Диммер для led: что такое, какой выбрать, почему не работает

Содержание

Как выбрать правильный диммер для светодиодных ламп ???

Диммер для светодиодных ламп — это небольшой и довольно простой электроприбор, предназначенный для регулировки освещенности в помещениях. Он состоит из рычага управления, резисторов, корпуса, предохранителей. Принцип работы диммера для светодиодных ламп заключается в следующем: при увеличении сопротивления резистора происходит снижение величины тока в электроцепи, в результате чего снижается яркость света лампы.


Обратите внимание!

Светодиодные и люминесцентные лампы диммируются не всегда. Перед покупкой прибора нужно обратить внимание на соответствующую характеристику.

 

Диммер для светодиодных ламп – Варианты применения.

  • Акцент в интерьере на отдельном аксессуаре, предмете мебели — картине, туалетном столике, настенной коллекции тарелок и др.;
  • Регулировка интенсивности потолочного освещения — особенно актуально при подсветке сложных гипсокартонных конструкций;
  • Создание определенной атмосферы и настроения в помещении;
  • Постепенное увеличение яркости ламп при включении светильника в темной комнате.
    Правильно выбранный и настроенный прибор позволяет с помощью источников света преобразить комнату в темное время суток. К тому же, диммеры экономят электроэнергию, снижая расходы на нее до 20%.

Диммер для светодиодных ламп – плюсы и минусы.


При всех этих достоинствах у прибора есть и недостатки.

  • Может создавать электромагнитные помехи
  • Подходит не для всех ламп
  • Обладает низким КПД при использовании неярких ламп.

Виды диммеров для светодиодных ламп.


На рынке электротоваров диммеры представлены в широком ассортименте. Они различаются способом управления, набором дополнительных функций, способом подключения.

Так, регулировку можно осуществлять нажимной кнопкой, поворотным рычажком, пультом ДУ, сенсорной или акустической системой, дистанционно с помощью технологии wi-fi.

Что касается дополнительных функций, то это могут быть:

  • Функция памяти — при включении светильника интенсивность освещения будет такой же, как и перед его выключением;
  • Различные режимы освещения — плавного затухания, мерцания, пульсации;
  • Таймер — позволяет задать время выключения и включения светильников;
  • Интуитивная настройка интенсивности света с учетом освещенности в помещении.
  • Одни приборы функционируют с низковольтными лампами, другие — с высоковольтными.
  • Диммеры могут быть встроены в распределительные щитки, монтажные коробки и подрозетники.

Последний вариант самый компактный и простой в подключении.
При отсутствии навыков работы с электрооборудованием стоит пригласить специалиста. Он также поможет настроить диммер, если в нем предусмотрено несколько функций.

Диммер для светодиодной ленты

Как подобрать диммер для светодиодных ламп ?

Удивительно, но большинство светодиодных ламп несовместимы с традиционными диммерными переключателями. Это означает, что вам, возможно, придется заменить такие переключатели на поддерживающие светодиодные лампы. Видите ли, диммеры для светодиодных ламп работают, уменьшая количество энергии, которая направляется на лампочку, тем самым экономя ваше электричество. Однако светодиоды уже являются энергосберегающими, поэтому на самом деле нет необходимости использовать совместно с ними диммеры, поскольку ограничение мощности ни коим разом не улучшает показатели потребляемой электроэнергии.

 

Поэтому приведем ниже список диммеров для светодиодных ламп и самих ламп, которые гарантированно будут стабильно работать.

 

Список диммеров для светодиодных ламп.

  1. Диммер поворотно-нажимной универсальный Schneider Electric Sedna

Универсальный диммер для всех видов ламп

  • лампы накаливания
  • галогенные лампы
  • лампы с индукционным трансформатором
  • лампы с электронным трансформатором
  • светодиодные лампы

Мощность 4-400 Вт.

Вы можете купить диммер и выбрать для него, нужную Вам рамку, с дополнительной скидкой по ссылке ниже

Купить Диммер с дополнительной скидкой

 

2. Диммер поворотно-нажимной Schneider Electric Unica Top MGU5.513.30

Универсальный диммер для всех видов ламп

  • лампы накаливания
  • галогенные лампы
  • лампы с индукционным трансформатором
  • лампы с электронным трансформатором
  • светодиодные лампы

Мощность 4-400 Вт.

Вы можете купить диммер и выбрать для него, нужную Вам рамку, с дополнительной скидкой по ссылке ниже.

Купить Диммер с дополнительной скидко

 

3. Диммер для светодиодных ламп с подсветкой Werkel.

  • светодиодные лампы
  • Мощность 5-600 Вт.
Купить диммер для светодиодных ламп с дополнительной скидкой

 

 

Какие светодиодные лампы будут диммироваться?

При выборе светодиодных ламп, обратите внимание на маркировку ламп, на упаковке обязательно должен быть знак подтверждающий что лампа диммируемая.

Эти светодиодные лампы гарантированно будут диммироваться. 

Пройдите по ссылке ниже и выберите нужную вам лампу с нужными вам характеристиками. Все лампы из этого списка Диммируемые.

Купить Диммируемые светодиодные лампы с дополнительной скидкой

 

Каким должно быть Управление светом?

Системы управления светом

Диммер 220В своими руками

Здравствуйте, в сегодняшней статье мы рассмотрим очень полезную в быту вещь а именно самодельный диммер 220В. Его максимальная мощность в моем случае 2 кВт.

видео на ютуб канале


Самое первое что нам надо сделать, так это определиться со схемой регулятора. Я выбрал самую популярную на 1 симисторе. Деталей совсем не много.

Радиодетали для схемы:
  • Симистор BTA16 (можно взять ещё мощнее или наоборот) 1шт.
  • Динистор DB3 1шт.
  • Переменный резистор на 500к. 1шт.
  • Выпрямительный диод 1n4007 1шт. (в принципе пойдёт любой другой) 1шт.
  • Светодиод (цвет на ваше усмотрение я выбрал зелёного цвета) 1шт.
  • Конденсатор 0.1 микрофарада 1шт.
  • Резистор 4.7к. 1шт.

Данная схема наладки не требует!!!
Принцип работы очень прост: переменным резистором мы задаём время зарядки конденсатора (чем больше сопротивление резистора тем дольше будет заряжаться конденсатор), когда он зарядиться до 32В динистор DB3 пробьёт (откроется) и он пропустит через себя ток. Динистор подключён к управляющему выводу симистора на него поступает ток и он в свою очередь открывается и уже через себя пропускает нагрузку (лампочка, паяльник и тд.). Симистор останется открытым до конца полупериода (это когда полуволна сети 220 приблизиться к нулю). При отрицательной полуволне принцип работы схемы тот же.

Если не хотите ничего паять то можно купить китайский модуль ДИММЕРА 220, плата тоже не дорогая но только надо довольно долго ждать около месяца. Но зато всё готовое только подключить.

Диммер регулирует мощность он отрезает часть синусоиды и чем больше эта синусоида обрезана тем меньше мощность. Наглядный пример осцилограмы есть на фото с схемой.


Вся схема у меня будет на печатной плате, получается и красиво и надёжно. Файла печатной платы у меня нету он был к сожалению утерян.

После пайки флюс надо обязательно отмыть всё таки напряжение не маленькое да и плата будет липкая. Отмывать лучше всего чистым спиртом, также можно использовать растворитель, но мне он не нравится через то, что у него резкий запах я предпочитаю спирт.

Симистор надо закрутить на радиаторе желательно намазать термопасту КПТ-8, место пайки надо изолировать прекрасно подойдёт термоусадка, сам радиатор я прикрутил к плате.

В итоге у нас получился модуль регулятора. Моя версия рассчитана на максимальную мощность 2кВт, я использовал симистор BTA16 он рассчитан на ток 16 А. Но мощность можно очень просто увеличить всего на всего надо заменить симистор на более мощный. Я могу порекомендовать симистор BTA26 его ток уже 25 А, мощность возрастает в разы, но знайте что тепла будет выделяться больше.

Теперь это все надо поставить в корпус, я буду использовать такую пластиковую белую коробочку, красить уже не решил так как уже холодно и краска будет долго сохнуть.

Также нам потребуется сделать переднюю панель, сделал я её из алюминия. Из листа алюминия я вырезал заготовку под корпус. Резал обычной ножовкой по металлу. Дальше я начал высверливать отверстие для вольтметра, тумблера, резистора и светодиода. Это все заняло довольно таки много времени. Дальше началась шлифовка до блеска я не шлифовал оставил небольшую ширшавость.

Розетка для подключения нагрузки будет сзади не очень удобно, но спереди места нету вообще, самое оптимальное - это было поставить в задней части. Саму розетку я выдрал из старого не рабочего стабилизатора.

Вот так внутри у нас будет стоять плата диммера её я прикрутил на 4 винтика М3

Дальше нам надо разобраться с передом - устанавливаем вольтметр, я использовал старого стрелочного, дальше устанавливаю тумблер тоже советский китайским не доверяю, дальше потениометр 500к, на ручку резистора одеваем колпачок или изолируем изолентой (термоусадкой и тд.), а то может шандарахнуть. Кстати данный вольтметр может спокойной конкурировать с современными китайскими приборами по качеству сборки точно лучше!!!

Теперь делаем порядок сзади устанавливаем розетку, разъём для предохранителя и провод на вход 220. Провод не длинный примерно 0,5 м, но в принципе его хватает. Как вы могли заметить в моем корпусе нету отверстий для вентиляции при нагрузке 1кВт радиатор немного тёплый, поэтому я решил не портить корпус и оставить так, но если все таки потребуется сделать отверстия то я их сделаю.

Переднюю панель я приклеил на супер клей, но он не подошёл и панелька быстро оторвалась, в итоге я купил эпоксидку и снова приклеиваем и получилось хорошо держится ничего не отрывается.



Минимальное напряжение 30В регулировка довольно плавная. Регулировать свечение лампочек одно удовольствие также он в лёгкую справляется с теном на 1кВт нагрузки, на 2кВт у меня нету только 1.

К данному регулятору не желательно подключать трансформаторы, дрели, болгарки и тому подобный электро инструмент 220 они довольно быстро выйдут из строя. Но регулировать мощность ламп, паяльников, разных нагревательных элементов это его преимущество.

В итоге у нас получился такой хороший прибор. Ценник не кусается, а пользы много. Буду рад если вы оставите свое мнение про данный диммер в комментариях.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

с какими лампами работает, схемы, управление

Освещение у нас в домах становится все более сложным. Часто оно имеет несколько уровней — многоуровневое освещение теперь почти норма. А еще стало популярным использовать регулировку яркости света. Это, конечно, удобно — задавать тот уровень освещения, который необходим в конкретное время. Часто реализуют это при помощи диммеров. Это небольшие устройства, которые позволяют регулировать яркость свечения ламп. Хотя это и не единственное решение. Например, на стадии ремонта можно распланировать освещение так, что регулировать яркость ламп просто не будет необходимости. Но использование светорегуляторов проще, если ремонт далеко позади, а хочется иметь возможность изменять освещение. Вот тогда и используют эти устройства. О том, какие бывают светорегуляторы, как подключить диммер вместо старого выключателя или «поставить его с нуля» и поговорим дальше.

Содержание статьи

Виды диммеров

Часто используются осветительные приборы разного типа: лампы накаливания — обычные и галогенные, светодиодные лампы и ленты, лампы дневного света и экономки. Иногда в одном помещении присутствует несколько типов ламп. Но вот в чем проблема: под разные типы ламп требуются различные типы светорегуляторов. Есть, конечно, универсальные диммеры, но стоимость их высока.

Диммеры отличаются не только по внешнему виду, но и по типу ламп, с которыми они работают

Итак, первоначально надо купить нужный диммер. Это важно, так как далеко не все регуляторы, которые хорошо работают с обычными лампочками накаливания, могут регулировать экономки или светодиодные лампы. Давайте разбираться какими бывают диммеры и как их выбрать. Они отличаются по типу нагрузки:

  • Для ламп накаливания, включая галогенные, работающие от 220 В.
  • Галогенные лампы постоянного тока (электронный трансформатор на 12 В).
  • Для светодиодных и люминесцентных ламп со стандартным патроном.
  • Универсальные.

Это схема регулятора яркости для галогенных ламп на 12 В

То есть, сначала покупаете лампу, затем под тип используемых лампочек подбираете диммер. Причем, необходимо учитывать еще и потребляемую мощность. По мощности диммеры бывают следующих типов:

  • Небольшой мощности — от 200 Вт до 1000 Вт. Очень часто совмещены с выключателем, но могут быть и в виде отдельного устройства. Второй тип устанавливается в такой же подрозетник, как и обычный выключатель.
  • Мощные — выше 1000 В обычно монтируются в электрическом щите, устанавливаются на DIN- рейку, но в быту используются редко. Разве что для регулирования мощности ТЭНов и другой подобной нагрузки.

Схема диммера на тиристоре — для обычных ламп и индуктивной нагрузки (не для емкостной, к которым относятся почти все лампы со встроенными преобразователями тока)

При выборе мощности димера, следует предусмотреть запас в 20-30%. В таком случае компоненты устройства будут работать в оптимальном режиме, что продлит срок эксплуатации. При работе «на грани» или с перегрузкой, диммеры быстро выходят из строя — через пару лет. Если в сети часто скачет напряжение, это еще усугубляет ситуацию. Так что «запас» у светорегулятора по мощности должен быть. После того как выбрали тип, можно думать, как подключить диммер.

Принцип работы

Чтобы уменьшить яркость свечения лампы, надо понизить напряжение, которое на нее подается. Самые первые светорегуляторы использовали для этого переменное сопротивление — реостат. Решение далеко не идеальное, так как впустую расходовалось очень много энергии. Электрическая энергия преобразовывалась в тепловую, а ее надо было рассеивать. Именно поэтому первые диммеры имели большие размеры — надо было отводить тепло от реостата. К плюсам такого решения можно отнести то, что нагрузка была резистивного типа, без всяких наводок и помех.

Чуть позже стали использовать регулируемый автотрансформатор. Потерь электроэнергии минимум, нагрузка тоже «нормального типа», но стоимость высокая, размеры — большие. В быту они так и не использовались, применялись для освещения студий — весили пару килограммов и стоили полторы сотни долларов.

Благодаря тиристорам, появились простые и экономичные схемы.

Простая схема светорегулятора на тиристоре

Современные виды

Современные диммеры построены на полупроводниковых приборах — симисторах и транзисторах. Значительная часть устройств сделана на симисторах. Это электронный ключ, который открывается при появлении короткого импульса на базе, а отключается, когда напряжение становится нулевым. В диммерах, которые управляют лампами 220 В, отключение происходит автоматически, 100 раз в секунду. В сети с переменным напряжением 50 Гц, именно столько раз питание переходит через нулевую отметку. С такими диммерами совместимы только лампы накаливания — обычные и галогеновые, причем галогентки должны быть на 220 В.

Кроме ограничений по типу управляемых ламп, недостатком светорегуляторов этого типа являются помехи, которые возникают при включении/выключении помех. Помехи влияют на чувствительные электронные приборы, на устройства, которые используют радиочастоты. Именно такие проблемы могут возникать после установки дешевых диммеров. В более дорогие встраивается защиты — на входе ставятся фильтры (обычно LC-типа).

Схема универсального диммера для всех типов ламп

Для использования со светодиодными лампами и «экономками» диммеры делают на основе ШИМ-модуляторов и МОР-транзисторов. С таким светорегулятором совместимы любые светодиоды, так как питание они подают заниженного уровня, а частота его очень велика — около 300 Гц, что нашим глазом не регистрируется, для светодиода никоим образом некритично. Единственный недостаток диммеров с ШИМ-контроллером — цена.

Что лучше: специальный регулятор для светодиодных ламп или диммируемые модели

Предположим, что регулятор света у вас стоял и успешно работал с лампами накаливания. Вы решили сэкономить — поставить светодиодные или люминесцентные лампы, но они со старым регулятором не работают. Иногда приходит идея купить диммируемые лампы, а регулятор не менять. Оно вроде понятно — лампочки проще вкрутить, чем думать, как подключить диммер. Но есть у этого решения большой мину — диммируемые лампы дорогие и есть далеко не везде. И еще — на малом напряжении диммируемые, все-таки, могут моргать или попросту гаснуть. Так что, если ламп достаточно много, возможно стоит купить «специальный» диммер для светодиодных ламп, а сами лампочки поставить любые — лишь бы не давали стробоскопического эффекта. Если посчитать, это может оказаться более выгодно.

Схема диммера для светодиодных ламп (без трансформатора на железном сердечнике)

Заменить старую модель на новую, труда не составит. Разве что вы купите диммеры Legrand. Они очень надежны, хорошо работают, но корпус имеют другой. Под них нужна специальная коробка. Можно попытаться поставить в «стандартную» для нас, но внешний вид при такой установке до ума довести тяжело — надо чем-то закрыть пустоты по краям.

