий резистор.
Если в автомобиле используются для освещения преимущественно светодиоды, есть резон поставить внешний стабилизатор на всю линию.
Бывает, что светодиодная лампа в габаритах моргает очень часто, хотя такие лампы уже имеют встроенный предохранитель. Следует заметить, что этой проблемы нет у брендовых изделий от Филипс, Осрам. «Сюрпризы» преподносят китайские лампочки с дешёвыми стабилизаторами, которые не справляются с нагрузкой.
Единственный радикальный способ решения проблемы – замена штатного стабилизатора или установка дополнительного стабилизатора перед клеммами подключения лампы.
Как убрать мерцание светодиодных ламп в автомобиле
Если led-лампа в машине погасла или начала мигать – она неисправна и нуждается в замене. При установке новой светодиодной лампы, существует ряд методик, выполнение которых поможет избежать подобной поломки в будущем.
Самый лучший способ избежать проблемы с миганием светодиодов – покупка качественно товара известного бренда. Такие устройства оснащаются надежным стабилизатором тока, что исключает возможность поломки. К сожалению, они отличаются очень высокой ценой.
Мерцание — распространенное явление и не является исключением для домашних ламп, узнать почему это происходит, можно прочитав .
Следующий способ замены светодиода потребует наличия электроизмерительной аппаратуры (например, мультиметр). Зная ток, указанный в паспорте, можно, методом подбора ограничивающего резистора, установить в бортовую сеть автомобиля любой имеющийся в наличии светодиод. Для расчетов воспользуемся законом Ома: I = U/R.
I
– ток в Амперах, по паспорту. Для примера примем равным 0,01А.
U
– напряжение в бортовой сети. Принимаем равным 14,7 В.
R
–
сопротивление резистора, который необходимо будет установить.
R
=
U
I
=
14,7 В / 0,01 А = 1470 Ом = 1,47 кОм
Отсюда получаем, что при указанном в паспорте предельном токе 0,01А, резистор с сопротивлением 1,47 кОм будет надежно предохранять светодиод от мигания и поломки. Но, при таком методе, в случае падения напряжения в бортовой сети меньше расчетного, led-лампа будет светить более тускло.
Распространенные причины мигания
Причин, вызывающих неприятное для глаз мигание светодиодной ленты, не так уж и много. Данное утверждение основано на анализе отзывов потребителей, которые спустя несколько лет столкнулись с подобной проблемой.
Чаще всего виновником мигания является блок питания (БП) или RGB-контроллер. Для светодиодной ленты – это источник постоянного напряжения 12В. Гораздо реже используют БП на 24В (для лент с соответствующим питанием), но суть проблемы это не меняет. Мигание светодиодов по всей длине на начальном этапе эксплуатации может быть вызвано нехваткой мощности блока питания. Теоретически запаса мощности в 10-20% должно хватать для стабильной работы всей системы освещения. Но на самом деле заявленные технические характеристики, как светодиодной ленты, так и питающей аппаратуры не всегда подтверждаются фактическими измерениями. В результате светодиодная лента потребляет больше положенного (чтобы светила ярче), а источник питания выдаёт меньше положенного (чтобы сэкономить на деталях). Такой маркетинговый ход часто практикуется китайскими производителями. В связи с чем не рекомендуем покупать дешёвую светодиодную продукцию.
Недорогие китайские блоки питания и RGB-контроллеры могут вызвать мигание или надоедливое мерцание светодиодов, проработав стабильно всего 1-2 года. Это объясняется установкой в них деталей и радиоэлементов низкого качества, не способных длительно работать даже на номинальных токах и напряжениях. К примеру, превышение нагрузки и перепады сетевого напряжения в разы снижают рабочий ресурс фильтрующих конденсаторов.
Второе место по частоте сбоев в работе декоративной светодиодной подсветки занимает низкое качество сборки и пайки. Это касается коннекторов и соединительных проводов, припаянных к ленте. Толщина медной контактной площадки составляет десятые доли мм, а значит, может быть повреждена при нарушении условий пайки или во время эксплуатации. Причиной моргания светодиодов может стать плохой контакт, образовавшийся на месте пайки из-за:
- применения кислотосодержащего флюса, который со временем разъедает медную дорожку;
- перегрева контактной площадки паяльником мощностью более 60 Вт, что приводит к отслаиванию печатных проводников;
- применения тугоплавкого сплава олова, который не обеспечивает должное сцепление с медной площадкой на химическом уровне;
- микротрещин, которые могут появиться в ходе монтажа светодиодной ленты на поверхность.
Используя для сборки светодиодного освещения коннекторы, следует особое внимание уделять местам контакта двух проводников. Токопроводящая часть коннектора изготовлена из обычной стали и во влажной среде со временем подвергается коррозии. О том, как правильно соединить несколько светодиодных отрезков между собой, можно узнать здесь
О том, как правильно соединить несколько светодиодных отрезков между собой, можно узнать здесь.
