Мигание светодиодной лампы: причины и способы устранения

Сравнительно недавно в широкой продаже начали массово предлагаться бытовые светодиодные источники освещения.

Сравнительно недавно в широкой продаже начали массово предлагаться бытовые светодиодные источники освещения. Они сравнительно быстро завоевали сердца многочисленных покупателей.

Этому способствовали такие технические преимущества как низкое энергопотребление в сочетании с длительным сроком службы, а также комфортный для глаз спектр излучения.

Из статьи вы узнаете почему мигают светодиодные лампы, причины и способы их устранения.

Основные преимущества и недостатки светодиодных ламп

Немаловажным достоинством светодиодных ламп стала их взаимозаменяемость по размерам и установочному патрону с традиционными лампами накаливания.

Немногочисленные недостатки бытовых светодиодных источников в виде высокой стоимости, определенной деградации яркости свечения во времени и чувствительности некоторых образцов к качеству питающей электрической сети рассматривались как второстепенные и немного сдерживали распространение этих ламп.

Опыт эксплуатации показал, что для светодиодных ламп иногда характерно мигание излучаемого света. Этот неприятный эффект происходит с различной периодичностью и интенсивностью.

Иногда это становится следствием низкого качества самой лампы, а в ряде случаев его можно устранить, не меняя при этом лампу, не привлекая сложные измерительные приборы и без вызова специалиста.

Конструкция

Для понимания причин мигания и путей исправления этого недостатка рассмотрим основные конструктивные особенности светодиодной лампы.

Функции излучающего элемента этого источника выполняет набор полупроводниковых кристаллов, pn-переход которых при протекании прямого тока начинает генерировать свет видимого диапазона длин волн.

Светодиод является точечным источником, поэтому для получения равномерного излучения отдельные кристаллы соединяют в последовательно-параллельные цепочки, по специальной схеме размещенные на несущем основании.

Спектральный состав излучаемого света можно регулировать различными добавками в материал кристалла, а яркость свечения менять в широких пределах изменением величины прямого тока.

Для отвода тепла использован развитый металлический радиатор. Все элементы конструкции монтируется на пластиковом несущем основании, снабженным стандартным цоколем, и закрываются защитной стеклянной колбой.

От сети на лампу подается переменное напряжение, которое, согласно ГОСТ, может меняться в довольно широких пределах.

Для получения необходимого для работы полупроводниковых излучателей постоянного тока в состав лампы обязательно вводят так называемый драйвер.

Под ним понимается устройство, которое обеспечивает выпрямление переменного тока и его стабилизацию при изменениях сетевого напряжения в пределах тех штатных допусков, которые допускаются стандартами на сеть.

Для рабочих элементов лампы драйвер выполняет функции многофункционального источника тока, старшие модели которого обеспечивают:

  • гальваническую развязку излучающих кристаллов от 220-вольтовой сети, что является необходимым условием их длительной службы;
  • получение постоянного тока из переменного;
  • стабилизацию тока через кристаллы при изменениях сетевого напряжения;
  • подавление различных пульсаций и импульсных помех, наводимых в сети.

Схемные особенности светодиодной лампы

В отличие от традиционных источников света светодиодная лампа как источник света отличается очень низкой инерционностью и практически линейной зависимостью яркости излучения от протекающего тока.

Поэтому даже небольшие измерения тока сразу же приводят к появлению изменений светового потока, которые воспринимаются глазом как мигания или вспышки.

Светодиод отличается очень высокой крутизной вольт-амперной характеристики, что демонстрирует рисунок 1. Поэтому незначительные изменения напряжения приложенного к нему напряжения вызывают значительные изменения тока и, соответственно, меняют яркости лампы.

Рисунок 1. Вольт-амперная характеристика светодиода

Более того, следствием низкой инерционности и высокой чувствительности к изменениям напряжения становится то, что светодиодная лампа может мигать даже при выключенном положении выключателя.

В ряде случаев этот неприятный эффект проявляется при полностью исправной проводке и соответствия напряжения требованиям стандартов.

Отметим, что пульсации яркости дополнительно делят на низкочастотные, которые хорошо заметны невооруженным глазом, и высокочастотные, которые не столь замены, но все равно при длительном воздействии на глаза вызывают повышенную утомляемость, приводят к головной боли и иным неприятным последствиям.