Виды корпуса и способа управления

По способу монтажа диммеры есть совмещенные с выключателем, в отдельном корпусе и в щитовом исполнении. Если говорить о регулировании света, то обычно ставят совмещенные — выключатель и диммер в одном корпусе.

По способу регулирования диммеры бывают:

  • Роторные — надо вращать регулятор.
  • Клавишные — работают по типу джойстика. Яркость регулируется уровнем наклона клавиши.
  • Сенсорные. Встроенная сенсорная панель позволяет плавно менять настройки.

    Разные способы управления. Например, диммер Легранд Валена имеет клавишное управление, причем выключатель выведен на одну клавишу, а регулятор света на другую

  • Радиоуправляемые. Управляются от пульта дистанционного управления.
  • Акустические. Реагируют на определенный звук (например, на хлопок).

Какой из типов вы брать — ваше дело, но цена на диммируемые выключатели, управляющие лампами одного типа, зависит от способа регулирования. Самые дорогие — сенсорные, акустические и радиоуправляемые. Более бюджетные — роторные и клавишные.

По количеству обслуживаемых светильников (или групп светильников) светорегуляторы могут быть одинарными, двойными, тройными

Если говорить о диммерах, встроенных в выключатель, то большая часть их одноклавишные. Есть и модели на две клавиши, в каждой из которых вмонтирован свой светорегулятор. В этом случае разные контуры (разные части люстры) регулируются независимо друг от друга. После того как определились с выбором, надо решить, как подключить диммер.

Как подключить диммер: схемы, способы

Вызывать электрика для установки диммера совсем не обязательно. В его подключении ничего сложного нет. Понадобится только отвертка. Как и на обычный выключатель, на совмещенный со светорегулятором, заводится фазный провод. Если у вас разводка проводки сделана под «обычные» выключатели, их просто заменяем на регулируемые.

Вообще, установка выключателя с диммером даже проще чем обычного. У них зажимы для проводов выведены на задней крышке. Зажимы, обычно «под винт». То есть, откручиваем немного винт (на пару оборотов), вставляем зачищенный от изоляции проводник, затягиваем винт. Зачищаем изоляцию так, чтобы винт упирался в медь. Но длина оголенного проводника не должна быть слишком большой — нельзя чтобы из контакта торчал голый провод.

Как подключить диммер. Все даже проще, чем с обычным выключателем

Единственное о чем надо помнить — перед тем как подключить диммер, отключите питание. Выключаем автоматы в щите или выкручиваем пробки — у кого что. И не забудьте оповестить домашних — вдруг кто-то не в курсе, что вы работаете и могут включить питание.

Подключаем выключатель с диммером

Если вы заменяете обычный выключатель на диммируемый, проблем вообще никаких. Схемы подключения диммера и выключателя ничем не отличается. Сравнивайте сколько угодно. Все один в один. Только надписи на картинках разные.

Схема подключения диммера с выключателем: все точно так же как с обычным

Все так же на выключатель/светорегулятор заводится фаза, а нейтраль и земля идут напрямую на светильник. Если у вас стоит выключатель, разобрали его, вынули из подрозетника, открутили провода, прикрутили в том же порядке проводники к диммеру, установили его на место, закрепили. Все.

Не изменяется ничего и если вы хотите подключить диммер вместо проходного выключателя. Находите модели проходных переключателей с возможностью регулирования яркости, и просто ставите его вместо старого, сохраняя порядок подключения проводов.

Последовательно с выключателем

Если диммер — отдельное устройство, его можно и установить отдельно. Это может быть удобным в спальне. Выключатель располагают возле двери, а регулятор яркости света ставят рядом с кроватью. Удобно — нет необходимости вставать чтобы сделать свет ярче или создать более уютную обстановку. Правда, в этом случае будет удобнее поставить два проходных выключателя. Тогда чтобы выключить свет тоже не надо будет вставать. И в этом случае тот выключатель, что возле кровати, тоже лучше взять с диммером, или поставить отдельное устройство — после выключателя.

Как подключить диммер после выключателя

Несколько слов пояснения к схеме. Провод нарисован один, так как второй — нулевой — идет к светильнику напрямую. На выключатель или на диммер заводится только и исключительно фаза. Так что провод, который пришел с выключателя, заводим на вход светорегулятора, а с его выхода провод тянем к светильнику.

Подключить лампочку через диммер

Если вы хотите подключить обычную лампочку через светорегулятор. Это, кстати, можно провернуть с обычной настольной лампой — вместо или вместе с обычной кнопкой установить регулятор яркости. По сути, мы реализуем ту же схему, что представлены в предыдущем пункте. Надо установить регулятор яркости лампы в разрез одного из проводов. Обращаем внимание — только одного из двух.

Диммер на шнуре к лампе

Для этого шнур питания разрезаем, концы зачищаем. Два конца от двух кусков кабеля сращиваем, изолируем. Другие два конца — те, которые остались свободны — подключаем к гнездам регулятора. Если найдете специальную модель, которая устанавливается на шнур, предварительно придется снять крышку. Но ничего сложного в этом нет — там либо два шурупа, либо две (или больше) защелки. Внутри вы найдете все те же два разъема под провода. После их подсоединения можно проверять работу.

Со светодиодными лампами и лентами

Если светодиодные лампы питаются от пониженного постоянного напряжения, диммер надо ставить до преобразователя. Стандартные регуляторы интенсивности освещения рассчитаны на работу с переменным напряжением. Поэтому фазу заводят сначала на светорегулятор, затем подают ее на преобразователь. В этом случае провод нейтрали тоже напрямую подается на преобразователь.

Как включить LED лампу постоянного тока через диммер

Есть и второй способ подключения диммера к светодиодам. Если вы купите регулятор яркости, который работает от постоянного напряжения, его надо будет ставить после преобразователя. И неважно, дальше пойдет питание на лампы или на ленты. Зависит это от параметров регулятора яркости освещения.

Если регулятор яркости рассчитан на постоянное напряжение, его ставят после преобразователя

В случае подключения светодиодных лент, также обязательно учитывать мощность регулируемой нагрузки. Она не должна превышать максимально допустимую для диммера. В идеале должна быть меньше хотя бы на четверть.

Как правило, мощность блоков питания значительно ниже, чем диммера. Подключить к нему получается только две-три ленты по 5 метров, если они дают мощное свечение. Ставить на каждый усилитель по регулятору света не всегда разумно. Если есть желание отдельно регулировать разные части освещения (подсветку разных уровней, например) — пожалуйста. Но если это один контур подсветки потолка, например, имеет смысл одновременно регулировать все ленты. Потому что двумя отдельными, вы точно тон в тон не попадете.

Как подключить диммер: установка светорегулятора для светодиодных лент с усилителем

Чтобы решить эту проблему, ставят дополнительный блок питания и усилитель. Диммер на 12 В или на 24 В в зависимости от типа лент. Он один, но регулирует и ленты, которые подключены к нему, и те, что подключены к усилителю. При выборе модели снова-таки надо посчитать мощности (не забывайте про усилитель).

Сенсорный диммер для LED-лент 12-24V

Электронный регулятор яркости для светодиодных лент на входное напряжение 12-24V, одноканальный, с сенсорным управлением, на максимальный ток 8A.
Яркость изменяется ШИМ-регулятором от 0 до 100%.
Общий вывод — пригоден, но с оговорками.


Сроки доставки, процесс распаковки и т.п. опускаю.

Внешний вид и размеры корпуса полностью соответствуют корпусу диммера с ручным управлением, который здесь уже обозревался за тем исключением, что вместо ручки резистора присутствует картинка сенсорной площадки.
Вот так это выглядит в разобранном виде:

После подачи внешнего напряжения нагрузка остается выключенной. Управление производится очень просто — короткое (меньше 500 мс) прикосновение — включение/выключение нагрузки, длинное — изменение яркости. Изначально включается на средней яркости. Затем установленная яркость после выключения и при последующем включении запоминается (только если внешнее питание самого диммера не пропадало).

Но, как обычно для товаров из Поднебесной, есть одно «но», которое мешает (по крайней мере мне) этот диммер использовать. А именно — процесс включения/выключения происходит «плавно», т.е. от нажатия на панельку до полного включения на запомненной яркости (или выключения) проходит 3-5 сек.
Меня это абсолютно не устраивает (я бы даже сказал — бесит), поэтому пришлось заняться «раскопками».

Сердцем диммера является м/сх SGL8022W (даташит легко гуглится).

Разводка практически полностью соответствует референсной, только для управления нагрузкой добавлен силовой MOSFET на 8А. Из бонусов — добавлен диод, защищающий от неправильной полярности на входе. Защиты от короткого замыкания на выходе НЕТ! Как минимум, сгорит MOSFET, да и чипу не поздоровится.


Металлическая сенсорная площадка приклеена к обратной стороне корпуса и через пружинку соединяется с соответствующей ножкой чипа.

Как оказалось, чип может работать в 4-х режимах в зависимости от уровней на двух ножках (OPT1 и OPT2).
Вот эти режимы (1 соответствует +5V, 0 — GND):
1) OPT1=1, OPT2=1: regulate lightness discretely without lightness-memory (пошаговое регулирование, без памяти, включение/выключение мгновенное).
2) OPT1=0, OPT2=1: regulate lightness continuously without lightness-memory (плавное регулирование, без памяти).
3) OPT1=1, OPT2=0: regulate lightness continuously with lightness-memory (плавное регулирование, с памятью).
4) OPT1=0, OPT2=0: regulate lightness on a three-sections mode (три шага — малая, средняя, максимальная яркость, затем выключение. Без памяти, включается всегда на малой яркости).
В этом диммере был установлен режим 3 — плавное регулирование с памятью, включение/выключение — тоже плавно.

Для того, чтобы появилась возможность поменять режимы, пришлось перерезать две дорожки:

а уровни на ножках задавать путем подпайки проводков либо к +5V, либо к GND.

По факту, самым подходящим режимом оказался режим 1. Включение/выключение мгновенное, длинное нажатие плавно меняет яркость. Есть и недостаток — установленная яркость не сохраняется, включается всегда примерно на 90%-ой яркости.

Резюме:

+ Устойчивая работа, отслеживает прикосновения без сбоев.
+ Честные 8А на выходе.
+ Дешево!

— Дизайн никакой, можно устанавливать только где-нибудь на невидном месте (у меня приклеен к нижней стороне стола).
— Большой размер.
— Неудачный (для меня) режим по умолчанию, пришлось переделывать.

Самое главное...


Диммер для светодиодной ленты, и не только…

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >

Диммер для светодиодной ленты, и не только…

Рецепт приготовления красивого диммера, с простой, но очень полезной, начинкой.

Для приготовления диммера нам потребуется:

Не глубокая розетка (советская). Накладная или под-штукатурная, выбираете по вкусу или месту применения.

Пластиковая крышечка от пищевого продукта, продукт выбираете по своему вкусу, а вот с крышечкой следуйте рецепту.

Ручка регулировки, от какого либо старого приемника, в мое «блюдо» очень хорошо вписалась ручка настройки на волну от приемника «ВЭФ».

Материнская плата от компьютера.

     Так… подробности о крышечке. Она должна очень точно подойти под диаметр углубления в декоративной накладке на электроарматуру или вовсе его перекрывать на небольшую величину. Далее… разбираем розетку на составляющие и из получившейся кучи берем только металлическую арматуру с креплениями, декоративные накладку и рамку. В декоративной накладке по центру есть отверстие для крепежного винта. Нам необходимо рассверлить это отверстие до диаметра оси потенциометра, который мы будем применять. В моем случае был потенциометр со стандартной осью, выдернутый из какой-то китайской автомагнитолы, прихвеченой по случаю на каком-то стихийном мусорном отвале.

      Ручку настройки от приемника необходимо вклеить внутрь крышечки от пищевого продукта, соблюдая правила симметрии.

      Из материнской платы, аккуратно выпаиваем пару транзисторов, которые прячутся, как правило, в области с большими конденсаторами и дросселями. Мне попались IPB09N03LA. Производители материнских плат прям как в воду глядели.

      Далее это все надо скомпоновать, и определить геометрию монтажной платы. Я использую для этого плотный картон, шило и ножницы. Это процесс весьма занимательный, творческий и художественный. У меня получилось вот так.      Теперь переходим к начинке.  

   Схема (Рис.1) представляет собой самый обычный мультивибратор (VT1, VT3), только дополненный переменным резистором R3 и транзистором VT2. Переменным резистором изменяется скважность импульсов генерируемых мультивибратором. Период следования импульсов можно считать постоянным, во всем диапазоне регулирования, и длительность его составляет 70µС. Это значение выбрано для того чтобы нагрузка не «звенела». Если звон не смущает, то период можно значительно увеличить, тем самым облегчить жизнь транзистору VT4.

   В качестве силового элемента применен полевой транзистор с изолированным затвором (VT4). Очень часто можно встретить эти транзисторы под названиями MOSFET, МОП или МДП. Еще их могут обзывать P-FET и N-FET, а иногда HEXFET. Как и биполярные транзисторы бывают разной структуры (n-p-n, p-n-p), так и МОП-транзисторы бывают N-типа и P-типа. В данной схеме применен транзистор с индуцированным каналом N-типа (N-chenl). Да… а есть еще и с встроенным каналом. Как их распознать на схеме, показано на рисунке (смотрим Рис.2). Так чем нам так приглянулся именно с индуцированным каналом? А тем, что управляющее напряжение, при котором транзистор надежно закрыт и хорошо открыт, не покидает области положительных напряжений. То есть, им проще управлять, как раз то, что нам и нужно. И не требуется двухполярного источника питания, как раз того, чего у нас нет.

 

   Затвор транзистора представляет собой почти обычный конденсатор и управление транзистором происходит величиной заряда этого конденсатора. Транзистор, в нашей схеме, работает в ключевом режиме. Поэтому для уменьшения потерь на транзисторе во время открытия и закрытия, емкость затвора надо «тягать» очень быстро. Чем мы ее быстрей зарядим, тем быстрей транзистор полностью откроется, и наоборот. Для этих целей как нельзя лучше подходит двухтактный каскад на комплементарных транзисторах. Именно он и «запихнут» во все интегральные драйверы управления. Ну а мы обошлись своим, на «рассыпухе», и в данной ситуации ничуть не потеряли от этого. Для этого мы дополнили мультивибратор еще одним транзистором VT2. Транзисторы мультивибратора VT1, VT3, работают в паре, поочередно открываясь и закрываясь. Но транзистор VT1 имеет еще и «прицеп». Открываясь, транзистор VT1 «тащит» за собой VT2. Когда закрыт транзистор VT3, открыт транзистор VT2, и на оборот. Таким образом, транзисторы VT2 и VT3 образуют двухтактный драйверный каскад для управления транзистором VT4. Достоинство такого каскада очевидно – отсутствует пассивная фаза в управлении силовым МОП-транзистором, мы всегда на него «давим» (…открывайся! закрывайся…) не позволяя ему, расслабится. Создавая низкоомные, разрядную и зарядную цепи, для емкости затвора VT4, транзисторами VT2 и VT3.  От этого и ему лучше, и для дела пользы больше.

   Диапазон изменения коэффициента заполнения D, составляет от 1% до 90%. На завершающих 10% угла поворота оси потенциометра происходит заклинивание мультивибратора в устойчивом состоянии. Происходит это из-за асимметрии нагрузок в плечах мультивибратора (сопротивление R1 против сопротивления открытого VT3). При этом транзистор VT2 закрыт, а транзисторы VT1 и VT3 открыты. Напряжение на затворе силового транзистора VT4 «намертво» подтягивается к +11,4 Вольта, и он остается открытым постоянно. При этом на вашу нагрузку поступает постоянное напряжение источника питания.

    В схеме можно применить и Р-канальные «мосфеты», при этом местами меняются только транзистор и нагрузка (смотрим рис. 3). Крайние выводы переменного резистора тоже необходимо поменять местами, в противном случае увеличение яркости будет происходить при вращении оси потенциометра против часовой стрелки, что не совсем удобно. На последних 10% поворота оси потенциометра, нагрузка будет - надежно отключатся, это тоже весьма удобно в некоторых случаях.