Надёжный электрический контакт в местах соединения светодиодных лент между собой и с питающими проводами имеет принципиальное значение. Дело в том, что через 5-метровые участки лент со светодиодами SMD 5730, SMD 5050 и SMD 3014 двойной плотности монтажа протекает ток более 10А, который вынужден преодолевать барьер на каждом соединении. Плохой контакт приведёт к перегреву и кратковременным просадкам напряжения, то есть к мерцанию. Проверьте и, при необходимости, пропаяйте, обожмите все имеющиеся контактные соединения и вопрос «Почему моргает светодиодная лента?» решится сам собой.
Следующее распространённое явление – мерцание отдельных участков светодиодной ленты. Данное явление вызвано подгоранием сегментов, состоящих из трёх последовательно включённых светодиодов. Причина такого мерцания с последующим падением яркости – завышенный ток потребления или несоблюдение температурного режима во время эксплуатации.
Моргание светодиодов в ленте или линейке с питанием от 220В вызвано их схемотехническими особенностями. В таких моделях группа светодиодов состоит не из трёх, а из 60-ти штук, соединённых последовательно. В результате плохой контакт электрода (анода или катода) в одном из светодиодов приведёт к мерцанию всей группы.
Причина 2 – выключатель с подсветкой
Как это связано с мерцанием лампочки? Дело в том, что в выключателях с подсветкой есть дополнительная электрическая цепь. Она и «тянет» напряжение для драйвера и вызывает мигание при выключении. Это максимально упрощенное объяснение – мы не стали вдаваться в особенности работы электрических цепей и диодных мостов
Важно, что именно подсветка выключателя мешает энергосберегающей лампочке работать корректно
Есть три пути решения этой проблемы. Самый простой – разобрать выключатель и снять подсветку. Но можно обойтись и без этого, подключив дополнительный керамический конденсатор и сопротивление на светильники (расчет индивидуальный и зависит от мощности). Также можно поставить блок защиты и устранения мерцания Б3-300-Л Гранит. Мы не будем расписывать все этапы работы – для электриков это элементарная задача, а тем, кто никогда не работал с электричеством, лучше даже не лезть в эти дебри. Вызовите мастера – и дело с концом.
Выключатель с подсветкой выглядит эффектно, но может стать причиной мигания лампочек
В интернете можно встретить еще один вариант решения проблемы – поставить в распределительную коробку резистор сопротивлением в 1 МОм или припаять его прямо к проводам люстры. Такое «блестящее» решение не только увеличивает расходы на электроэнергию, но и может привести к возгоранию проводки.
Причины мигания светодиодов
При неправильном подключении, эффект моргания начинает проявляться спустя несколько месяцев использования светодиодной лампы. И причина этого явления – не только отсутствие стабилизации тока. Повышение температуры кристалла выше 85 °C наносит ему непоправимый вред. Наглядным примером служат многочисленные жалобы водителей, у которых светодиодные лампы установлены в непосредственной близости от обычных ламп головного света. Нить накала сильно разогревает окружающее пространство, а иногда даже оплавляют пластиковый корпус светодиодной лампочки. Стоит отметить, что зимой такие симптомы могут не проявляться, так как холодная погода прекрасно способствует охлаждению. А вот в летнюю жару температура внутри фары легко перешагнёт критическую отметку в 100 °C. И тогда не помогут не фирменные светодиодные лампочки, ни дорогие стабилизаторы.
Вторая возможная причина мерцания – использование в авто светодиодных ламп со встроенным стабилизатором низкого качества. Встроенный стабилизатор в таких лампах не ограничивает ток на должном уровне. Замер параметров дешевых светодиодных лампочек китайского производства показывает плавный рост тока (и яркости) после включения до значения, больше номинального. Таким нечестным путём производители рекламируют высокую светоотдачу своего товара, не беспокоясь о непродолжительном сроке службы. Третью причину неприятного мигания рассмотрим на примере светодиодов, предназначенных для монтажа в габаритах и салоне автомобиля. От них не требуется максимальной светоотдачи, а значит, подключить их можно через обычный резистор. Только рассчитывать его нужно не для 12 В, а для 14,5 В, а также узнать из справочника ток для используемого типа светодиодов.
Часто при тюнинге автомобиля применяются светодиодные ленты, рассчитанные на напряжение 12 В. При подключении их напрямую к аккумулятору, неизбежно придётся стать свидетелем постепенной потери яркости, мерцания с окончательным перегоранием изделия спустя некоторое время. Избежать неприятной ситуации со светодиодными лентами поможет, как минимум, дополнительный резистор, рассчитанный на напряжение 14,5 В.