Точное определение их количественных параметров возможно только с помощью осциллографа и иных измерительных приборов.

Далее рассмотрены основные причины возникновения пульсаций яркости излучения и даются рекомендации по их устранению.

Рисунок 2. Простой мостовой выпрямитель
Читайте также:
Что такое проходной выключатель, схема подключения: одноклавишного, двухклавишного, как обычный, критерии выбора

Мигание в режиме нормального свечения

Причины нестабильного функционирования включенной светодиодной лампы достаточно разнообразны.

Недостаточная эффективность фильтрации

Как это не банально, но известное правило неизбежных для скупых финансовых потерь часто проявляется в светодиодной светотехнике.

Стремление пользователя сэкономить и купить дешевую продукцию вместо качественной потенциально может привести к миганию даже при полностью исправной лампочке, нормальное свечение которой при покупке было продемонстрировано продавцом.

Источники тока многих ламп китайского и, что особенно неприятно, отечественного производства, вместо полноценного драйвера реализованы на основе простейшей схемы, подобной той, которая изображена на рисунке 2.

Они собраны на одной из разновидностей диодного моста Д1 – Д4, последовательно с которым включен выходной сглаживающий емкостной фильтр С2 — Rф.

Входное напряжение уменьшается до заданного значения цепочкой из параллельно включенных гасящего резистора Rг и сглаживающего конденсатора С1.

Фильтр эффективно убирает остаточные пульсации выпрямленного мостом тока при штатных параметрах сетевого напряжения. Одновременно он не в состоянии справиться с импульсными помехами, что приводит к миганиям.

Кроме того, малейшие отклонения входного напряжения от заданного из-за высокой крутизны вольт-амперной характеристики сопровождаются значительными изменениями тока, что сразу же сказывается на яркости свечения.

Ситуация в данном случае не безнадежна и может быть исправлена наращиванием коэффициента сглаживания фильтра. При этом можно воспользоваться тем, что на светодиоды подается постоянное напряжение, что позволяет использовать электролитический конденсатор Сд, который выделен на рисунке 3 красным кругом и подпаивается параллельно сглаживающему конденсатору С1.

Источник питания светодиодной лампы даже среднего класса представляет собой полноценный драйвер, в составе которого присутствует интегральный стабилизатор тока (реализован обычно по схеме ШИМ).

Последний поддерживает постоянство тока через диоды за счет наличия стабилизирующей отрицательной обратной связи.

Рисунок 3. Модернизированный мостовой выпрямитель

Уменьшенное сетевое напряжение

Драйвер лампы обеспечивает ток требуемой величине только в определенном диапазоне изменения силового напряжения. При значительном отличии напряжения от 220 В драйвер рано или поздно переходит в режим нестабильного функционирования, в котором значительное влияние на величину отдаваемого тока начинает оказывать нелинейность его схемных элементов.

Сам ток при этом становится пульсирующим: на протяжении большей части времени, когда его недостаточно для поддержания нормального уровня свечения, заряд накапливается в конденсаторе.

Затем драйвер кратковременно выходит на нормальный режим, в течении которого конденсатор быстро разряжается, после чего лампа резко уменьшает световую отдачу или даже полностью отключается.

Обнаружит причину пульсаций в этом случае можно обычным тестером, которым замеряют напряжение сети, а основным средством борьбы становится его повышение до заданного уровня автотрансформатором.

Наличие диммеров

Диммер или плавный регулятор света был первоначально разработан для ламп накаливания и поэтому плохо работает с большинством моделей светодиодных ламп.

Это связано с тем, что типовая конструкция этого компонента рассчитана на минимальную мощность нагрузки примерно в 50 Вт, что заметно выше мощности светодиодных источников.

При меньшей мощности в нагрузке управляющие цепи диммера не в состоянии корректно подавать напряжение на лампу, что внешне проявляется в виде ее вспыхивания.

В любом случае диммер должен быть изначально предназначен для светодиодных источников.

В некоторых ситуациях справиться с миганиями можно переключением регулирования с переднего фронта на задний, которое доступно для старших моделей этих устройств.

Читайте также:
Что такое диммеры: устройство, принцип работы в светодиодных лампах, светильнике, магнитоле

Мигание в выключенном состоянии

Светодиодная лампа как источник света обладает очень малой инерционностью.