 

    Диод VD1 необходим в случае подключения к регулятору индуктивной нагрузки. Например, коллекторного двигателя печки в авто. В особо ответственных случаях диодами необходимо зашунтировать и переходы исток-затвор силовых транзисторов. Внешний диод включается параллельно «штатному» диоду, который интегрирован в сам транзистор. Такой прием позволяет снизить нагрев транзистора при большом уровне отрицательного импульсного напряжения и увеличивает надежность устройства в целом, потому как встроенные диоды не совсем диоды, а некий неизбежный элемент эквивалентной схемы МОП-транзистора, подогнанный под - «типа нужный диод». На примере транзистора VT5, показано как легко масштабируется схема по току нагрузки. Количество силовых транзисторов, при сохранении типа транзисторов VT2 и VT3, можно увеличить до трех. Если требуется больше, то VT2 и VT3 необходимо заменить на КТ814 и КТ815 соответственно. Элементы схемы С1, R8, С2, VD1, при димировании активной нагрузки (лампы накаливания, светодиодной ленты) существенно важной роли не играют, и могут быть исключены из схемы.

     Параллельное включение силовых транзисторов имеет смысл и не только для увеличения предела коммутируемого диммером тока, но и для уменьшения габаритных размеров устройства и снижения тепловыделения на силовых транзисторах. При параллельном включении внутренние сопротивления открытых транзисторов складываются по параллельному правилу. Давайте придумаем, что мы применили транзисторы с сопротивлением канала равным 17,5 милиом (оказались заурядными умниками и просто купили в магазине IRFZ44N). Таким образом при токе нагрузки равным трем амперам (что вполне в рамках бытовых нужд) на транзисторе будет рассеиваться мощность в 175 миливатт и этого будет достаточно для того чтоб применить небольшой радиатор охлаждения. При включении параллельно двух транзисторов суммарное сопротивление транзисторов в цепи коммутируемого тока составить 8,75 милиом. А суммарная рассеиваемая мощность на транзисторах составит 78,75 мливатт, по 40 миливат на каждый. И транзисторы могут вполне себе обойтись и без радиаторов. Особенно выгодным это оказывается при монтировании устройства в под-штукатурной электро-коробке, Таким вот образом, наше расточительство сыграло нам на руку.

 

ЗЫ. Чертеж печатной платы я решил не приводить, потому как вам наверняка потребуется разработать свой дизайн, под свои ингредиенты и целевую нагрузку…  Удачи!


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Как на основе энергосберегающей лампы сделать диммер

Вам понадобится всего 5 деталей чтобы собрать этот простой регулятор мощности. И регулировать, скажем, накал и температуру своего паяльника. У данного устройства может быть много предназначений. Он отлично работает с нагревательными приборами и может регулировать мощность до 2000 Вт, что явно не мало.

Понадобится


  • Симистор BT136 - http://ali.pub/5ae7fd
  • Динистор DB3.
  • Резистор 33 кОм.
  • Резистор переменный 100 кОм.
  • Конденсатор 400 В 0,1 мкФ.

Большую часть деталей можно взять из платы от энергосберегающей платы. Выпаиваем динистор.

Выпаиваем конденсатор и резистор.

Понадобится только найти симистор и переменный резистор.

Схема диммера



Схема устройства невероятно проста и основана на обрезке полуволн синусоидального сигнала. Симистор как бы открывается в определенный промежуток и пропускает часть полуволны.

Как сделать простой диммер


Соберем все быстро навесным монтажом. Припаиваем динистор к симистору и переменному резистору.

Допаиваем резистор.

И конденсатор.

На этом диммер готов. Для проверки припаиваем его в разрыв цепи лампы накаливания.


Проверка


Плавно вращая движок резистора регулируем мощность накала спирали лампы. От минимума:

До максимума:

Данный диммер подходит только для нагревательных прибором: различных перчей с тенами, плиток, паяльников, ламп накаливания и тп.
Регулировать им мощность электронных блоков и устройств, к сожалению, нельзя из-за специфики его работы.
При управлении мощностью более 1 кВт симистор необходимо установить на радиатор.

Смотрите видео


Можно ли затемнять светодиодные фонари? Все о проблемах с регулировкой яркости светодиодов

Все светодиодные фонари регулируются по яркости? Можно ли вообще диммировать светодиодные лампы? Какой диммер подходит для светодиодных ламп? Эти и многие подобные вопросы часто возникают, когда дело касается регулировки яркости светодиодных ламп. В этом руководстве вы узнаете о препятствиях светодиодной технологии и о том, как можно успешно приглушить светодиодный свет.

Проблема светодиодного диммера

Старые лампы накаливания и галогенные лампы имели преимущество в дополнение ко всем их недостаткам.Эти лампы могли легко управляться с диммером. Регулировка яркости была без проблем . Тем временем технология светодиодного освещения зарекомендовала себя и предлагает множество преимуществ по сравнению со старыми источниками света. Однако светодиодная технология намного сложнее и порождает некоторые проблемы.

Затемнение светодиодных фонарей - одна из самых распространенных трудностей при переходе на светодиодное освещение. Однако в первую очередь это связано с тем, что многие люди просто предполагают, что светодиоды можно затемнить так же легко, как и старые источники света.Если это не работает без проблем, иногда вся светодиодная технология демонизируется как незрелая.

Дьявол кроется в деталях

Если вы последуете приведенным ниже советам, ничто не помешает вашему светодиодному освещению с регулируемой яркостью.

Светодиодные лампы с затемнением

Светодиодные лампы и светильники также можно регулировать яркостью . Но в отличие от обычных источников света необходимо четко указать, что светодиодная лампа регулируется. Вы найдете эту информацию в описании продукта или на упаковке лампы.Если нет индикации уменьшения яркости, лампа не может быть затемнена .

Не все светодиодные лампы диммируются.

При покупке убедитесь, что нужная светодиодная лампа помечена как диммируемая.

Используйте соответствующий диммер

Используйте соответствующий диммер, который подходит для ваших светодиодных ламп.

Технические проблемы диммирования

Основное различие между обычными источниками света и светодиодными лампами заключается в драйвере светодиода. Старые лампы накаливания были напрямую подключены к электросети. Проще говоря, диммеры с прямым управлением фазой , используемые в то время, снижали среднее напряжение, приходящее на нить накала. В результате лампа потемнела.

Яркость светодиодов регулируется не напряжением, а током или так называемой широтно-импульсной модуляцией . Это регулирование, а также преобразование сетевого напряжения во внутреннее низкое напряжение выполняется управляющей электроникой, встроенной в светодиодную лампу. Если светодиодная лампа должна быть приглушена, внутренняя схема должна быть разработана для этой цели.

Большая сложность светодиодной технологии

Процесс уменьшения яркости светодиодной лампы сложнее, чем при использовании старых источников света. К счастью, потребители не должны беспокоиться о технических деталях. Просто убедитесь, что лампа отмечена как регулируемая.

Почему не все светодиодные лампы регулируются по яркости?

Этот вопрос возникает после того, как выяснилось, что на рынке имеется большое количество диммируемых светодиодных ламп . Таким образом, уменьшение яркости светодиодов технически возможно.Почему технология диммирования встроена не во все осветительные приборы и светильники? Основная причина заключается в повышении затрат на внутреннюю электронику, что приводит к увеличению затрат на на . Светодиодные лампы с регулируемой яркостью обычно несколько дороже, чем лампы с регулируемой яркостью.

Если бы все светодиодные лампы подходили для подключения к диммеру, светодиодное освещение было бы в целом дороже. В большинстве помещений (например, в коридорах, кухнях, ванных комнатах, подвалах) регулировка яркости не требуется.Поэтому, как правило, дешевле платить за затемнение только для комнат, где важна регулируемая яркость (например, гостиных).

Разница в цене между регулируемой / не регулируемой яркостью

Светодиодные лампы с регулируемой яркостью обычно стоят немного дороже из-за более высоких затрат на переключение.

Затемнение и нерегулируемое светодиодное освещение?

В любом случае может возникнуть соблазн подключить нерегулируемые светодиодные лампы к диммеру. В редких случаях это может даже сработать. Но в большинстве случаев могут возникнуть следующие эффекты:

  • Лампа остается темной
  • Яркость не регулируется
  • Светодиод мерцает
  • Светодиод гудит
  • Светодиод выходит из строя

При использовании немигрируемого светодиода на диммере , может возникнуть много нежелательных побочных эффектов.Либо лампа не горит совсем, либо ее нельзя регулировать. В других случаях лампа мерцает или издает необычный шум. Любые эффекты могут рано или поздно привести к поломке нерегулируемой лампы. Даже если диммер всегда установлен на 100%, могут возникнуть те же эффекты.

Управляйте только светодиодными лампами с регулируемой яркостью на диммере

Из-за сложной внутренней конструкции только светодиодные лампы, помеченные как регулируемые, должны работать с диммером.

Какие светодиодные лампы регулируются по яркости?

Здесь нельзя делать никаких общих заявлений.Подходит ли светодиодный осветитель или светодиодный светильник для использования с диммером, видно по маркировке. Специально для светодиодных лампочек существует огромный выбор диммируемых моделей. Доля светодиодных светильников с регулируемой яркостью немного меньше. Многие интернет-магазины предлагают функцию сортировки, где вы можете фильтровать по регулируемым лампам.

Светодиодный трансформатор диммирования

При использовании низковольтных светодиодных фонарей требуется источник питания для светодиодов. Обратите внимание, что и светодиодные лампы, и светодиодный трансформатор должны иметь регулируемую яркость.Светодиодные трансформаторы с регулируемой яркостью также имеют соответствующую маркировку. Если только один компонент во всей цепочке (диммер - трансформатор - осветительный прибор) не помечен как регулируемый, трудности или дефекты неизбежны.

Какой диммер для светодиодных ламп?

Помимо лампы с регулируемой яркостью, необходимо также использовать светорегулятор, подходящий для светодиодной техники. В дополнение к различным вариантам диммера (поворотная ручка, сенсорный диммер, с дистанционным управлением) они работают внутри с одним из следующих методов:

  • Прямое управление фазой
  • Обратное управление фазой

Диммеры, установленные для более старые источники света накаливания работают с технологией с прямым управлением фазой . Они в первую очередь подходят для резистивных нагрузок. Однако светодиодные лампы представляют собой емкостную нагрузку. Поэтому старые диммеры в большинстве случаев не подходят для новых светодиодных ламп. Для большинства светодиодных ламп требуется диммер с обратной фазой .

Список совместимости диммеров

В первые дни светодиодной технологии были большие проблемы совместимости, несмотря на регулируемые светодиодные лампы и светодиодные диммеры. Результатом стал слишком маленький диапазон затемнения или другие побочные эффекты. Тем временем ситуация улучшилась.Но даже сегодня нет стопроцентной гарантии, что регулируемая светодиодная лампа будет идеально работать с любым светодиодным диммером.

По этой причине некоторые производители ламп публикуют списки совместимости диммеров для своих регулируемых ламп и светильников. Поэтому производитель тестирует светодиодные лампы со светодиодными диммерами, широко доступными на рынке. Результаты представлены в списке совместимости. Такие списки можно найти в любой поисковой системе по вашему выбору, например, по запросу список совместимости диммеров название производителя .

Такие списки совместимости можно найти, прежде всего, у производителей. Philips предоставляет этот список совместимости, среди прочего, для модифицированных ламп.

Безопасность с проверенной совместимостью

Вы можете узнать, идеально ли работает ваша светодиодная лампа с регулируемой яркостью с конкретным светодиодным диммером. Используйте списки совместимости, предоставленные производителями. Обзоры товаров в интернет-магазинах также могут помочь с выбором.

Минимальная и максимальная нагрузка диммера

Светодиодные диммеры работают только в определенном диапазоне нагрузки .Эта минимальная и максимальная нагрузка указана в описании продукта или в техническом паспорте. Если указан диапазон нагрузки от 10 до 45 Вт, вы должны подключать к диммеру только светодиодные лампы в этом диапазоне мощности. Если минимальная нагрузка занижена, светодиодная лампа, вероятно, останется темной, при перегрузке возможно сработает предохранитель.

Обратите внимание на минимальную и максимальную нагрузку

Всегда выбирайте диапазон нагрузки светодиодного диммера, соответствующий вашим светодиодным лампам с регулируемой яркостью.

Заключение

На рынке представлены светодиодные осветительные приборы и светильники как с регулируемой яркостью, так и без нее.При выборе светодиодных ламп с регулируемой яркостью обращайте внимание на метку затемнения. Диммер также необходимо подобрать под светодиодную лампу. У вас больше шансов получить идеально регулируемое освещение, если вы выберете светодиодный диммер из соответствующего списка совместимости производителей ламп.

Диммеры

Диммеры
Elliott Sound Products Диммеры освещения

© 2008, Род Эллиотт (ESP)
Обновлено ноябрь 2017 г.

верхний
Лампы и индекс энергии
Основной указатель

Содержание


Введение

С самого начала я должен подчеркнуть, что в этой статье описаны диммеры (или «диммерные переключатели» в США), используемые в жилых помещениях.Сценические диммеры большой мощности не рассматриваются, и я также не предлагаю подробно обсуждать C-Bus, DALI или какие-либо другие системы домашней автоматизации. Несмотря на то, что между продуктами высокого и низкого уровня очень много общего, процесс автоматизации практически полностью цифровой по своей природе и может быть реализован множеством различных способов для достижения одного и того же конечного результата.

В некоторых юрисдикциях в США предписывает использовать датчики затемнения и / или присутствия для минимизации потерь энергии в офисных помещениях и на парковках (среди прочего).Ожидайте, что в ближайшие несколько лет это станет более распространенным в стремлении свести к минимуму потери энергии.

Есть две основные категории традиционных диммеров переменного тока (также известных как диммеры с фазовой отсечкой), обычно называемых «передним фронтом» и «задним фронтом», и хотя оба из них будут работать с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания, Выбор важнее для любой лампы, которая включает в себя электронику. Вероятно, есть даже несколько из ныне очень старых (и крайне неэффективных) диммеров-реостатов, и, возможно, несколько, основанных на переменных автотрансформаторах (также известных как Variacs).Поскольку ни один из последних двух не является обычным или когда-либо станет обычным явлением в будущем, они будут описаны только в общих чертах.

Электронные трансформаторы сейчас очень распространены для низковольтного освещения, и они приобрели популярность, потому что они дешевы и сравнительно эффективны. По любому из этих устройств имеется очень мало реальной информации. В сети существует несколько схем основных (передних) диммеров и даже некоторые данные об электронных трансформаторах, но почти ничего не о диммерах по заднему фронту и о том, как они работают.

Все формы сигналов и расчеты, использованные в этой статье, основаны на питании от сети переменного тока 50 Гц и 230 переменного тока. Другие напряжения и частоты могут быть экстраполированы из показанных данных. Это было сделано в интересах простоты, и общие тенденции идентичны для любого напряжения и частоты. Большинство показанных форм сигналов получены с помощью симулятора, а не путем прямого измерения. Это упрощает процесс построения графиков, а также позволяет очень детально анализировать форму волны, ее коэффициент мощности и гармоники.Хотя можно было бы использовать реальные измерения, подготовка к ним занимает гораздо больше времени и имеет много неопределенностей из-за искажения формы сигнала напряжения, колебаний напряжения питания и внешнего шума и / или искажений.

К сожалению, почти все бытовые диммеры двухпроводные и поэтому не имеют нейтрали. Это накладывает множество ограничений на диммер и на то, насколько хорошо (или иначе) он будет работать, особенно с нерезистивными нагрузками. Эти стандартные диммеры с последовательным подключением отлично работают с лампами накаливания, потому что нить накала лампы обеспечивает постоянное соединение с нейтралью, а диммер имеет эталон (по крайней мере, своего рода).Для электронных источников питания (КЛЛ, светодиоды и т. Д.) Эта ссылка отсутствует, пока лампа не начнет потреблять ток, и работа регулятора яркости может быть в лучшем случае неустойчивой, а в худшем - бесполезной. Один из способов «исправить» это - использовать лампу накаливания параллельно с электронной лампой. Одну (маленькую) лампу накаливания можно использовать с несколькими электронными лампами - при условии, конечно, что это , в частности , предназначенные для использования с диммерами!

Наконец, есть диммеры, которые используются только с постоянным током.Раньше это было просто любопытство (или использовалось для управления скоростью двигателя постоянного тока), но они получат новую жизнь со светодиодным освещением. Диммируемые балласты состоят из импульсных источников питания постоянного тока, адаптированных для обеспечения постоянного тока, необходимого для светодиодов. Диммирование часто достигается за счет очень быстрого включения и выключения постоянного тока и почти без потерь.

Если не указано иное, напряжение, используемое для всех примеров, соответствует австралийскому / европейскому стандарту 230 В при 50 Гц. Полный цикл занимает 20 мс, а пиковое напряжение номинально составляет 325 В.Для сети 120 В 60 Гц период одного цикла составляет 16,67 мс, а пиковое напряжение - 170 В. Читатели в США должны будут выполнить необходимые преобразования для соответствия более низкому напряжению и более высокой частоте.