Помимо уже написанного о причинах моргания светодиодов можно добавить что стабилизация не всегда решит вопрос с уже моргающей светодиодной фарой. Скорее всего сам сегмент (светодиод) уже нуждается в замене, но и здесь есть подводные камни. В фарах автомобиля светодиод включается в линейку собратьев, т.е. работает группа светодиодов, такие линейки могут содержать более одного светодиода, а включение таких линеек, как и их количество, может разным. Поэтому при замене светодиода в таких линейках, результат скорее всего не обрадует, а скорее огорчит, ведь вновь установленный светодиод будет светить ярче своих собратьев.
Причины выхода из строя осветительных LED-приборов
Чтобы проще было разобраться с причинами, обобщим все данные в одной общей таблице.
Причина поломки | Описание | Решение проблемы |
Перепады напряжения | Такие светильники в меньшей мере подвержены поломкам из-за перепадов напряжения, однако чувствительные скачки могут «пробить» диодный мост. В результате перегорают LED-элементы. | Если скачки чувствительны, нужно установить стабилизатор напряжения, который значительно продлит срок службы светового оборудования, но и остальных бытовых приборов. |
Неправильно подобран светильник | Отсутствие должной вентиляции влияет на драйвер. Выделяемое им тепло не отводится. В результате происходит перегрев. | Выбрать светильник с хорошей вентиляцией, которая обеспечит нужный теплообмен. |
Ошибки монтажа | Неправильно выбранная система освещения, его подключение. Неверно высчитанное сечение электропроводки. | Здесь выходом будет разгрузить линию освещения или заменить осветительные приборы устройствами, потребляющие меньше мощности. |
Внешний фактор | Повышенная влажность, вибрации, удары или запыленность при неправильном подборе IP. | Правильный подбор степени защиты или устранение негативных факторов. |
Наведенное напряжение
Напряжение- это разность между двумя потенциалами, которые заставляют электрические частицы двигаться по твердому проводнику. Этот процесс связан с модуляцией магнитного поля по контуру проводника. Если в магнитном поле проложен еще один проводник, то он будет подвергаться воздействия наведенного напряжения.
Возникнут противотоки, которые снизят показатели напряжения для конкретных электроприборов.
Это, так называемый, приложенный ток. Его можно наблюдать во время ливня или снегопада на мощных станциях ЛЭП, когда провода проходят в непосредственной близости друг к другу. Если изоляция нарушена, то провода могут продуцировать легкое свечение.
Для того чтобы снизить воздействие наведенного напряжение или приложенного тока, нужно экранировать проводы друг от друга. Лучше всего укладывать каждую линию в отдельный кабельный канал. Эти мероприятия выполняются на стадии проекта и монтажа.
Причины неисправностей в работе светодиодов
Светодиодные лампочки питаются от источника постоянного тока, в автомобиле — аккумулятора. Максимальное напряжение, которое может выдержать прибор, строго нормируется заводом изготовителем.
Для предохранения светодиодной лампы от подачи избыточного напряжения используется устройство – стабилизатор, или по-другому – драйвер. Лампы со стабилизатором показывают отличные эксплуатационные характеристики и безотказно работают, в течение продолжительного периода времени.
Проблема заключается в том, что большинство маломощных led-ламп, применяемых в габаритах, указателях поворота, фарах, салоне имеют упрощенную конструкцию, в которой исключен стабилизатор. Его функции выполняет обыкновенный резистор. Такие конструкции могут включать одну последовательную цепочку или ряд подключенных параллельно цепей.
Возможные виды поломок:
- Выход из строя всей лампы. Если в одной последовательной цепи перегорает одна из ламп, вся цепь гаснет целиком.
- Снижения интенсивности света. Если перегорает одна из расположенных параллельно цепей: лампа не гаснет полностью, а лишь теряет часть яркости.
- Мигание лампы. Это распространенный дефект, выраженный в мерцании светодиода. Подача на светодиод тока, мощность которого превышает допустимую, приводит к перегреву кристалла. В результате в p-n переходе образуется нестабильная область, через которую ток проходит не постоянно, а с определенной периодичностью. Отсюда и возникает мерцание лампы.
Сам по себе, при правильно рассчитанном сопротивлении и стабильной подаче электропитания, резистор обеспечивает надежную защиту цепи светодиодов. Высокую надежность показывают модели известных брендов. Но, зачастую они отличаются высокой ценой.
Основная причина того, что светодиодные лампочки перегорают или мигают, вытекает из маркетинга.
При производстве лампочек, китайские производители руководствуются двумя принципами: «Покупатель любит глазами и клиент должен возвращаться за новой покупкой».
Это значит, что при тестовом запуске на торговой площадке, лампа должна светить ослепительно ярким светом, чтобы привлечь внимание покупателя. А то, что после непродолжительного периода эксплуатации, она выйдет из строя, производителя не волнует