Эта особенность приводит к тому, что даже при небольших импульсных токах, проходящих через светодиоды, лампа включается на короткое время, что визуально воспринимается как вспышка.

Несмотря на разнообразные причины появления этого явления, общим здесь является поступление тока в светодиоды через не предназначенные для этого цепи.

Читайте также:
Рейтинг светодиодных ламп для дома по производителям и надежности, ТОП 45 популярных моделей

Выключатели с подсветкой

При создании электрической домовой проводки довольно большой популярностью пользуются выключатели с подсветкой, которые в темное время суток легко найти при выключенном освещении за счет свечения встроенного в клавишу светодиода или неоновой лампочки.

Де-факто, этот источник шунтирует выключатель, в результате чего образуется постоянно замкнутая цепь.

Даже небольшой ток, проходящий по этой цепи, способен зарядить конденсатор сглаживающего фильтра диммера, который, разряжаясь на лампу, вполне способен вызвать ее кратковременно включение.

Рисунок 4. Подключение светодиодной лампы к выключателю с подсветкой, а также место подключение шунтирующего резистора

Исправить ситуацию можно шунтированием лампы резистором сопротивлением порядка 1 МОм и мощностью не менее 0,5 Вт, который выделен на рисунке 4 красным кругом.

Некачественная развязка кабелей питания

Иногда, при создании домовой электропроводки, силовые кабели для подключения мощных и обычных потребителей ошибочно или из стремления уменьшить стоимость ремонта укладывают в одну штробу или иной канал вместо требуемого правилами расположения в разных каналах.

За счет наличия электромагнитной связи между цепями прохождения тока при включении мощного потребителя в кабеле, к которому подключен источник светодиодного напряжения, также наводится ток. В схематической форме этот случай показан на рисунке 5.

В некоторых случаях наведенный ток вполне достаточен для того, чтобы зарядить конденсаторы драйвера светодиодной лампы и вызвать ее кратковременное включение.

Рисунок 5. Формирование наводок от цепей подключения мощных потребителей

Величина паразитного тока возрастает в том случае, если мощный потребитель искажает исходную синусоидальную форму переменного сетевого напряжения.

Эта ситуация характерна для дешевой бытовой техники, которая комплектуется импульсными блоками питания с недостаточной степенью развязки их внутренних цепей с 220-вольтовой проводкой.

Также читайте как проверить филаментные лампы на мигание.

Ошибка в подключении проводов к выключателю

На рисунке 5 показан типичный случай неправильного монтажа цепей освещения, который при применении светодиодных ламп потенциально может привести к их миганию.

Первопричина его возникновения заключается в том, что достаточно часто при монтаже силовой проводки применяют дешевые провода с одинаковой расцветкой изоляции, для которых трудно определить ноль и фазу.

Одновременно не соблюдается положение о необходимости подключения фазного провода на выключатель, что показано в правой части этого рисунка 6.

Некоторые электрики и неопытные домашние мастера не обращают внимания на необходимость соблюдения этого правила, так как при обычных лампах накаливания его нарушение не сопровождается никакими отрицательными последствиями.

В случае светодиодной техники данная ошибка приводит к тому, что на лампе постоянно присутствует фаза.

За счет неизбежных микротоков утечки, которые присутствуют даже в исправной проводке, происходит постепенный заряд конденсаторов драйвера с последующим кратковременным включением лампы.

Для устранения этой неисправности достаточно проверить пробником правильность подключения фазы и при необходимости поменять провода местами.

Рисунок 6. Ошибка в подключении выключателя

Заключение

Изложенное выше позволяет констатировать, что физика работы светодиодной лампа делает ее изначально склонной к миганиям. Этот неприятный эффект не является принципиальным недостатком источника света данной разновидности.

Причины его возникновения достаточно разнообразны: от применения дешевой продукции до недоработок при устройстве проводки и ошибок монтажа.

В случае использования качественной техники мигание легко устраняется в домашних условиях с привлечением простейших инструментов при наличии желания и минимального уровня знаний.

Фото аватара
Анатолий Шамов

Профессиональный электрик, опыт работы в этой сфере 8 лет.

ElektrikExpert.ru
Добавить комментарии

Мигание светодиодной лампы: причины и способы устранения
CLAP умный дом – взгляд изнутри