ВНИМАТЕЛЬНО ПРИМЕЧАНИЕ: Чрезвычайно важно, чтобы читатель понимал, что диммируемые электронные лампы (как CFL, так и LED) обычно считаются совместимыми с диммерами передней и задней кромки. С очень мало исключения, это неправда! Почти все электронные лампы потребляют очень высокий пиковый ток при подключении к диммерам TRIAC (передний фронт), потому что время нарастания входной сети невероятно быстрое.

Это создает огромную нагрузку на сам диммер и, что более важно, на электронику лампы. Несмотря на заявления производителей, лампа почти наверняка не выдерживают злоупотребления очень долго, поэтому срок службы лампы сокращается - возможно, значительно. Задний (или универсальный) диммер не подвержен влиянию лампа быстро нарастающей формы волны, поэтому не вызывает чрезмерно высокий пиковый ток.


Важно понимать, что стандартный 2-проводной диммер был разработан для использования с лампами накаливания.Несмотря на то, что вы прочитаете в другом месте, работа будет непредсказуемой с ЛЮБОЙ нагрузкой, кроме лампы накаливания! Для надежной работы с электронными нагрузками (регулируемые светодиодные лампы или лампы CFL) диммер должен быть 3-проводным (активный, нейтральный и нагрузочный). К сожалению, это необычно, и обычно их сложно установить в качестве модернизации, потому что в большинстве распределительных коробок освещения нет нейтрали. Двухпроводные диммеры были разработаны для ламп накаливания (резистивных) и никогда не предназначались для использования с электронной нагрузкой.


1 - Принципы коэффициента мощности

Я буду использовать термин «дружественный» для описания форм сигналов, которые вносят небольшие искажения или не вносят никаких искажений в сеть питания, и которые имеют хороший коэффициент мощности. Многие люди считают, что коэффициент мощности важен только для индуктивных или емкостных нагрузок, но это совершенно неверно. Любая форма волны тока, которая не является точной копией формы волны напряжения, имеет коэффициент мощности меньше единицы (идеальный вариант). Не имеет значения, просто сдвинута форма сигнала тока по фазе или нелинейна, коэффициент мощности все равно будет затронут.См. «Коэффициент мощности» для получения дополнительной информации.

  • Unity - ток и напряжение совпадают по фазе и имеют идентичную форму волны (резистивные нагрузки)
  • Запаздывание - возникает ток после напряжения , вызванный индуктивными нагрузками (двигатели, трансформаторы)
  • Опережающий - возникает ток перед напряжением , вызванным емкостными нагрузками (редко, но может и происходит))
  • Нелинейный - напряжение и ток синфазны, но имеют разные формы волны (многие электронные нагрузки)

На рисунке 1 показан пример каждого из вышеперечисленных. Напряжение показано красным, а ток - зеленым. Амплитуды двух сигналов намеренно различаются, поэтому два графика хорошо видны. Эти графики не относятся к какому-либо конкретному масштабу, но все коэффициенты мощности настроены как можно ближе к 0,5, а мощность в каждом случае составляет 52,9 Вт. Дополнительные 230 мА потребляются от сети, но не работают.


Рисунок 1 - Осциллограммы напряжения и тока

Поскольку напряжение и ток просто умножаются вместе, чтобы получить номинальную мощность в ВА, очевидно, что для индуктивного и емкостного примеров номинальная мощность в ВА составляет 105.8 ВА, но мощность все та же, 52,9 Вт. Нелинейная нагрузка - это особый случай просто потому, что является нелинейной . Мощность составляет 64,8 Вт, и схема по-прежнему требует 105,8 ВА от сети, но мощность нагрузки составляет 64,8 Вт, а коэффициент мощности составляет 0,61 - небольшое улучшение, но его нелегко исправить!

Если номинальная мощность в ВА и номинальная мощность различаются (ВА не может быть ниже мощности), из сети потребляется чрезмерный ток, вызывая потери в распределительных кабелях, трансформаторах, подстанциях и генераторах переменного тока. Генератор мощностью 1 МВт с коэффициентом мощности 0,5 может производить только 500 кВт, поскольку в конечном итоге он ограничен его номинальной мощностью в ВА. Фактически все компоненты системы распределения электроэнергии ограничены номинальной мощностью ВА, а не номинальной мощностью.


Рисунок 2 - Цепи, используемые для создания сигналов напряжения и тока

На рис. 2 показаны принципиальные схемы, используемые для получения вышеуказанных сигналов для тех, кому это интересно. Они являются теоретическими, поскольку фактические нагрузки редко бывают такими простыми и обычно не могут быть точно представлены с таким небольшим количеством компонентов.Однако эффект достаточно похож, так что эти схемы вполне адекватны, чтобы показать общую тенденцию. Как указано мелким шрифтом во многих рекламных объявлениях, «фактические результаты могут отличаться».

Даже если мощность трансформатора может быть в пределах номинальной мощности, указанной на паспортной табличке, при превышении номинальной мощности в ВА он перегреется. Постоянный перегрев приведет к поломке. По этой причине компании-поставщики и / или органы власти во всем мире должны иметь наилучший возможный коэффициент мощности, чтобы максимально использовать свое оборудование.За крупные установки взимается дополнительная плата, если их коэффициент мощности выходит за установленные пределы.

Формы сигналов, подобные последнему примеру, являются наихудшими, потому что очень мало что можно сделать извне, чтобы изменить форму сигнала для уменьшения нелинейностей, а гармоники сетевой частоты вводятся в систему, вызывая дополнительные проблемы. Полное обсуждение разрушения, вызванного нелинейными формами сигналов, выходит за рамки данной статьи, но многие страны ввели (или планируют ввести) обязательную коррекцию коэффициента мощности для всех электронных нагрузок, превышающих заданный предел мощности.


2 - Принципы диммера

Обычно для уменьшения яркости лампы применяют тем или иным способом подаваемое напряжение. В очень ранних попытках последовательно с лампой использовался реостат (переменный резистор), поскольку в то время не было жизнеспособной альтернативы. Такой подход расходует огромное количество энергии, и, вероятно, прошло уже более 40 лет с тех пор, как кто-либо создал такого зверя. Такой подход действительно обеспечивает очень удобную нагрузку на сеть питания, имея нулевые коммутационные импульсы и идеальный коэффициент мощности.Утилизация избыточного тепла является сложной задачей, особенно для ламп достаточно высокой мощности. Можно ожидать, что диммеры с реостатом (если они будут найдены) будут довольно большими из-за тепла, которое необходимо отводить.

Регулируемый автотрансформатор (широко известный как Variac ™) почти не расходует энергию и так же безопасен для электросети, как реостат, но является дорогим (и громоздким) способом уменьшения яркости ламп. Самый дешевый из доступных в настоящее время переменных трансформаторов стоит около 150 долларов и весит несколько килограммов. Хотя нет никаких сомнений в том, что это хороший подход, экономические соображения не позволяют использовать его в общих целях.Диммеры Variac были обычным явлением в телестудиях примерно 20 лет назад. Вы можете увидеть комментарии (в другом месте) о том, что диммеры Variac работают с потерями и неэффективны, но это просто неправда - они очень эффективны и конкурируют с самыми лучшими твердотельными диммерами (TRIAC, SCR или IGBT). Однако они громоздкие и несколько неудобны для использования в качестве диммеров. Дистанционное управление достигается за счет использования серводвигателя для регулировки положения стеклоочистителя и, следовательно, выходного напряжения. Чтобы узнать больше о вариаках в целом, см. Трансформеры - Вариак.

Еще одним методом, который использовался в первые дни, было устройство, называемое «магнитный усилитель» (или просто магнитный усилитель), но, насколько я мог найти, они не были распространены ни в чем, кроме довольно больших промышленных диммеров, используемых для телевизора. студийное освещение. Как и Variac, магнитный усилитель создает незначительные помехи или не создает никаких помех, но они были заменены другими методами. Я не собираюсь описывать принципы работы магнитных усилителей здесь или где-либо еще на сайте ESP.

Сегодня наиболее распространенным диммером является диммер TRIAC по переднему фронту с фазовым регулированием (так называемый «срезанный по фазе»).TRIAC - это устройство с двунаправленным переключением, и для его включения требуется всего лишь короткий импульс. В цепи переменного тока он автоматически отключается при изменении полярности напряжения переменного тока. Это происходит потому, что напряжение (и, следовательно, ток) проходят через ноль. TRIAC не может оставаться проводящим при нулевом токе, поэтому отключается. Процесс включения и выключения происходит 100 раз в секунду (120 раз для сети 60 Гц). Тем не менее, бытовые диммеры развиваются, и последний тип называется «универсальным» диммером.Они могут изменять режим работы с передней кромки на заднюю в зависимости от нагрузки (см. Ниже объяснение различных типов).

Изменяя соотношение между включенным и выключенным напряжением, создается грубая схема широтно-импульсной модуляции, которая позволяет изменять мощность лампы в широком диапазоне. Лампы накаливания идеально подходят для этого метода управления и обеспечивают приятный и естественный переход от почти выключенного до (почти) полного включения. Многие дешевые диммеры TRIAC используют самую простую схему, поэтому низкие настройки могут быть нестабильными.При средней настройке среднеквадратичное значение напряжения полуволны составляет 162 В, исходя из напряжения питания 230 В переменного тока.

Независимо от фактически используемого метода, цель состоит в том, чтобы изменять мощность, подаваемую на лампу, что позволяет пользователю установить уровень освещенности, соответствующий случаю. Ни один из общедоступных диммеров не способен поддерживать хороший коэффициент мощности (что важно для исправности электросети).

Для надежной работы диммеры должны быть 3-проводными (активный, нагрузочный и нейтральный), чтобы гарантировать точное поддержание точки пересечения нуля формы сигнала сети.Небольшие диммеры не являются трехпроводными, потому что это усложняет установку, поэтому с любыми другими нагрузками, кроме резистивных, таких как лампы накаливания, диммер часто будет плохо себя вести. Степень ненадлежащего поведения зависит от типа нагрузки (особенно электронных ламп, таких как КЛЛ или светодиодные лампы).

Двухпроводные диммеры не имеют надежной контрольной точки перехода через ноль, потому что они полагаются на нить накала лампы в качестве нейтрального эталона. Электронные нагрузки не дают никакого полезного эталона, потому что заряженные конденсаторы (внутри источника питания лампы) вызывают нулевой ток на протяжении большей части цикла формы волны.Поэтому диммер не может быть включен постоянно (на полную мощность), потому что до срабатывания TRIAC требуется время. Добавление лампы накаливания параллельно с электронными нагрузками может надежно работать только с диммерами задней кромки - передние лампы никогда не должны использоваться с какой-либо электронной нагрузкой.

Внимание! Осторожно: КЛЛ или светодиодные лампы без диммирования ни в коем случае нельзя подключать к диммируемым лампам. контур - даже если диммер установлен на максимум.Хотя это и не очевидно, ток, потребляемый цепью лампы, может резко возрасти (в 5 или более раз) и может создают опасность возгорания, а также сокращают срок службы электроники лампы.

Даже коммерческие диммеры, что сделать поддерживать точный справочник пересечения нулевого уровня не должны использоваться с CFL или светодиодные лампы, или любой другой «входной конденсатор нагрузка источника питания. В одной установке, которую я знаю лично, у конечного пользователя было почти 100% отказов светодиодных ламп, подключенных через коммерческую диммер.Нормальная частота отказов составляет менее 1%, но поставщики диммера предпочли возразить.

У только разница между их установкой и всеми остальными - это диммер, следовательно, только диммер может вызывать сбои. Как ни странно, И конечный пользователь, и поставщик диммеров, похоже, столкнулись с проблемой этой простой концепции.

В коммерческих диммерах большой мощности часто используются тиристоры (соединенные в обратном параллельном соединении), поскольку они имеют гораздо более высокие номинальные токи, чем тиристоры.Запуск обычно осуществляется высокочастотными импульсами, подаваемыми в течение всей продолжительности «включенной» части сигнала сети. Они имеют полную ссылку 3-жильный, и никогда не теряют ссылку пересечения нуля. Тем не менее, как отмечалось выше, даже этим диммерам нельзя доверять, чтобы они функционировали должным образом с нагрузками с электронным источником питания.


2.1 - Передние диммеры

Также известны как диммеры с прямым управлением фазой. В настоящее время это наиболее распространенные типы, которые называются так потому, что диммер функционирует, буквально удаляя передний фронт формы сигнала переменного тока.Активным переключателем малой и средней мощности почти всегда является TRIAC для типичных домашних диммеров. При срабатывании TRIAC на нагрузку подается сетевой сигнал с периодом задержки от нуля миллисекунд (полностью включен) до примерно 9 мсек (очень тусклый). В качестве примера, форма волны напряжения на нагрузке для регулятора яркости, установленного на 50%, показана на рисунке 3, причем первые два цикла (зеленым цветом) показаны без затемнения в качестве эталона. Эта форма волны является «идеальной», что означает, что это результат, который вы ожидаете от схемы, работающей в точном соответствии с теорией.Большинство передовых диммеров довольно близки к идеалу - по крайней мере, с резистивными нагрузками.


Рисунок 3 - Форма сигнала диммера по переднему фронту

Как отмечалось выше, диммеры по передней кромке никогда не должны использоваться с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) - , даже если в инструкциях конкретно указано, что это разрешено . Очень быстро нарастающий сигнал вызывает протекание огромного тока через конденсатор основного фильтра, который является частью цепи балласта лампы.У большинства современных светодиодных ламп будет та же проблема. Я предлагаю использовать ТОЛЬКО для задней кромки или универсальные диммеры с любой регулируемой CFL или светодиодной лампой.

Осциллограмма ниже показывает ток, потребляемый лампой накаливания мощностью 75 Вт, подключенной к переднему диммеру. Лампа потребляет 200 мА. Время нарастания сигнала было измерено на уровне 1,8 мкс - это быстро на любом языке! В сети 230 В напряжение увеличивается с нуля до 325 В менее чем за 2 мкс! Это чрезвычайно быстрое время нарастания, которое вызывает проблемы с электронными нагрузками, потому что даже с «совместимыми с диммером» CFL или светодиодными лампами всегда некоторая емкость, которая заряжается от почти нуля до полного напряжения менее чем за 2 мкс.С помощью лампы накаливания вы даже можете увидеть небольшое превышение кривой тока! Это вызвано крошечной емкостью провода от диммера к лампе.


Рисунок 3A - Форма кривой тока диммера по переднему фронту

Например, если электронный балласт потребляет 83 мА от сети, этого достаточно для питания лампы с электронным переключением мощностью 8 Вт (любого типа). Если для повышения коэффициента мощности не используется никакая дополнительная схема, пиковый ток будет 270 мА, а коэффициент мощности - около 0.42 - довольно плохо, но, конечно, не безвестно. Если та же самая цепь затем запитана через диммер, в худшем случае среднеквадратичный ток вырастет до 240 мА с пиками 4,2 А. Коэффициент мощности упал до 0,14 - поистине ужасный результат. На данный момент источник питания этой лампы потребляет более 55 ВА из сети с действительно неприятным всплеском волны. На Рисунке 2 (Нелинейная нагрузка) показан пример типичного внешнего интерфейса источника питания. Конденсатор фильтра на рисунке 2 (используемый для создания сигналов, показанных на рисунке 1) имеет емкость 18 мкФ.Это не обычное значение, но оно использовалось для обеспечения совпадения примеров. Зарядный ток, протекающий через конденсатор, чрезвычайно высок, поскольку скорость изменения напряжения также очень высока.


Рисунок 4 - Типовая схема диммера передней кромки

Схема, приведенная выше, типична для типичного имеющегося в продаже переднего диммера. C1 и L1 предназначены для подавления радиопомех. Схема работает, используя фазовый сдвиг, создаваемый VR1, C2, R1 и C3.Эта сеть задерживает сигнал, подаваемый на DB1 (двунаправленный пробойный диод, называемый DIAC). Когда напряжение превышает 30 В (типичное) напряжение пробоя DIAC, он полностью проводит, и заряд в C3 используется для запуска TRIAC. После запуска TRIAC будет полностью проводить, пока ток не упадет почти до нуля, после чего снова отключится. Этот процесс повторяется для каждого полупериода сетевого напряжения. Точки задержки, включения и выключения видны и показаны на рисунке 3.


Рисунок 4A - Форма сигнала переднего фронта диммера в электронной нагрузке

Передние диммеры никогда не должны использоваться с какой-либо электронной нагрузкой (большинство электронных балластных схем), потому что очень быстрое время нарастания напряжения вызывает чрезвычайно высокий мгновенный ток в конденсаторе, как показано выше. На рисунке 4A показаны пики тока более 11A в том же примере нелинейной нагрузки, который использовался для рисунков 1 и 2. Среднеквадратичный ток составляет 1,12 А для мощности нагрузки чуть более 56 Вт.Обратите внимание, что мощность нагрузки упала совсем немного - с 64,8 Вт до ~ 56 Вт. Форма волны напряжения точно такая, как показано на рисунках 3 и 3A. Пиковый ток 11А при среднеквадратичном значении тока, немного превышающем ампер, крайне неблагоприятен для сети, диммера и электронной нагрузки. Стандартный 2-проводный диммер будет отображать форму волны, очень похожую на показанную, даже при установке на максимум!

Возможно, что удивительно, индуктивные нагрузки (такие как обычные трансформаторы с железным сердечником или обычные электродвигатели вентиляторов) вполне безопасны с передовыми диммерами, поскольку индуктивность ограничивает время нарастания тока до безопасных значений.Эти нагрузки должны всегда использовать подходящий диммер передней кромки, который должен быть сертифицирован производителем как подходящий для нагрузок двигателя или трансформатора.


Рисунок 5 - Внутренняя часть переднего диммера

Черное устройство слева - это TRIAC. Хотя он оснащен радиатором, контакт между радиатором и TRIAC лучше всего описать как случайный. Когда его разобрали, в нем почти не было контакта, однако он надежно проработал 12 лет и, вероятно, прослужит еще столько же.Простота схемы очевидна в отсутствии изощренности печатной платы. Все немногие используемые компоненты имеют сквозные отверстия, а на задней стороне платы нет никаких деталей.

Схема почти идентична показанной выше. Катушка и оранжевый конденсатор предназначены для подавления помех, но предохранитель не установлен. Если в диммере произойдет короткое замыкание, лампа просто включится на полную яркость.

В то время как производители передовых диммеров часто заявляют, что они подходят для использования с трансформаторами с железным сердечником, некоторые, безусловно, нет.Распространенная проблема с простыми диммерами TRIAC заключается в том, что они переходят в «полуволновой» режим - проводят только на одной полярности формы волны сети. Это катастрофа для любого трансформатора, который сразу же потребляет очень большой ток, ограниченный только сопротивлением первичной обмотки. Вероятно, лучше использовать «универсальный» диммер для индуктивных нагрузок, потому что они имеют гораздо более сложную схему и гораздо менее вероятно, что они будут «обмануты» для работы с одной полярностью (полуволновой).

Имеется полная схема известного рабочего (т.е.е. построен и протестирован) 3-проводной диммер передней кромки на страницах проекта ESP. См. Подробности в Project 157B.


2.2 - Диммеры задней кромки

Также известны как диммеры с обратным фазовым регулированием. Диммер по заднему фронту - это значительно более сложная схема. Простая схема, которая является общей для типов с передним фронтом, больше не может использоваться, потому что большинство TRIAC не может быть отключено. TRIAC выключения затвора (GTO) существуют, но они намного дороже и реже имеют относительно небольшие размеры, необходимые для освещения.Чтобы иметь возможность реализовать диммер по заднему фронту, переключающее устройство должно включаться, когда форма сигнала переменного тока проходит через ноль, с использованием схемы, называемой детектором перехода через ноль. По прошествии заранее определенного времени, установленного системой управления, переключающее устройство отключается, и оставшаяся часть формы сигнала не используется нагрузкой.

Диммеры с задней кромкой обычно используют полевой МОП-транзистор , так как они почти не требуют тока управления и являются прочными и надежными. Кроме того, они относительно дешевы и легко доступны при номинальном напряжении, подходящем для работы от сети.Другой вариант - использовать IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), который сочетает в себе преимущества полевого МОП-транзистора и биполярного транзистора. Как правило, они дороже, чем полевые МОП-транзисторы. Опять же, форма сигнала идеальна, и из реальной формы сигнала, показанной на рисунке 9, очевидно, что имеется значительное отклонение, особенно при полной мощности. Это вызвано тем, что часть приложенного напряжения всегда будет потеряна, поскольку для работы сложной электроники требуется некоторое напряжение.

У большинства диммеров задней кромки есть еще одна полезная функция - по крайней мере, при использовании с лампами накаливания.Схема разработана для обеспечения «плавного пуска», при котором напряжение на лампе увеличивается относительно медленно. С лампами накаливания это почти исключает «тепловой удар» - тот короткий период при включении, когда лампа потребляет примерно в 10 раз больший рабочий ток. Термический шок является причиной большинства ранних отказов ламп - действительно, очень редко любая лампа накаливания выходит из строя, когда она включена. Выход из строя почти всегда происходит в момент включения переключателя. Благодаря включению функции плавного пуска срок службы лампы увеличивается, но это не сильно помогает КЛЛ или светодиодным лампам.


Рисунок 6 - Форма сигнала идеального диммера задней кромки

И снова точки переключения и задержка показаны на осциллограмме. Полная принципиальная схема не особенно полезна для диммера по заднему фронту, потому что они обычно используют специализированные интегральные схемы (или довольно сложные схемы с более распространенными ИС) для выполнения необходимых функций. На рисунке 7 показана блок-схема основных частей схемы, а на рисунке 8 показана схема диммера с использованием коммерческой ИС [1].


Рисунок 6A - Форма сигнала диммера задней кромки захваченного сигнала

Идеал близок к реальности. Форма волны тока, показанная выше, была получена с помощью диммера по заднему фронту с использованием лампы накаливания мощностью 75 Вт в качестве нагрузки. Как видите, форма волны практически идентична теоретической (идеальной) форме волны, показанной выше. Среднеквадратичный ток составляет 200 мА. Измеренное время спада (от максимального до нулевого тока) составило около 30 мкс, но это неопасно, потому что это снятие напряжения, а не приложение напряжения - очень, очень разные сценарии.


Рисунок 7 - Блок-схема диммера задней кромки

C1 и L1 снова являются компонентами подавления радиопомех. Выпрямитель необходим, потому что полевые МОП-транзисторы не могут переключать переменный ток, только постоянный ток. Источник питания, детектор перехода через ноль и таймер обычно являются частью ИС, предназначенной для этой цели. Формы сигналов показаны в каждой точке цепи. Выходной сигнал детектора пересечения нуля сбрасывает таймер, отправляя на его выход высокий уровень, и, таким образом, включает полевой МОП-транзистор. По прошествии времени от нуля до 10 мс для 50 Гц на выходе таймера становится низкий уровень, полевой МОП-транзистор выключается, и ток через нагрузку прерывается.

Во многих отношениях диммеры передней и задней кромок являются полной противоположностью друг друга.

Поскольку выходное напряжение растет относительно медленно, массивный всплеск тока, который передний диммер вызывает в емкостной нагрузке, больше не является проблемой, и некоторые регулируемые CFL и светодиодные лампы прекрасно работают с этим типом диммера. Однако диммеры с задним фронтом никогда не должны использоваться с трансформаторами с железным сердечником, и это всегда указывается в инструкциях.

Почему? Казалось бы, диммер задней кромки должен быть в порядке, но проблема в значительной степени связана с обратной ЭДС, которая возникает, когда переключатель выключается 100 или 120 раз в секунду.Энергия обратной ЭДС не может быть рассеяна, поэтому она накапливается до потенциально разрушительного напряжения. Кроме того, включение любой индуктивной нагрузки при переходе через нуль сигнала сети приводит к намного большему, чем обычно, току намагничивания. Наиболее вероятным результатом будет выход диммера из строя из-за перегрузки по току или перенапряжения. Маловероятно, что коммерческие установки смогут справиться с дополнительным током или рассеивать энергию обратной ЭДС без сильного перегрева или разрушения.

Обратная ЭДС генерируется при любой индуктивной нагрузке, потому что индуктор является накопителем энергии (реактивным). Энергия сохраняется в виде магнитного поля, и когда ток прерывается, магнитное поле схлопывается, генерируя ток в процессе. Если к индуктивному компоненту не подключена нагрузка (например, лампа), даже небольшой ток становится очень высоким напряжением. Этот эффект наблюдается регулярно, но обычно рассеивается в виде небольшой дуги на контактах переключателя. Такие дуги безвредны, если они возникают только несколько раз в день, но если они повторяются 100 или 120 раз в секунду, средняя мощность становится значительной, равно как и нагревание и возможность возгорания.


Рисунок 8 - Схема диммера задней кромки

Как видите, нелегко понять, как работает схема, если просто столкнуться с многополюсной ИС. Тем не менее, я обозначил функции контактов, и полезно увидеть схему, чтобы увидеть некоторые из того, что было сделано. Обратите внимание, что показанная схема предназначена для 3-проводного подключения, которое намного более стабильно, чем более распространенные 2-проводные диммеры. Естественно, это не единственный способ, и некоторые коммерческие диммеры с задней кромкой, такие как изображенный ниже, используют одну или несколько микросхем таймера 555 и множество других деталей для поверхностного монтажа для достижения той же цели.Однако почти все коммерческие диммеры являются только 2-проводными и часто плохо работают с электронными нагрузками (например, КЛЛ или светодиодные лампы). Atmel U2102B был бы хорошей стартовой базой для правильного 3-проводного диммера, но, к сожалению, сейчас он устарел, и я не могу найти эквивалента. Показанная схема адаптирована из таблицы данных U2102B, но использует полевой МОП-транзистор вместо IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), показанный в примере схемы. См. Рисунок 10A для обновленной схемы (хотя ИС нелегко достать).


Рисунок 9 - Внутренние части коммерческого диммера задней кромки

Два больших устройства на левой плате - это силовые полевые МОП-транзисторы. Обратите внимание, что нижняя сторона печатной платы также покрыта деталями, включая таймер, еще одну микросхему, которую невозможно идентифицировать, четыре транзистора и несколько резисторов и конденсаторов. Хотя изображенное устройство было бы довольно дешевым в производстве, я полагаю, что усовершенствование конструкции для обеспечения высокой надежности при нормальном использовании могло занять много времени.Стоит около 50 австралийских долларов в моем местном магазине оборудования, это не дешево по сравнению с более распространенным диммером по задней кромке (обычно около 16-20 долларов, но некоторые намного дороже).


Рисунок 10 - Формы измеренного тока

Изображенный коммерческий диммер задней кромки был протестирован с лампой накаливания мощностью 60 Вт и дал формы волны, показанные выше. Хотя максимальная настройка отличается от идеальной формы сигнала, показанной на рисунке 5, при настройке на минимальную (и примерно половину мощности) теория и реальность очень хорошо совпадают.Схема не может действовать как настоящее короткое замыкание, когда она полностью включена, потому что часть приложенного напряжения требуется для питания электроники. Это вызывает нарушение непрерывности, наблюдаемое в области нулевого тока, когда диммер установлен на максимум. Обратите внимание, что вышеупомянутые формы сигналов были захвачены, когда эта статья была впервые написана в 2008 году, но они так же действительны, как и захват цифрового осциллографа, показанный на рис.

Обратите внимание, что если только электронная лампа , в частности заявлена ​​как регулируемая, двухпроводной диммер задней кромки не будет работать.Просто для теста попробовал с обычным КЛЛ. Не было сильных скачков тока, но лампа не гасла разумным или предсказуемым образом, а сама схема диммера запуталась и не могла работать должным образом. Это в равной мере относится к лампам CFL и LED, если в инструкции они не заявляют о возможности регулировки яркости. Продолжение использования любой электронной лампы с диммером может привести к повреждению цепи, сильному перегреву или возгоранию. Как отмечалось ранее, во всех электронных осветительных приборах с регулируемой яркостью следует использовать только «универсальные» диммеры или диммеры по задней кромке, , даже если производитель заявляет, что разрешены диммеры на основе TRIAC .


Рисунок 10A - Диммер передней / задней кромки FL5150

Приведенный выше рисунок адаптирован из таблицы данных Fairchild (теперь ON Semiconductor) для ИС диммера FL5150MX. Показана только 3-проводная версия 230 В, 50 Гц, а приведенная выше схема является модифицированной по сравнению с версиями, показанными в исходном техническом описании. Максимальный выходной уровень составляет , только доступен, когда ИС используется в 3-проводном режиме, а 2-проводный режим не рекомендуется для любой электронной нагрузки . Микросхема доступна в небольшом количестве торговых точек (одна только на последний взгляд), но она не была построена и не протестирована.Хотя показаны полевые МОП-транзисторы IRF840, более крупные можно использовать для получения большей мощности. С установленными IRF840 максимальная нагрузка ограничена примерно 1 А (до 230 Вт, в зависимости от коэффициента мощности нагрузки). Для работы с частотой 60 Гц используйте FL5160MX (внутренние таймеры другие). Эти микросхемы доступны только в SMD-корпусах. Щелкните здесь для просмотра таблицы.

На страницах проекта ESP также есть полная схема известного рабочего (т.е. построенного и испытанного) 3-проводного диммера задней кромки.См. Подробности в проекте 157A.


2.3 - Универсальные диммеры Универсальные диммеры

имеют встроенные «интеллектуальные» функции, которые позволяют диммеру решать, должен ли он работать как передний или задний фронт. Схема обнаружения не всегда настолько умна, как можно было бы надеяться, и иногда они могут принять неправильное решение. Некоторые системы домашней автоматизации имеют переключатели, которые позволяют настраивать универсальные диммеры на автоматическое определение, передний или задний край. Тем не менее, в помещении обычно нет небольших диммеров с «настенными пластинами», поэтому вам придется полагаться на диммер, который сделает правильное решение.


Рисунок 11 - Универсальный диммер для кишечника

Выше показана внутренняя часть довольно типичного «универсального» настенного диммера. Хотя можно было ожидать, что можно будет использовать небольшой микроконтроллер, похоже, что он основан на двойном таймере 555 и паре полевых МОП-транзисторов. Есть еще несколько пассивных компонентов и несколько диодов, и это в основном все, что нужно. Эти диммеры обычно подходят для регулируемых электронных нагрузок, но, как уже отмечалось, они не всегда принимают правильное решение.Как и все двухпроводные диммеры, они часто не работают с электронными нагрузками.

На данный момент тесты показывают, что он достаточно хорошо работает с некоторыми блоками питания для светодиодов с регулируемой яркостью, и само собой разумеется, что производительность с лампами накаливания близка к идеальной. Этот конкретный блок был предназначен для питания регулируемых источников света мощностью 4 x 12 Вт для даунлайтов, которые у меня были в течение некоторого времени, но которые я не использовал, потому что драйверы были мусором и не регулировались.

Важно, чтобы универсальные диммеры не использовались со смешанными нагрузками, такими как электронные трансформаторы и трансформаторы с железным сердечником.Поскольку требования к каждому из них полностью противоположны, диммер никогда не может выбрать правильный режим. Он либо выйдет из строя, либо вызовет внешний отказ подключенного оборудования (или того и другого).

Если вам интересно, я опишу способ, которым некоторые (и, возможно, большинство) универсальных диммеров решают, должны ли они работать как передний или задний фронт. Если присутствует индуктивная нагрузка, когда диммер выключается под нагрузкой, возникает всплеск высокого напряжения. Это тот же пик, который мы укрощаем с помощью диода при включении реле.Диммер имеет схему для обнаружения всплеска, и в случае обнаружения он переключается из режима заднего фронта в режим переднего фронта. Индуктивным нагрузкам вполне подходит диммер по переднему фронту, поэтому диммер останется в режиме переднего фронта после того, как схема обнаружит выбросы.

Этот процесс происходит каждый раз при включении схемы, потому что диммер не имеет памяти, поэтому не может просто запомнить настройку, которую он использовал последней. Обнаружение обычно происходит очень быстро - максимум несколько циклов сети и когда напряжение на нагрузке достаточно низкое.Все задние кромки и универсальные диммеры, которые я видел, имеют функцию «плавного пуска», при которой напряжение на нагрузке повышается в течение нескольких секунд. В это время диммер обнаруживает скачки высокого напряжения, вызванные индуктивной нагрузкой, и переходит в режим переднего фронта.

Процесс защищен патентом - см. Универсальный диммер - EP 1961278 B1, выданный Clipsal Australia в 2012 году. Я думаю, что это очень умное приложение. Он основан на использовании полевых МОП-транзисторов с определенным и гарантированным лавинным рейтингом, поэтому они не будут разрушены шипами, но в наши дни они очень распространены.


3 - Коэффициент мощности диммера

Диммеры по переднему и заднему фронту имеют одинаковый коэффициент мощности при одинаковой выходной мощности нагрузки. Ни один из этих типов не позволяет использовать какой-либо реальный или полезный метод коррекции коэффициента мощности, и единственным смягчающим фактором является то, что при низких настройках ток берется из сети во время частей цикла, которые не используются в большинстве небольших источников питания. Однако коэффициент мощности по-прежнему ужасен - особенно при очень низких настройках мощности. Несмотря на это, нет никаких сомнений в том, что потребление энергии уменьшается пропорционально - особенно со светодиодами.С лампами накаливания также снижается мощность, но не в такой степени.

В столбце «Угол наклона» указывается количество градусов формы волны, при которой мощность подается на лампу. Полный цикл составляет 360 °, а каждое полупериод - 180 °. Было использовано приращение 18 °, потому что при 50 Гц 18 ° соответствует интервалу в 1 миллисекунду. Это было использовано для облегчения расчетов для таблицы. Эти данные точно такие же для источника 60 Гц, с той лишь разницей, что время для одного полного цикла при 60 Гц составляет 16.67 мс вместо 20 мс. Это не влияет на угол наклона, мощность или коэффициент мощности, но ток будет другим из-за разного напряжения, используемого в странах с 60 Гц.

Под углом Идеальный ток Идеальная мощность Процент Коэффициент мощности
180 ° 1000 мА 230 Вт 100% 1,00
162 ° 994 мА 227 Вт 99% 0.99
144 ° 971 мА 217 Вт 94% 0,97
126 ° 918 мА 194 Вт 84% 0,92
108 ° 829 мА 158 Вт 69% 0,83
90 ° 702 мА 113 Вт 49% 0,70
72 ° 557 мА 71 Вт 31% 0.55
54 ° 391 мА 35 Вт 15% 0,39
36 ° 226 мА 11,7 Вт 5,1% 0,23
18 ° 83 мА 1,6 Вт 0,7% 0,08
0 ° 0 0 0 НЕТ
Фазовый угол в зависимости от коэффициента мощности, 230 В переменного тока, нагрузка 230 Ом

Обратите внимание, что нагрузка, используемая в приведенной выше таблице, является чисто резистивной (отсюда «идеальные» ток и мощность) и остается постоянной при всех настройках.Лампы накаливания , но не , представляют постоянную нагрузку. Поскольку при низких настройках нить накала работает меньше, ее сопротивление ниже, и она потребляет больше тока, чем ожидалось. По этой причине, хотя диммирование, несомненно, снижает потребляемую мощность, оно не снижает ее настолько, насколько можно было бы ожидать (или надеяться).

Типичная лампа GLS (общего освещения) мощностью 100 Вт будет потреблять около 18 Вт при тусклом свечении - обычно можно ожидать меньшего. Сопротивление нити накала падает примерно до половины сопротивления полной мощности, потому что она намного холоднее, поэтому потребляется в два раза больше тока, чем было бы в случае фиксированного сопротивления.Для справки, была протестирована лампа GLS мощностью 100 Вт, и ее измерения показали 44 Ом в холодном состоянии и 552 Ом в горячем состоянии (при полной мощности - 95,8 Вт).


4 - Электронные трансформаторы

Во многих новых установках, использующих галогенные лампы низкого напряжения, теперь используется электронный трансформатор. Традиционный трансформатор с железным сердечником работает хорошо и прослужит вечно, но он дорог. Некоторые из них также построены по очень высокой цене и довольно неэффективны, тратя 20% или более общей потребляемой мощности на тепло.Электронные трансформаторы обычно намного меньше и легче, поэтому им не хватает ощущения «безупречного качества», но большинство из них достаточно эффективны, обычно расходуя меньше 10% от общей мощности. Меньшие потери означают меньше тепла и незначительно меньшие счета за электроэнергию. Хотя рассеивание каждого блока по отдельности может показаться разумным, когда тысячи из них работают, дополнительные потери становятся значительными.

Обычный трансформатор с железным сердечником работает на частоте сети (50 или 60 Гц), а сердечник должен быть достаточно большим из-за низкой частоты.Размер сердечника обратно пропорционален частоте, поэтому работа на высокой частоте означает, что трансформатор может быть намного меньше. Термин «электронный трансформатор» на самом деле неправильный - на самом деле это импульсный источник питания (SMPS). Электронные схемы используются для выпрямления сети и преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Этот пульсирующий постоянный ток затем подается на высокочастотную коммутационную схему и небольшой трансформатор. На рисунке 10 представлена ​​фотография типового агрегата.


Рисунок 12 - Внутренние устройства электронного трансформатора

Клеммы питания находятся слева, а выходные клеммы 12 В - справа.На входе присутствует некоторая ВЧ-фильтрация, а два переключающих транзистора расположены вертикально вдоль нижнего края. Маленькое зеленое кольцо - это переключающий трансформатор транзистора (T1 на рисунке 12), а выходной трансформатор - это большой белый пластиковый объект. Он имеет ферритовый сердечник с первичной обмоткой внутри, а вторичная (выход 12 В) намотана снаружи пластиковой изолирующей крышки.

Выход не выпрямленный - это переменный ток, но он приходит в виде пакетов высокочастотного сигнала (форма выходного сигнала см. На рисунке 13).


Рисунок 13 - Схема электронного трансформатора

T1 - транзисторный переключающий трансформатор. Он имеет три обмотки: первичную (T1A) и две вторичные (T1B и C). Сравните это с зеленым трансформатором на рисунке 10. Первичная обмотка имеет один виток, а каждая обмотка транзистора - 4 витка. Т2 - выходной трансформатор. DB1 - это DIAC (используемый в диммере по переднему фронту), и он используется для запуска колебания схемы, когда напряжение превышает примерно 30 В.Как только начинается колебание, оно будет продолжаться, пока напряжение не упадет почти до нуля. Обратите внимание, что базовая выходная частота в два раза превышает частоту сети, поэтому электронный трансформатор, используемый на частоте 50 Гц, на самом деле имеет сигнал выходной частоты 100 Гц, который состоит из множества высокочастотных циклов переключения.

Большинство электронных трансформаторов не работают без нагрузки (или без нагрузки). Например, для устройства мощностью 60 Вт обычно требуется нагрузка, потребляющая не менее 20 Вт, прежде чем он сможет нормально работать. При очень малой нагрузке через первичную обмотку переключающего трансформатора недостаточно тока для поддержания колебаний.


Рисунок 14 - Форма выходного сигнала электронного трансформатора

Несмотря на то, что показанная форма сигнала в точности такая же, как у моего осциллографа на базе ПК, четко видимые переходы являются артефактом процесса оцифровки - частота намного выше указанной. Среднеквадратичное значение напряжения показанной формы сигнала составляет 12,36 В, но эту форму сигнала сложно точно измерить. Я ожидаю, что фактическое напряжение было ближе к 10 В, измеренному с помощью аналогового измерителя (номинал на паспортной табличке - 11.5В). При нагрузке 2 Ом (5 А) выходная мощность составляла около 50 Вт. Источник потреблял 231 мА от сети (52,2 ВА). Измеренная входная мощность составила 52 Вт, поэтому коэффициент мощности достаточно близок к единице. КПД почти 96% - действительно очень респектабельная цифра.

Следует проявлять осторожность при использовании электронного трансформатора с низковольтными светодиодными лампами или КЛЛ. Поскольку эти лампы имеют внутренний выпрямитель, диоды должны быть быстродействующими. Обычные выпрямительные диоды сильно нагреваются, потому что рабочая частота намного выше, чем та, на которую рассчитаны обычные диоды.Хотя огибающая сигнала составляет всего 100 Гц, частота переключения намного выше - обычно около 30-50 кГц (частота обычно уменьшается с увеличением нагрузки).

Следует отметить, что экономия энергии электронных трансформаторов часто может быть завышена. В то время как обычные трансформаторы служат практически вечно, электронные трансформаторы могут выйти из строя в любой момент, и это можно доказать. Высокие температуры, наблюдаемые в пространстве под крышей многих домов, вызывают нагрузку на полупроводниковые устройства, а широкое использование бессвинцового припоя гарантирует, что отказы паяных соединений не являются редкостью.Я видел несколько неисправных блоков, и хотя я могу исправить некоторые из них, 99% домовладельцев просто выбросят неисправный блок и установят новый. При изготовлении, доставке и поездке в магазины для приобретения нового устройства вам (и окружающей среде), возможно, было бы лучше, если бы вместо него был использован «неэффективный» трансформатор с железным сердечником.


5 - Диммеры постоянного тока

В то время как многие люди (включая меня 40 с лишним лет назад) экспериментировали с диммерами постоянного тока, до недавнего времени они не были особо востребованы.Бывают случаи, когда автомобильную лампу (точечный или другой) нужно приглушить, и в большинстве автомобилей есть регулируемое освещение приборной панели. В последнем случае, как правило, переменный резистор используется последовательно с лампами или, в некоторых случаях, резисторы различных номиналов включаются и выключаются по мере необходимости.

Хотя это нормально для систем с низким энергопотреблением и низким КПД, нет смысла делать высокоэффективные осветительные приборы и тратить энергию на резистивные диммеры.Чтобы показать ненужную мощность, можно выполнить простой расчет, предполагая, что используется простой источник питания 12 В и лампа 12 Вт ...

Мощность лампы Ток Напряжение Последовательный резистор Мощность резистора
12 Вт 1A 12 0 0
9 Вт 866 мА 10,39 В 1.86 Ом 1,4 Вт
6 Вт 707 мА 8,48 В 4,97 Ом 2,48 Вт
3 Вт 500 мА 6,00 В 12 Ом 3 Вт

Для простоты предполагается, что лампа имеет постоянное сопротивление, но это неверно для настоящих ламп накаливания любого напряжения и только усугубляет проблему. Однако это не меняет принципа, и включение сопротивления лампы для различных настроек просто запутает проблему.Обратите внимание, что для выхода 3 Вт ток (батареи) должен составлять 250 мА (без учета потерь), но с резистивным диммером он составляет 500 мА, а 3 Вт рассеивается на резисторе. Даже если бы источник света был эффективен на 100%, резистор уменьшил его до 50%.

Понятно, что этот метод нельзя использовать, если мы хотим максимальной эффективности. Хотя 3W не похоже на много тепла, попытка утилизировать его в замкнутом пространстве очень сложно, если высокие температуры являются проблемой. Проблема эффективности становится гораздо более важной по мере увеличения мощности лампы, и для обеспечения гибкости требуется лучшее решение.К счастью, есть очень простой ответ. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - распространенный метод в электронике, обеспечивающий чрезвычайно высокий КПД электронных схем. Модулируя периоды включения-выключения напряжения, подаваемого на лампу, можно легко управлять ее яркостью с очень низкими потерями.

Если напряжение включается и выключается с одинаковой синхронизацией (соотношение отметки и пространства 50%), подключенная лампа (или светодиоды высокой мощности) видит полное напряжение (и полную мощность) в течение половины времени, и, следовательно, светодиоды работают при ½ мощности.Поскольку соотношение может быть изменено от нуля (полностью выключено) до максимального (полностью включено) с помощью потенциометра или управляющего напряжения 0-10 В постоянного тока, эта система идеально подходит для светодиодов, питаемых от источника питания с постоянным напряжением .

ШИМ-системы могут сбивать с толку, потому что в некоторых из них есть фильтр на выходе для удаления составляющей переменного тока формы волны. Если это сделано, на лампу подается среднее напряжение. При 50% модуляции лампа будет получать 6 В постоянного тока, а мощность составит всего 3 Вт (мощности).Фильтр нельзя использовать со светодиодными лампами, потому что они сильно зависят от напряжения. Если бы напряжение на светодиодной матрице 12 В было уменьшено до 6 В с помощью системы ШИМ с фильтром, светового выхода не было бы вообще. На светодиодах не хватит напряжения, чтобы преодолеть прямое напряжение ~ 3,3 В. Большинство белых светодиодов имеют прямое напряжение от 3,1 В до 3,3 В или более, а массив 12 В будет использовать 3 последовательно соединенных (9,9 В), а оставшиеся 2,1 В будут поглощаться токоограничивающими резисторами.


Рисунок 15 - Формы сигналов широтно-импульсной модуляции для диммера постоянного тока

Для диммирования светодиодных ламп мы не используем фильтр, а частота переключения может быть достаточно низкой, чтобы минимизировать радиочастотные помехи.Около 300 Гц работает очень хорошо, и хотя светодиоды будут полностью включаться и выключаться 300 раз в секунду, наши глаза не могут видеть частоту мерцания, поскольку она слишком высока. Мерцание лампы - горячая тема в некоторых областях, но при условии, что оно намного превышает максимальную видимую скорость, проблем возникнуть не должно. Обычно считается, что все, что выше 100 вспышек в секунду, намного превышает наш порог стойкости зрения (многие ссылки доступны в сети). Однако ...

Обратите внимание: Хотя мерцание не видно невооруженным глазом, требуется осторожность когда диммер с ШИМ используется в любом промышленном приложении.Вполне возможно, что частота мерцания в сочетании с вращающимся механизмом может вызвать остановку. эффект движения из-за стробоскопической природы импульсных источников света. Диммеры с ШИМ не должны использоваться в светодиодных светильниках в механических цехах или рядом с оборудованием. любого вида!

Это может быть чрезвычайно опасно при некоторых условиях, потому что может показаться, что различные машины либо остановлены, либо только медленно вращаются, хотя на самом деле они вращаются с нормальной скоростью. Опасность наиболее велика для таких станков, как токарные, сверлильные и фрезерные станки, но эффект остановки движения может любая вращающаяся машина кажется «безопасной», хотя на самом деле это совсем не так.Этот эффект иногда проявляется при использовании люминесцентных ламп, но светодиодные лампы с ШИМ-регулировкой яркости может быть намного хуже в этом отношении.

Отсутствие фильтра также максимизирует эффективность, но подчеркивает возможность стробирования. В типичном импульсном диммере постоянного тока потери мощности на полевом МОП-транзисторе будут менее 100 мВт при питании 12 В и нагрузке 10 А, если используется надежный полевой МОП-транзистор. Опорный сигнал для системы ШИМ обычно представляет собой сигнал треугольной формы, как показано (Рисунок 14, красный цвет).Он сравнивается с управляющим напряжением (синий), и если управляющее напряжение больше треугольной волны, включается силовой полевой МОП-транзистор и на нагрузку подается питание (зеленый). Аналогичным образом, если треугольная волна больше, чем управляющее напряжение, полевой МОП-транзистор выключится. Изменение управляющего напряжения изменяет соотношение включения-выключения и мощность нагрузки.


Рисунок 16 - Блок-схема диммера постоянного тока

Этот тип диммера, конечно, не нов, и аналогичные схемы также используются для управления скоростью двигателя постоянного тока.Его применение для освещения общего назначения еще не принято, но, вероятно, станет таковым для систем с низким энергопотреблением. Поскольку схема настолько проста и легка в управлении, она, вероятно, получит широкое распространение по мере того, как станут популярными комплектные светодиодные светильники. Это только вопрос времени, поскольку нет необходимости иметь возможность менять лампу из-за очень длительного срока службы светодиодов. Полноценные светильники, подходящие для бытовых и коммерческих применений, не будут нуждаться в заменяемых лампах в том виде, в котором мы их знаем сейчас, а простая схема и полный диапазон (и практически без потерь) диммирования в конечном итоге определят выбор светильников.Диммер может быть установлен в светильник (как часть источника питания), для чего потребуется только пара низковольтных проводов для управления.

Это также упрощает внедрение систем домашней автоматизации, поскольку отпадает необходимость в изменении сетевого напряжения переменного тока - все можно делать при низком напряжении. Модуль источника питания легко заставить потреблять очень мало энергии, когда не используется питание постоянного тока, так что даже без переключателя можно обойтись. Созданный мной тестовый диммер вполне способен выдерживать до 120 Вт (12 В при 10 А), но потребляет менее 20 мА (менее Вт) при установке на минимум.Рассеивание самого диммера обычно составляет около 3 Вт или меньше при максимальной мощности (почти все в полевом МОП-транзисторе), поэтому он имеет КПД выше 97%.

Этот диммер идеально подходит для светодиодных ламп. Он обеспечивает полный контроль от полного выключения до полного включения и последующее снижение мощности при затемнении светодиодов. Как показано, этот метод диммера подходит только для светодиодных матриц, которые уже имеют ограничение тока. Следующим этапом управления светодиодной лампой является отказ от резисторов для ограничения тока и использование вместо этого ограничения тока ШИМ.Ограничение тока PWM уже используется со многими лампами, особенно с типами высокой мощности, и можно ожидать, что оно станет более распространенным, поскольку светодиоды становятся предпочтительным методом освещения для большинства приложений.

Простота управления светодиодами делает это очень привлекательным, а высокая световая отдача, которая достигается в настоящее время (до 180 люмен / Вт и постоянно улучшается), означает больше света при меньшей мощности и очень небольшом нагреве. .


Рисунок 17 - Типовая светодиодная матрица 12 В постоянного тока (источник постоянного напряжения)

Типичная светодиодная матрица, предназначенная для работы на 12 В, показана выше - обычно используются резисторы 3 x 120 Ом, потому что в большинстве массивов используются резисторы для поверхностного монтажа, которые имеют гораздо меньшую мощность, чем традиционные типы сквозных отверстий.Ограничительные резисторы на 40 Ом устанавливают ток через каждую цепочку светодиодов на 52,5 мА, при этом четыре цепочки включены параллельно. Общий ток составит 210 мА для общей мощности 2,5 Вт. С резисторами не повезло, потому что они рассеивают мощность, но не делают полезной работы. Каждый резистор рассеивает около 37 мВт, поэтому в целом теряется 0,44 Вт. Эта схема очень чувствительна к напряжению - увеличение всего на 0,5 В приведет к увеличению тока светодиода до 65 мА, а падение на 0,5 В приведет к падению тока до 40 мА.Хотя это далеко не идеально, в настоящее время неэкономично включать отдельные высокоэффективные регуляторы тока вместо резисторов. Обилие светодиодов средней и высокой мощности теперь делает небольшие массивы, подобные показанным, избыточными.

Обратите внимание, что ШИМ-регулирование яркости между источником питания и светодиодами возможно только в том случае, если матрица светодиодов запитана от источника постоянного напряжения. Если используются источники постоянного тока , добавление внешней схемы ШИМ может вызвать отказ светодиода, потому что напряжение будет расти, когда светодиоды выключены.При повторном включении более высокое, чем обычно, напряжение вызовет чрезмерный ток и неизбежно повреждение светодиода. Когда используются источники постоянного тока, диммирование является внутренним по отношению к источнику питания. ШИМ-контроллер либо включает и выключает регулятор тока, либо изменяет выходной ток.

Многие светодиодные матрицы в настоящее время изготавливаются с использованием согласованных светодиодов, и они подключаются напрямую последовательно / параллельно без какого-либо сопротивления. Эти массивы неизменно приводятся в действие от источника питания с регулируемым током и доступны в модулях очень высокой мощности.Я работал с модулями мощностью 100 и 150 Вт, но обычно лучше использовать большее количество светодиодных матриц с низким энергопотреблением, потому что слишком сложно отвести модуль от радиатора, когда рассеиваемая мощность составляет порядка 100 Вт или более.

Резисторы используются только с маломощными светодиодами, и в большинстве последних светодиодных матриц вместо них используются согласованные светодиоды - даже для относительно низкой мощности. Специализированные микросхемы импульсных регуляторов тока теперь широко распространены и ограничивают ток до требуемого значения, но почти не рассеивают мощность.Для светодиодов большей мощности (например, типа 1-100 Вт) ограничение активного тока используется практически во всех качественных лампах. Неизвестные бренды, которые вы можете найти в супермаркетах или на сайтах онлайн-аукционов, - это авантюра, и даже у некоторых крупных производителей были серьезные проблемы со светодиодной продукцией.

Принято считать, что цвет «белых» светодиодов изменится при линейном уменьшении тока, в отличие от использования ШИМ. Обычно это неверно, и использование ШИМ не является обязательным.Простое изменение установившегося тока для получения требуемой яркости обычно работает очень хорошо. Хотя у почти наверняка есть сдвиг цвета и / или изменение индекса цветопередачи (CRI) , с современными светодиодами это редко является проблемой. Затемненные светодиоды не только снижают энергопотребление, но и уменьшают тепло, выделяемое самими светодиодами, поэтому их срок службы увеличивается. Светодиоды также улучшат свою эффективность (измеренная в лм / Вт ) по мере уменьшения тока, поскольку они работают при более низкой температуре.

Более низкая температура = больший срок службы и больший световой поток на каждый поставляемый ватт.


6 - Светодиодное освещение в будущее

По мере того, как продукты светодиодного освещения становятся зрелыми, совершенствуются и ИС, необходимые для их управления. Есть довольно много крупных производителей, которые производят микросхемы драйверов светодиодов, и некоторые из них включают возможность обеспечения затемнения - обычно путем включения и выключения источника тока в режиме переключения с частотой в несколько сотен герц (ШИМ). Мы придерживаемся существующих осветительных приборов в течение следующих нескольких лет, потому что люди обычно предпочитают просто заменять лампы, а не заменять их на специальный светодиодный светильник.Сейчас мы видим светильники, которые разработаны специально для светодиодов и имеют встроенные блоки питания (балласты) и средства затемнения. Это укомплектованные светильники, для которых не требуются сменные лампы. Светодиодные модули и блоки питания можно заменять самостоятельно.

Это делается, но в настоящее время существует несколько стандартов, поэтому каждый производитель использует свою собственную проприетарную систему. Несмотря на то, что ситуация меняется, относительно немногие производители освещения, похоже, готовы принять идею использования стандартизованных световых модулей (обычно известных как «световые двигатели»).Возможность для производителей светильников выбирать оптимальный световой двигатель от множества производителей - это непрерывный процесс, который, например, только начинает развиваться [3, 4]. Наличие нескольких органов по «стандартизации» бесполезно. Официальные (регулируемые государством) стандарты также существуют во многих странах.

Характеристики затемнения (с использованием диммеров текущего поколения) значительно улучшаются, если полностью скорректировать коэффициент мощности источника питания / балласта. Этот тип источника питания больше похож на резистивную нагрузку, чем на простые конденсаторные нагрузки входного фильтра, такие как показанные на рисунке 2 (нелинейный).Во многих новейших источниках питания для светодиодов используется коррекция коэффициента мощности, но не все из них регулируются.

Изготовление светильников со слишком сложными характеристиками или не отвечающими реальным потребностям потребителей задержит распространение светодиодного освещения. Диммирование остается одним из величайших препятствий, и было сделано много попыток. Некоторые работают достаточно хорошо (или, по крайней мере, в ограниченной степени) с существующими диммерами, как в случае с «диммируемыми» КЛЛ, но результаты обычно не очень удовлетворительны. Большая часть проблемы (опять же) заключается в том, что нет стандартов, и люди ожидают, что смогут использовать существующие диммеры - типа «срезания фазы» по переднему или заднему фронту.

Что необходимо, так это протокол регулирования яркости, совместимый с существующей проводкой, но работающий должным образом и стабильно, и, похоже, на данный момент решения нет. В общем, бесполезно упоминать в рекламе, что «Контроллер Wi-Fi приносит вам удобную жизнь» (sic), когда вы знаете, что вся система является проприетарной, и если она выйдет из строя, вам некуда больше обратиться для замены. Предложение «Другой четырехканальный контроллер и усилитель RGBW» совершенно бессмысленно, особенно если я не знаю, с чем его сравнивают (в конце концов, он «другой»).«Полностью сенсорный контроллер 2.4G: приятная форма и удобное приложение» говорит само за себя - это реальные утверждения, которые я получил в электронном письме, когда я писал этот раздел.

Один простой протокол, который имеет смысл, - это вернуться к старому стандарту 0-10 В (ток поступает от диммируемого драйвера), и есть несколько светодиодных светильников, которые именно это и делают. Это позволяет одиночным установкам использовать переменный резистор для изменения напряжения, поэтому «диммер» - это всего лишь потенциометр на 10 кОм в настенной панели и мало что еще.К сожалению, большинство из них несовместимо с существующей проводкой. Для систем домашней автоматизации C-Bus и DALI уже имеют интерфейсные модули 0-10 В. При использовании простой аналоговой системы управления затраты минимальны для любого типа установленной системы. Если диммирование не требуется, контакты диммера можно просто оставить отсоединенными. Такая компоновка даже позволяет управлять несколькими осветительными приборами с одного пульта управления, а добавленная стоимость каждого светильника минимальна, когда они находятся в массовом производстве.Некоторые светодиодные светильники имеют встроенный интерфейс DALI, хотя есть некоторые заявления о том, что соответствующие стандарты не всегда соблюдаются, поэтому производительность не гарантируется.

К сожалению, даже 0–10 В имеет два разных «стандарта»: в одном диммер обеспечивает ток (IEC 60929), а в другом (ANSI E1.3) ток подается от источника питания / балласта. Хотя общепринято, что линия 0-10 В должна давать или опускать около 1 мА, это также не стандартизировано. Что еще хуже, нет фиксированного стандарта для проводки управления низким напряжением.Никто не может быть полностью уверен, относится ли он к категории «SELV» (безопасное сверхнизкое напряжение) или же его следует считать «находящимся под напряжением» вместе с сетевой проводкой. Это определяет тип проводки, необходимой от источника питания к контроллеру светорегулятора, и степень разделения, необходимой между сетью и проводкой управления. Почти всегда для источников питания требуется отдельный переключаемый активный элемент, потому что нулевое напряжение редко означает, что источник питания будет отключен.

Было бы полезно, если бы поставщики балластов / источников питания, которые используют диммирование 0-10 В, включили переключатель или перемычку, чтобы один блок мог быть настроен на источник тока (1 мА или 10 мА), а остальные - так, чтобы они просто воспринимали уровень напряжения.Это позволит использовать простой потенциометр 10 кОм (1 кОм для 10 мА) для установки напряжения, и все подключенные устройства будут работать в унисон. В настоящее время единственный способ добиться успеха диммирования 0-10 В - это использовать «диммерный модуль» с питанием, который может подавать или потреблять ток по мере необходимости. Использование переключателя позволяет одному «главному» интерфейсу 0-10 В управлять до (скажем) 10 «подчиненных» интерфейсов. Любой отключенный блок просто увеличивал яркость до полной.

Было бы большой ошибкой создавать новые цифровые протоколы только для того, чтобы гарантировать, что люди должны покупать приспособления и элементы управления у определенного поставщика.Есть несколько светильников, которые делают именно это, используя инфракрасный (инфракрасный) или RF (радиочастотный) пульт дистанционного управления, аналогичный тому, который используется в домашнем развлекательном оборудовании. Хотя это удобно, стандарты необходимы для совместимости пультов дистанционного управления. Никому не нужна система, которая есть у нас с телевизором, приставками, DVD-плеерами и т. Д., Где у нас обычно есть несколько пультов дистанционного управления, по одному для каждого элемента, которым нужно управлять.

Этот подход приведет к тому, что FUD появится на рынке, и (за исключением нескольких уловок потребительских товаров) до сих пор в значительной степени избегали.В то время как цифровые системы (в том числе управляемые с помощью пульта дистанционного управления) могут предложить гораздо большую гибкость (например, изменение цвета и другие эффекты), большинство домовладельцев не захотят использовать освещение в своей комнате в качестве домашней дискотеки. В настоящее время большинство владельцев домов даже не используют диммеры, поэтому попытка продать универсальные осветительные приборы просто оттолкнет людей, которые уже сбиты с толку новой технологией. Кто-нибудь действительно хочет, чтобы в его комнате с 14:00 до 14:30 светился красный свет, а затем зеленый до 16:30? Нет? Я так не думал.

Промышленность в целом окажет себе большую медвежью услугу, если светодиодные светильники не будут обеспечивать простоту эксплуатации, присущую традиционному освещению. Хотя идея системы «домашней дискотеки» сначала понравится нескольким людям, новизна довольно быстро исчезнет. Если арматура не обеспечивает простую работу с минимумом хлопот, она в конечном итоге ужасно выйдет из строя. До сих пор подавляющее большинство профессиональных продуктов, которые я видел и / или оценивал, избегают уловок, наворотов и просто выполняют ту работу, для которой они были разработаны - большинство делают это очень хорошо.

Даже с коммерческими светодиодными светильниками «верхней полки» протокол 0–10 В на удивление распространен и часто используется для обеспечения «сбора дневного света». При этом используется простой датчик для обнаружения окружающего освещения и уменьшения яркости светодиодной арматуры, когда уровень освещенности превышает заданный порог. Лампы могут управляться индивидуально или группами, а световые датчики 0-10 В упрощают установку. Нет необходимости в центральном контроллере, протоколах цифрового управления или какой-либо сложной электронике, только приспособление с регулировкой яркости 0-10 В и подходящий датчик, установленный там, где он может «видеть» дневной свет.


7 - Повторение синусоидальных диммеров

Выше отмечалось, что самые ранние диммеры были либо переменными резисторами (реостатами), либо вариаками, либо (иногда) магнитными усилителями. Сейчас мы живем в эпоху, когда в электросети используются буквально тысячи очень недружелюбных нагрузок. Импульсные источники питания, которые используются в компьютерах всех типов, бесчисленное количество небольших коммутируемых источников питания типа plug-pack (также известных как «настенные бородавки»), компактные люминесцентные лампы, многие светодиодные лампы и сотни других продуктов, которые используют их, и подавляющее большинство искажение формы сигнала сети.По отдельности они никогда не являются проблемой, но когда их много, проблема становится серьезной и вызывает серьезные проблемы с инфраструктурой распределения электроэнергии.

Из-за этого появляется все больше и больше правил, направленных на ограничение уровней гармонических искажений, которые могут создавать источники питания. Это гарантирует, что сеть будет достаточно «чистой» (минимальные искажения), так что распределительные трансформаторы и генераторы могут использоваться с максимальной мощностью. Поскольку большинство энергетических компаний во всем мире, похоже, очень неохотно заменяют устаревшее оборудование, они хотят получить максимальную производительность и срок службы того, что у них уже есть.

Хотя в другом месте утверждалось, что Variac рассеивает много тепла (я не буду приводить ссылку, потому что это неверно во всех отношениях), это неверно. Главное, что исключает Variac от «современных» систем - это вес и объем трансформатора, а также механические сложности, необходимые для его привода. Мотор-редуктор не может реагировать мгновенно, но электроника может. Variac (или любой автотрансформатор переменного напряжения) максимально приближен к идеалу с точки зрения эффективности и не влияет на форму сигнала в сети.Это довольно близко к "идеальному" синусоидальный диммер, но не если вам нужен быстрый отклик (хотя возможность «вспышки» может быть обеспечена путем переключения). Современные синусоидальные диммеры полностью электронные, но детали найти сложно.

Как показано в этой статье, диммеры с отсечкой по фазе имеют ужасный коэффициент мощности при средних и низких настройках, и его невозможно исправить без значительных затрат. Они также генерируют большие гармонические токи в форме волны сети, а некоторые (особенно старые домашние диммеры на базе TRIAC) могут вызывать радиопомехи.Итак, диммеры в том виде, в каком мы их знаем, находятся (или будут) уходят, потому что они не могут соответствовать ни одному из новых требований, которые вступают в силу. Возврат к использованию Variacs - это один из способов, но они дороги и требуют двигателя и шестерен, чтобы их можно было менять дистанционно или с помощью систем автоматизации. Тем не менее, поиск в Интернете показывает, что все еще есть люди, которые используют вариаки в качестве диммеров, потому что они устраняют все проблемы, создаваемые диммерами со срезанной фазой.

Развитие современной электроники вполне может быть решением, потому что сегодня мы можем делать то, что было немыслимо всего несколько лет назад.Один из них - диммер синусоидального сигнала без потерь. Хотя они еще не стали массовым явлением, а небольшие конструкции настенных панелей еще не появились (или я не смог их найти), они используются в театрах и других помещениях, где используется большое количество источников света и требуется быть тусклым. Основная концепция показана ниже. Хотя концепция на самом деле довольно проста, реальность несколько отличается из-за необходимой фильтрации и характера сетевых нагрузок переменного тока в целом. Хотя показано использование полевого МОП-транзистора, именно появление IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) позволило разработать эту технологию.БТИЗ очень надежны и имеют меньшие потери, чем полевые МОП-транзисторы - основные требования для этого приложения. Подход MOSFET по-прежнему применим для небольших диммеров (~ 200 Вт или меньше).


Рисунок 18 - Базовая концепция синусоидального диммера

Показанная схема использует схему управления для очень быстрого включения и выключения MOSFET (Switch). Чтобы снизить сетевое напряжение, переключатель открыт дольше, поэтому ток не может проходить через цепь. Синусоидальные диммеры используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) почти так же, как усилители мощности класса D.При включении и выключении переключателя (скажем) на частоте 25 кГц потери переключения минимальны, поэтому система может иметь высокий КПД. Хотя концепция проста, исполнение сложно и недешево. Высокие частоты делают фильтр более простым в использовании, меньшим по размеру и более дешевым, но увеличивают коммутационные потери. Обратное также верно.

Ток является более или менее синусоидальным, и он будет следовать за током через нагрузку. Если нагрузка имеет хороший коэффициент мощности, диммер синусоидального сигнала тоже.Комбинированная нагрузка лампы с высоким коэффициентом мощности и диммера синусоидальной формы «дружественна к сети» и не будет раздражать поставщиков электроэнергии. Цепи фильтров, которые используются для удаления высокочастотного сигнала переключения, должны быть очень эффективными, иначе будут создаваться радиочастотные помехи, которые могут вызвать проблемы в другом месте (например, при приеме радио и телевидения).

Обратите внимание, что показанная схема сильно упрощена и не может использоваться в показанном виде. Да, схема будет работать, но она не предназначена для того, чтобы кто-то мог ее построить, это просто средство демонстрации основной концепции.«Настоящие» синусоидальные диммеры значительно сложнее, и найти работоспособную схему в сети - это, мягко говоря, непростая задача. Как и следовало ожидать, производители синусоидальных диммеров не стремятся публиковать свои схемы.

Несмотря на то, что синусоидальные диммеры являются относительно сложными и дорогими, они имеют большое преимущество в том, что они могут использоваться с любой нагрузкой , которая обычно подключена к сети. Можно использовать двигатели всех типов (но с большой осторожностью, чтобы не допустить их перегрузки при пониженном напряжении), трансформаторы (обычные или электронные) и даже лампы, которые обычно не считаются диммируемыми (хотя для большинства из них только в ограниченном диапазоне напряжений). нагрузки без диммирования).Некоторые производители называют свои синусоидальные диммеры эквивалентом электронного трансформатора.

Без фильтрации сигнал будет выглядеть как красная кривая на следующем графике. Сигнал 50 Гц был переключен с рабочим циклом 50% на частоте 50 кГц, а отфильтрованная форма волны показана зеленой кривой. Входная сеть составляла 230 В / 50 Гц, а напряжение на диммере и нагрузке примерно одинаково (~ 115 В на каждом).


Рисунок 19 - Формы сигналов синусоидального диммера

Путем изменения рабочего цикла выходное напряжение на нагрузке может составлять полные 230 В (за вычетом некоторых небольших потерь) вплоть до нуля.На самом деле невозможно получить достаточно низкий рабочий цикл для напряжений, намного меньших, чем около 10 В, потому что схемы ШИМ обычно будут несколько нестабильными с низким временем включения (например, менее ~ 200 нс). Для справки, в верхнем правом углу показаны развернутые детали прерванной формы волны (рабочий цикл 50%).

На данном этапе невозможно угадать, когда синусоидальные диммеры появятся в ближайшем к вам хозяйственном магазине. Я предполагаю, что вам, вероятно, не стоит задерживать дыхание, потому что это может занять некоторое время.Однако, когда станут доступны бытовые диммеры, использующие синусоидальную технологию, тогда (и только тогда) появятся какие-либо разумные шансы на успех и постоянство при затемнении светодиодных ламп или другой арматуры с использованием настенных диммеров. Я предполагаю, что производители микросхем (в конечном итоге), скорее всего, будут изготавливать почти все необходимое в одной микросхеме, для чего потребуется всего несколько пассивных частей и основные переключатели питания, чтобы сделать полный диммер. В настоящее время, кажется, нет никакого способа, чтобы синусоидальный диммер мог быть построен достаточно маленьким, чтобы поместиться в стандартную настенную пластину.

Я заявил, что настоящий синусоидальный диммер более сложен, чем простая концептуальная схема, показанная выше, но насколько сложна «сложная»? Смотрите рисунок 20 для ответа. Даже логический блок PWM сам по себе не является тривиальным, но нам также нужно использовать не один, а четыре MOSFET, плюс все вспомогательные схемы и привод затвора MOSFET с плавающей точкой. Возможно, может использовать более простую схему, но становится очень трудно предотвратить деструктивные выбросы напряжения или тока, если только активная схема ограничения (Q3 и Q4) не используется, как показано на рисунке ниже.


Рисунок 20 - Общее устройство синусоидального диммера

Теперь вы можете сами убедиться, почему настенные диммеры с синусоидальной волной на данном этапе невозможны. На рисунке 20 показана упрощенная схема работоспособного синусоидального диммера - здесь много переключающих устройств, а для выходных MOSFET или IGBT требуется изолированная приводная электроника. На приведенном выше рисунке показаны небольшие импульсные трансформаторы (T1 и T2), но есть также электронные эквиваленты, которые могут делать то же самое.Важно понимать, что схема намного сложнее, чем у обычного диммера с отсечкой фазы, и до тех пор, пока вся логика и системы привода не будут интегрированы в одну ИС, кажется, нет способа сделать «мелкомасштабная» версия.

Форма нефильтрованного выходного сигнала остается такой же, как показано на рисунке 19.

Обратите внимание, что в обеих показанных схемах секция источника питания не показана. Для питания логической схемы ШИМ необходим источник питания, а синусоидальные диммеры должны быть 3-проводными - активными, нейтралью и нагрузкой, а также заземление / заземление для более крупных (автономных) устройств.Попытка сделать двухпроводной синусоидальный диммер невозможна из-за требований к мощности схемы, и даже если бы это было возможно, это сделало бы синусоидальный диммер столь же чувствительным к колебаниям нагрузки (и таким же ненадежным), как и «традиционный» 2- проводные диммеры уже широко используются.

Во многих отношениях синусоидальный диммер - это, по сути, форма усилителя мощности класса D, но он напрямую использует линию переменного тока, а не сначала преобразует ее в постоянный ток. Если вы уже не знакомы с принципами работы усилителей класса D, это, вероятно, вам не очень поможет, но если вы понимаете класс D, то у вас уже есть некоторая информация о том, как работает диммер синусоидального сигнала.Управляющий сигнал, устанавливающий яркость лампы (выходное напряжение), аналогичен аудиовходу. Основное отличие состоит в том, что синусоидальный диммер использует источник переменного тока, а не постоянного тока, а напряжение питания намного выше (пики 325 В, а не более традиционные ± 70 В постоянного тока, например). Два полевых МОП-транзистора, которые используются спина к спине, образуют схему переключения переменного тока - они пропускают (или блокируют) вход независимо от полярности (см. Статью ESP о реле МОП-транзистора, чтобы узнать, как они работают).

Ключ к правильной работе синусоидального диммера с ШИМ заключается в схемах возбуждения полевого МОП-транзистора, входных и выходных фильтрах, а также в точном определении мертвого времени (очень короткий период, когда все полевые МОП-транзисторы выключены).Все это нетривиально. Индуктивность коммутируемого выхода вызывает большие всплески напряжения «обратного хода», которые либо должны быть поглощены (что резко увеличивает потери), либо возвращены в систему, чего трудно добиться. Конденсаторы и резисторы должны быть «импульсными» из-за очень высокого пикового тока. Как бы я ни хотел дать читателям известную рабочую схему, я боюсь, что в настоящее время это невозможно. У меня есть симуляция, которая хорошо работает и имеет низкие потери, но преобразовать ее в рабочую схему - совсем другое дело.


Заключение

Регулировка яркости - это непростая задача, и лишь немногие производители бытовой осветительной продукции готовы ее решить. Почти все диммеры отлично работают с резистивными лампами (лампами накаливания), но их характеристики очень изменчивы с электронными нагрузками. Хотя производители светодиодных балластов / источников питания могут заявлять, что их продукция «регулируется яркостью», не ожидайте найти какую-либо полезную информацию - где угодно! Проблемы усугубляются тем фактом, что подавляющее большинство диммеров являются двухпроводными и зависят от нагрузки, чтобы обеспечить их эталонное значение при переходе через нуль в сети (что означает, что полупериод закончился).

Диммеры и блоки питания представляют собой набор довольно сложной электроники, и нет гарантии, что диммер «А» будет работать с балластом (источником питания) «В» или наоборот. Не существует стандартов для диммеров или источников питания с регулируемой яркостью, и вся проблема усугубляется, когда клиенты настаивают на возможности использовать «устаревшие» продукты, которые были разработаны для использования с лампами накаливания. В некоторых случаях диммер «А» может идеально работать с одним источником питания, но тот же источник питания ужасно не работает с другим диммером - даже с одним из сопоставимых типов.Точно так же диммеры очень разнообразны и могут нормально работать с одним типом источника питания, но выходить из строя с другим. Мигание, мерцание и общая нестабильность - все это неудачи, потому что клиенты не приемлют нестабильное освещение.

До тех пор, пока не будут внедрены стандарты, определяющие взаимодействие диммеров и источников питания, проблема вряд ли улучшится. Одним из методов является использование 0-10 В, но клиентам это часто не нравится, потому что это означает, что необходимо проложить дополнительные провода и заменить любые существующие диммеры модулями 0-10 В.Системы автоматизации (C-Bus, DALI) не подходят, потому что они дороги и требуют дополнительного оборудования, проводки и ввода в эксплуатацию, что значительно увеличивает стоимость установки. Также не хватает диммируемых источников питания / балластов 0-10В - они есть, но не особо распространены. Те, которые вы найдете, могут быть несовместимы с контроллерами диммера.

В настоящее время нет простого ответа, и до тех пор, пока не будут приняты стандарты, обеспечивающие взаимодействие между диммерами и балластами / источниками питания, ситуация не улучшится.Между тем, когда дело доходит до затемнения любой электронной лампы / приспособления (светодиодной или CFL), единственный способ получить шанс - это если вы готовы провести свои собственные тесты. Некоторые комбинации будут работать, некоторые будут нестабильными (мигать / мигать, особенно при низких настройках), а другие могут быть совершенно неудовлетворительными. В некоторых случаях вы можете обнаружить, что не существует комбинаций , которые работают, поэтому необходимо заменить диммер и как источника питания (или всего прибора).

Заявления производителя следует считать в лучшем случае апокрифом, потому что вы редко или никогда не узнаете точный тип диммера, который использовался для их тестов на «совместимость». Если производитель может предоставить и блок питания , и диммер , это, вероятно, будет лучше, чем покупать каждый из разных поставщиков. Во время тестирования я обнаружил, что Variac обычно является лучшим диммером из всех (это настоящий синусоидальный диммер) и может обеспечить плавное затемнение от 1% до максимальной яркости.Тесты с диммерами по передней и задней кромке показали, что результаты варьируются от бесполезных до труднопроходимых и приемлемых. Ни один из них не так хорош, как затемнение лампы накаливания, кроме некоторых специальных регуляторов 0-10 В. Как отмечалось ранее, диммеры TRIAC (передние) никогда не должны использоваться с электронными источниками питания из-за чрезмерного повторяющегося пикового тока, который в конечном итоге приведет к выходу из строя диммера и / или источника питания. Интересно, что я видел драйверы светодиодов, которые будут правильно работать только с передним диммером, но, как и ожидалось, потребляют чрезмерный пиковый ток и могут выйти из строя намного раньше, чем можно было бы надеяться.

Вы должны быть готовы экспериментировать. Не ждите, что найдете комбинацию, которая сработает безупречно с первой попытки, кроме как по чистой случайности. Светодиодная арматура / светильники сами по себе не являются проблемой - способность диммирования в конечном итоге зависит от источника питания и диммера. Иногда вы обнаружите, что способ - только для получения удовлетворительного конечного результата - это подключить лампу накаливания параллельно источникам питания светодиодов или КЛЛ с регулируемой яркостью - вряд ли идеальная ситуация.Другие комбинации диммера / источника питания могут оказаться неудовлетворительными независимо от того, что вы делаете.

Не ждите, что светодиодные или CFL лампы или арматура будут тускнеть так же, как лампы накаливания. Это нереально, потому что нельзя ожидать, что электронный блок питания будет вести себя так же, как простая резистивная нить накала. Хотя светодиоды идеально подходят для затемнения, этого не произойдет до тех пор, пока производители не примут решение о стандартах, которые позволяют подключать источники питания и управлять ими с помощью простого аналогового интерфейса, такого как 0-10 В или какого-либо аналогичного (простого) протокола, который не требует дорогое дополнительное оборудование.Они довольно распространены для коммерческих / промышленных приложений, но не для бытовых продуктов.

Эта статья была написана в 2008 году, и по состоянию на конец 2017 года мало что изменилось. Производители освещения по-прежнему производят полностью герметичные внутренние светильники, которые полностью непригодны для использования с электронными лампами, большинство диммеров по-прежнему двухпроводные, и мало или ничего не было сделано для решения проблем совместимости диммеров и ламп. Трудно найти комбинации, которые хорошо работают вместе, и ни один из основных производителей не потрудится провести тесты и рекомендовать конкретный диммер как подходящий для их ламп.Большинство (по-прежнему) не рекомендуют использовать только диммеры с задней кромкой и подразумевают, что подходят типы с передней кромкой. Это редко бывает правдой.

Наконец, конечно, мы можем только надеяться, что настенные диммеры синусоидального сигнала станут доступными в недалеком будущем, поскольку это единственная технология, которая обеспечит некоторую степень уверенности. Диммеры задней кромки также могут работать очень хорошо, но их можно предсказать, только если они спроектированы как 3-проводные, с фиксированным опорным нейтралью, обеспечивающим надежную работу диммера.К сожалению, их очень сложно найти в оборудовании или осветительных приборах.


Источники и ссылки
  1. Двухступенчатое управление обратной фазой с функцией диммирования, Atmel
  2. Электронный трансформатор затемнения галогенной лампы - EDN
  3. Консорциум Жага
  4. Консорциум Designlights
  5. Затемнение светодиодов - что работает и что требует ремонта (конференция Lightfair)
  6. Strand Lighting - Один из немногих полезных документов по синусоидальному затемнению, которые я нашел.


Лампы и индекс энергии
Основной указатель
Уведомление об авторских правах. Этот материал, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищен авторским правом © 2008. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор / редактор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Полное или частичное коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторские права © 15 сентября 2008 г. / Обновлено август / сентябрь 2013 г. - добавлено немного дополнительной информации о диммерах и использовании. / Декабрь 2013 г. - диммеры синусоидальной волны. / Ноябрь 2017 г. - добавлены Рис. 10A и текст, незначительные изменения в других местах.


404 Страница не найдена

text.skipToContent text.skipToNavigation
  • Бесплатная наземная доставка для всех заказов - Подробнее
    • Войти Зарегистрироваться
    • $ 0.00

      0 шт.

    0,00 долл. США

    0 шт.

    • ТОВАРЫ ТОВАРЫ Наши инновации Наши инновации
      • SOUNDFORM ™ ELITE Интеллектуальная акустическая система Hi-Fi + беспроводное зарядное устройство
      • Беспроводное зарядное устройство 3-в-1 с MagSafe
      • Автомобильное вентиляционное крепление PRO с MagSafe
      Предложения Предложения
      • распродажа
      • Эксклюзивные предложения
      • Сертифицированный Восстановленный
      • Студенческая скидка
      Здоровье и благополучие Здоровье и благополучие
      • Маски для лица
      • Дезинфицирующие средства для устройств
      • Просмотреть все
      Колонки и наушники Колонки и наушники
      • Наушники и вкладыши
      • Bluetooth и умные колонки
      • Просмотреть все
      Зарядка и питание Зарядка и питание
      • Беспроводные зарядные устройства
      • Настенные зарядные устройства
      • Силовые банки
      • Автомобильные зарядные устройства
      • Зарядные устройства для умных часов
      • Зарядные станции
      • Сетевые фильтры и удлинители
      • Просмотреть все
      Аксессуары MagSafe Защитные пленки Защитные пленки
      • Для iPhone
      • Для iPad
      • Для Apple Watch
      • Для Samsung Galaxy
      • Для Samsung Note
      • Найдите защитную пленку для экрана
      • Просмотреть все
      Кабели Кабели
      • Зарядные кабели
      • Кабели для передачи данных
      • Аудиокабели
      • Аудио / видео кабели
      • Сетевые кабели
      • Просмотреть все
      Адаптеры Адаптеры
      • Аудио + зарядные адаптеры
      • Аудио / видео адаптеры
      • Адаптеры HDMI
      • Адаптеры USB-C
      • Адаптеры Lightning
      • Адаптеры Ethernet
      • Просмотреть все
      Доки и концентраторы Док-станции и концентраторы
      • Доки Thunderbolt 3
      • Док-станции USB-C
      • Концентраторы
      • Просмотреть все
      Маршрутизаторы Умный дом Умный дом
      • Wemo
      • Умный помощник по воде Phyn
      • Просмотреть все
      Аксессуары Принадлежности
      • Компьютерные аксессуары
      • Мобильные аксессуары
      • Аксессуары для планшетов
      • Автомобильные крепления для громкой связи
      • Маршрутизаторы
      • Просмотреть все
      Коллекции Коллекции
      • Аксессуары для iPhone 12
      • Зарядные устройства для iPhone и iPad
      • Коллекция Chrome OS ™
      • Просмотреть все
    • Решения Решения За более здоровое будущее Работа на дому KVM и решения для кибербезопасности Подключиться из дома Зарядите свои умные часы Зарядите мобильное устройство Защити свой телефон Работает с Chromebook Новый взгляд на iPhone 12
    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх