Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно подключать люминесцентную лампу

Как правильно подключать люминесцентную лампу

Люминисце́нтный светильник был изобретен в 1930-е годы, как источник света, получил известность и распространение с конца 1950-х.

Его преимущества неоспоримы:

  • Долговечность.
  • Ремонтопригодност.
  • Экономичность.
  • Теплый, холодный и цветной оттенок свечения.

Длительный срок службы обеспечивает правильно спроектированное разработчиками устройство пуска и регулировки работы.

Люминисцентный светильник

Люминисцентный светильник промышленного производства

ЛДС (ла́мпа дневного света) намного экономичнее, чем привычная лампочка накаливания, впрочем, аналогичное по мощности светодиодное устройство превосходит по этому показателю люминесцентное.

С течением времени светильник перестает запускаться, мигает, «гудит», одним словом, не выходит в нормальный режим. Нахождение и работа в помещении становятся опасными для зрения человека.

Для исправления ситуации пробуют включить заведомо исправную ЛДС.

Если простая замена не дала положительных результатов, человек, не знающий как устроен люминесце́нтный светильник, заходит в тупик: «Что делать дальше?» Какие запчасти покупать рассмотрим в статье.

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы представляют собой осветительные приборы с встроенным в цоколь лампы электронным пуско-регулирующим устройством. Такие лампы обычно выпускаются со стандартными цоколями Е27 и Е14, что позволяет использовать их в обычных люстрах и светильниках.

Компактные люминесцентные лампы потребляют примерно в 5 раз меньше энергии, чем обычные лампы накаливания, обеспечивая при этом одинаковый световой поток. Также они имеют в 8 раз больший срок службы. Люминесцентные лампы имеют на настоящий момент лучшие показатели по светоотдаче на ватт потребляемой мощности. Этот параметр составляет для различных производителей и ламп 50-80 люмен на ватт. Для сравнения, у ламп накаливания такой показатель составляет 7-10 лм/Вт, для светодиодных ламп 30-60 лм/Вт. Поэтому применение таких ламп даже в обычных городских квартирах экономически оправдано.

Если же рассматривать вариант загородного дома с автономным электроснабжением, применение таких ламп является просто необходимостью, так как электроэнергия обходится дорого, и сэкономить на потреблении электроэнергии в доме выходит гораздо дешевле, чем увеличивать мощность источника энергии ( фотоэлектрических батарей, ветроустановки, инвертора) и емкость аккумуляторной батареи (причем АБ из-за большего периода цикла заряд-разряд будет служить вам дольше).

Люминесцентные лампы на напряжение 220V

Компактные люминесцентные лампы на напряжение 220 В сейчас продаются почти во всех магазинах, торгующих электротоварами. Мы с октября 2010 также продаем такие лампы. А при покупке резервной или автономной системы электроснабжения даже дарим несколько штук нашим клиентам.

Люминесцентные лампы на напряжение 12 и 24В

Низковольтные люминесцентные лампы постоянного тока имеют такие же трубки, как и высоковольтные переменного тока. Пуско-регулирующее устройство преобразует постоянный ток в высокое напряжение переменного тока высокой частоты и направляет его на электроды трубки лампы. Газ в трубке ионизируется и лампа загорается. Как только лампа загорится, напряжение и частота питающего тока сокращаются до величины, обеспечивающей поддержание разряда в лампе, т.е. ее горения.

компактная люминесцентная лампа

Мы предлагаем вам компактные люминесцентные лампы на напряжение 12 и 24 В постоянного тока мощностью от 5 до 20 Вт (эквивалент лампы накаливания от 25 до 100 Вт). При этом для питания от аккумуляторов вам не нужно инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный и повышает напряжение до 220 В. Следовательно, вы избегаете потерь в инверторе. Причем нужно учитывать следующий момент.

В среднем доме одновременно горит не больше 4-5 ламп одновременно. Обычно вечером включается телевизор и/или компьютер. Следовательно, для питания этих ламп вам нужна мощность около 100 Вт. На телевизор и компьютер нужно еще около 200 Вт. Если у вас стоит инвертор мощностью 2 кВт и выше, вы нагружаете его не более чем на 15%. При этом КПД инвертора будет около 30-40%. Нужно ли вам терять в инверторе более 50% такой дорогой энергии? Гораздо выгоднее сделать еще одну проводку постоянного тока для освещения и сделать в доме несколько розеток на 12 В постоянного тока. Такая проводка будет немного дороже обычной (нужен медный провод, и если у вас большие расстояния, то довольно толстый), но зато в конце концов вы сэкономите больше денег за счет исключения потерь в инверторе.

Разводку постоянного тока на напряжение 12 или 24В имеет смысл делать, если расстояние от аккумулятора до самой дальней точки в потребителем постоянного тока составляет не более 15-20 м, и если мощность их не превышает нескольких сотен ватт. В противном случае все-таки более эффективно будет поставить инвертор и сделать обычную разводку на 220В переменного тока.

Советы по эксплуатации люминесцентных ламп

В современных компактных люминесцентных лампах применяются высокочастотные преобразователи, которые исключают мерцание ламп. Эффект мерцания был присущ для люминесцентных ламп с дроссельным пуско-регулирующим устройством, они не рекомендовались для применения на производствах с вращающимися механизмами, так как имели стробоскопический эффект (например, вращающийся вал станка или двигателя мог казаться неподвижным). Компактные люминесцентные лампы не имеют такого недостатка.

компактная люминесцентная лампа

Обычно люминесцентные лампы не любят частого включения. Часто производители при указании срока службы ( 8 или 10 тысяч часов) делают приписку – “из расчета минимальной длительности горения лампы после включения 3 часа”. Газ в трубке лампы ионизируется каждый раз, когда лампа включается, это приводит к испарению электродов лампы каждый раз при включении. Это приводит к потемнению трубки на концах колбы лампы. Пуско-регулирующее устройство (ПРУ) также потребляет большой ток во время запуска лампы, что приводит его нагреву и может привести к выходу из строя. По мере того, как колба все больше темнеет, ПРУ приходится сложнее запустить лампу, и оно потребляет больше тока. Большой ток приводит к перегреву и сокращает срок службы электронных компонентов ПРУ. Поэтому, если вас колба лампы может заменяться отдельно от ПРУ, то лучше при потемнении концов колбы заменить ее – тем самым вы продлите срок службы ПРУ.

Читайте так же:
В цепи с последовательным соединением потребителей тока двух ламп

Очень важно при использовании низковольтных ламп постоянного тока обеспечивать необходимое питающее напряжение на лампе. Так как напряжение теряется в недостаточно толстых или длинных проводах, ПРУ приходится увеличивать потребляемый ток для того, чтобы обеспечить необходимую мощность для зажигания или работы лампы. Опыт показывает, что лампы перегорают гораздо чаще, если они питаются недостаточно высоким напряжением. Это также бывает, если аккумуляторная батарея сильно разряжена. Поэтому старайтесь не доводить аккумулятор до глубокого разряда – тем самым вы продлите жизнь не только аккумулятору, но и люминесцентным лампам.

Итак, наши советы по эксплуатации люминесцентных ламп:

  1. Старайтесь обеспечить минимальную длину проводов от аккумулятора до лампы, и провод должен быть соответствующего диаметра, чтобы падение напряжения на самой дальней точке при всех включенных потребителях было в пределах максимум 1-1,5В (для 12В системы)
  2. Если концы колбы лампы потемнели – замените колбу.
  3. Минимизируйте количество включений лампы. Для коридоров или туалетов больше подойдут светодиодные лампы – они не боятся частых включений.
  4. Обязательно обеспечивайте лампе достаточное охлаждение и вентиляцию – это продлит срок службы ее ПРУ. Это особенно важно, так как обычно ПРУ лампы находится сверху по отношению к колбе, и тепло от колбы идет вверх.

Советы по утилизации люминесцентных ламп

Все отработавшие свой ресурс лампы нужно сдавать с специальные пункты приемки ламп. Дело в том. что в колбах ламп содержатся пары ртути, и если вы просто выбросите ее в мусор, то эти ядовитые вещества попадут в почву, и, в дальнейшем, в подземные воды. В итоге, эти вещества могут попасть в нашу питьевую воду.

Если вы случайно разбили лампу у себя в доме, обязательно проветрите помещение и тщательно соберите все осколки. Применяемый в лампах люминофор тоже содержит вещества, не полезные для нашего здоровья.

Замечания по цветовой температуре ламп

В зависимости от примененного люминофора в люминесцентных лампах, их цвет может немного отличаться. Существует определенная терминология, знание которой поможет вам выбрать лампу с желаемой цветовой температурой.

Обычно лампы выпускаются со следующими цветовыми температурами: 2700К, 3200К, 4500К, 6500К. Меньшая температура дает более желтый цвет, большая температура – более синий цвет. Также, лампы иногда делятся на лампы с дневным и белым светом. Здесь есть некоторый подвох. Дело в том, что:

  • Холодный свет = дневной = 6500К (с синевой)
  • Теплый свет = белый = 2700-2800К (с желтизной)

Т.е. “белый” свет – это на самом деле желтый, а “дневной” свет – на самом деле синий. 3200К – близко к цветовой температуре 2700К. Еще бывают 4500К – они где-то посередине между белым и дневным светом.

Если быть более точным, то спектральный состав видимого излучения зависит от состава люминофора, в соответствии с чем лампы обозначают буквами. Различную цветность можно получить с помощью люминофора — галофосфата кальция в зависимости от цветовой температуры лампы.

Цветовой температурой называется температура абсолютно черного тела, при которой цвет его излучения совпадает с цветом самого тела (К — Кельвин, Т = t + 273, где Т — температура в К, t — температура в °С).
По спектру излучаемого света лампы подразделяются:
ЛБ — лампы белого света с цветовой температурой 4200 К, соответству­ ющей цветовой температуре яркого солнечного дня;
ЛХБ — лампы холодно-белого света с цветовой температурой 4800 К;
ЛТБ — лампы тепло-белого света с цветовой температурой 2800 К, соответствующей цветности излучения ламп накаливания;
ЛД — лампы дневного света, имеющие цветовую температуру 6500 К, соответствующую цветовой температуре голубого неба без солнца.

Компактные люминесцентные лампы на напряжение постоянного тока 12В, и на напряжение переменного тока 220В вы можете приобрести в нашем Интернет-магазине.

Электронный дроссель для ламп дневного света

В отличие от обычного дросселя, электронные приборы считаются более сложными. Их конструкция включает в себя следующие элементы:

  • Фильтр электромагнитных помех. Служит для гашения электромагнитных импульсов самой лампы и внешних сетевых помех.
  • Устройства преобразования тока. Инвертор преобразует ток из постоянного в переменный, а с помощью выпрямителя достигается нужное значение тока.
  • Схема, корректирующая коэффициент мощности, контролирует сдвиг по фазе переменного тока, проходящего через нагрузку.
  • Сглаживающий фильтр используется для снижения уровня пульсаций переменного тока.
  • Балласт. Представляет собой индукционную катушку, обеспечивающую накопление энергии, плавную регулировку яркости света, подавление различных помех.
Читайте так же:
Ток гашения неоновой лампы это

Дроссель для ламп дневного света

Работа этих приборов происходит в определенном порядке. Электронный дроссель для ламп дневного света также называют электронной пускорегулирующей аппаратуры – ЭПРА. После включения светильника ток от выпрямителя поступает к буферу конденсатора, где сглаживается частота пульсации. Высокое напряжение после инвертора попадает в цепь, осуществляя зарядку микросхем и конденсаторов. Когда напряжение достигает 5,5 В, происходит сброс микросхемы. После зарядки компенсационного конденсатора обратной связи он регулируется с помощью транзисторов.

При достижении напряжением значения 12 В наступает следующий этап работы системы – предварительный нагрев. Минимальное напряжение для поджига составляет 600 ватт, а сама процедура занимает всего 1,7 секунды. Использование ЭПРА исключает чрезмерный нагрев люминесцентной лампы, обеспечивая, таким образом, пожарную безопасность.

Мгновенное зажигание

Схемы мгновенного зажигания отличаются от схем быстрого зажигания тем, что зажигание лампы производится при холодных электродах, т. е. без предварительного накала, но напряжение зажигания превосходит рабочее в 6—7 раз.

Рис. 15.9. Схема мгновенного зажигания ламп. Обмотки А, Б, В составляют дроссель-трансформатор
Если во всех ранее рассмотренных схемах электронная эмиссия в лампе происходила за счет нагрева электродов, то в схеме мгновенного зажигания она происходит за счет электрического поля повышенного напряжения. Для получения столь повышенных напряжений на лампе используется так же, как и в схемах быстрого зажигания, резонансное повышение напряжения.

На рис. 15.9 приведена принципиальная схема мгновенного зажигания, в которой используются дроссель-трансформатор и емкость. В момент включения лампы в сеть в резонансном контуре, образованном из емкости С и индуктивности обмотки Б, создается повышенное напряжение, которое зажигает лампу мгновенно. При горении лампа своей проводимостью шунтирует емкость С, что приводит к нарушению условия резонанса и потере напряжения в обмотках Б и В, вследствие чего напряжение на клеммах лампы падает и доходит до номинальной величины.
Схемы мгновенного зажигания из-за отсутствия раскаленных электродов получили наибольшее распространение во взрывоопасных помещениях, а также в помещениях с круглосуточным горением ламп без частых включений и отключений. Вследствие весьма высоких, хотя и кратковременных напряжений, в момент зажигания они опасны для людей и требуют специальных мер предосторожности при обслуживании. Процесс включения лампы с «холодными» электродами более тяжелый, чем с разогретыми, поэтому для подобных схем во избежание быстрого износа оксидного слоя электродов необходимо иметь лампы с усиленными электродами.
Бесстартерное зажигание ламп обеспечивает более надежную работу люминесцентного освещения, поэтому оно найдет широкое применение 1 .

1 В настоящее время разработаны конструкция и организовано производство серии бесстартерных ПРА для новых светильников, а также приставок для замены стартерного зажигания на действующих светильниках. По подсчетам ВНИСИ такая замена окупается быстро, вследствие повышения срока службы ламп. Следует отметить, что при бесстартерных ПРА в установках напряжения 380/220 в с заземленной нейтралью применяются обычные люминесцентные лампы, а в установках 220/127 в с изолированной нейтралью — лампы с металлической полоской на трубке, улучшающей условия зажигания.

Блоки питания для светодиодов

Блоки питания для светодиодов

При описании технических характеристик светодиодных светильников в рекламных материалах обычно особый упор делается на типы используемых в них светодиодов. Тем не менее, надежность современных светильников определяется уже не только и не столько светодиодами, сколько блоком питания. Но некоторые важные параметры данного узла не сообщаются производителями даже по запросу. Поэтому задача выбора осветительных приборов с качественными блоками питания является весьма сложной, тем не менее, она решаема.

Почему «слабое звено»?

Электронные компоненты БП работают под напряжением до 242 В переменного тока. При авариях на сетях электропитания напряжение может кратковременно возрастать до 456 В переменного тока. Удары молнии, коммутация мощного электрооборудования и некоторые другие факторы приводят к возникновению импульсных помех с амплитудой до 4000 В. Поэтому к качеству электронных компонентов БП предъявляются особые требования.

Срок службы светодиодов зависит от того, сколько времени они светили. В отличие от этого, срок службы БП связан не только со временем работы, но и со временем хранения. То есть, если вы не включали светильник, а только его хранили на складе, то через некоторое время его БП все равно выйдет из строя. Это связано с особенностями электролитических конденсаторов, используемых в БП — они постепенно деградируют из-за испарения электролита. В среднем электролитический конденсатор можно использовать на протяжении не более 10 лет с момента выпуска. В неправильно спроектированном БП электролитический конденсатор перегревается, что сокращает его срок службы. В некоторых современных дорогостоящих БП проблема решена полной заменой электролитических конденсаторов на керамические, которые являются практически «вечными» электронными компонентами.

Читаем между строк

Производители светодиодных светильников практически всегда публикуют информацию об используемых светодиодах, но редко когда раскрывают данные о БП. Тем не менее, можно составить свое представление о том, качественный или нет блок питания, по параметрам светильников, которые производитель открыто публикует.

В первую очередь, это коэффициент мощности λ (иногда его обозначают как cos φ, что для светодиодных светильников не совсем правильно). Чем больше этот параметр, тем лучше. Для качественного блока питания он должен быть не менее 0,85. Упрощенные БП, имеющие низкую надежность, обычно выдают себя низким значением λ. Производители светильников, конечно, знают, что именно БП, а не светодиоды, ограничивает срок службы осветительного прибора. Поэтому, хотя и указывают «срок службы светодиодов 50000 ч», тем не менее, гарантийный срок устанавливают, исходя из цифр по всему светильнику. Обычно исходят из того, сколько лет проработает светильник, будучи включенным круглосуточно. Например, гарантийный срок на светодиодные светильники средней ценовой категории обычно составляет 3 года. Умножаем этот срок на 8760 ч в году, и получаем 26280 ч — именно столько гарантированно будет работать светильник. Обратите внимание, что этот показатель очень близок к сроку службы типичного БП средней ценовой категории — 30000 ч. (В светильниках поставляемых компанией Гранат используются блоки питания со средним сроком службы до 60 000 часов).

Читайте так же:
Номинальная сила тока лампочки

Но, самое главное — где расположен блок питания и как он выглядит. Если он внешний и подключается к светильнику через разъем, то однозначно является изолированным (на прямое нарушение правил электробезопасности производители обычно не идут). В том 18 случае, если БП внутренний, но выполнен в виде отдельного унифицированного модуля от одного из ведущих производителей БП, то, скорее всего, тоже изолированный. Неизолированные БП обычно выполнены как неотъемлемая часть конструкции светильника.

Производители БП

Теоретически оптимальным выбором является БП, специально разработанный для определенной модели светильника. На практике это могут удачно реализовать либо компании, имеющие, помимо светотехнического, еще и мощный бизнес по производству электронных устройств (LG, Philips), либо светотехнические компании, чьи БП хорошо зарекомендовали себя на рынке (Osram).

В остальных случаях предпочтительным вариантом является использование в светильнике БП от ведущих фирм, специализирующихся на данном виде продукции (Meanwell, Helvar, Vossloh-Schwabe, Аргос Электрон, Трион). Использование унифицированного БП легко заменяемой конструкции важно еще и для возможного ремонта светильника, так как БП обычно выходит из строя быстрее, чем светодиоды.

Блоки питания Helvar (Устанавливаются в серию «EVO» ТМ Гранат)

Helvar основана в 1921 году как торговая компания между Хельсинки и Варшавой (по-фински Helsinki-Varsova) откуда название фирмы Helvar (Хелвар).

Helvar сменила свою деятельность во время начала эры радиопередач, 1920-ые годы. С 1920-х годов Helvar был одним из пионеров в Финляндии в секторе производства радиоприемников. В 1937 году компания стала самым большим производителем радиоприемников в Финляндии. В 1938 году компания открыла свой завод в Питаянмяки, Хельсинки.

Потом, в 1950-х годах люди начинали восхищаться новой технологией — телевизором. Компания Helvar быстро адаптировалась к новой технологии и начала производство телевизоров. Телевизоры продавались и в Финляндии и на экспорт. С появлением цветных телевизоров Helvar решила концентрироваться на производство компонентов для светильников.

Освещение сделало большой шаг вперед в 1930-е годы, когда в США изобрели люминесцентные лампы . Имея достаточный технологический опыт работы с радиолампами , Helvar была в состоянии начать производить неплохие дроссели, необходимые для люминесцентных ламп. В 1949, в Helvar был сформирован электротехнический отдел и началось производство дросселей для люминесцентных ламп на заводе в Хельсинки. Понемногу новый тип освещения стал чрезвычайно популярным, заменив собой освещение в офисах, заводах и фабриках.

Сегодня Helvar — один из самых больших производителей электромагнитных и электронных дросселей в Европе и немаловажный поставщик систем управления освещением. Производство Helvar имеет международный сертификат качества ISO 2001/2002. Продукция марки Helvar имеет большое количество оригинальных технических решений с патентами, отличается очень высоким качеством и полностью отвечает ENEC (Европейский стандарт безопасности).

Блоки питания Аргос-Электрон (Устанавливаются в серию «ECO» ТМ Гранат)

Аргос Электрон — российская компания по производству светодиодов. Штаб-квартира находится в г. Санкт-Петербург.

Компания «Аргос-Электрон» функционирует на рынке с 2008 г. и является производственным подразделением «Аргос-Трейд».

Сравнительно молодая компания «Аргос-Электрон» быстро набрала популярность на светодиодном рынке и до сих пор занимает весомую позицию, так как является одним из крупнейших российских производителей комплектующих для светодиодных светильников.

Деятельность компании направлена на выпуск светодиодных драйверов для широкого модельного ряда офисных, уличных и промышленных светодиодных светильников. Также выпускает высококачественные светодиодные модули и светозвуковые датчики.

Производственная площадка занимает территорию площадью 4000 кв.м. в поселке Горбунки (Ленинградская область).

Помимо комплектующих, компания специализируется на выпуске светодиодных светильников для сферы ЖКХ. Они соответствуют всем требованиям, предъявляемым различными нормативными документами, а также энергосберегающими программами.

Вся продукция, перед выходом с завода, проходит обязательное тестирование на таких приборах как:

— Термокамера: от −70 °С до + 150 °С

— Электронная нагрузка (имитатор светодиодов).

ООО «Гранат» — светотехническая компания, производитель светодиодных светильников. Успешно работаем с 2015 года.

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Читайте так же:
Подключить две лампы одному выключателю

Конструкция парного балласта

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с. Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус. Схема электронного балласта выглядит так:

Схема электронного балласта

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

  • для линейных ламп;
  • балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Мерцание света — важно или нет?

Мерцание света - невидимый источник проблем

Тема воздействия высокой частоты мигания света источников освещения на окружающий мир периодически становится предметом активного обсуждения специалистов. Статьи, поднимающие вопросы о мере влияния невидимого глазом мигания многих современных источников освещения, опубликованы во многих тематических журналах. В частности Rebekah Mullaney, своими публикациями надеется поощрить производителей светодиодных светильников и дистрибьюторов уделять больше внимания поиску решения, наиболее подходящего для благополучия людей.

Знаете ли вы, что большинство источников света в офисных зданиях не обеспечивают непрерывный свет? Высокие частоты мигания едва заметны для невооруженного глаза, но исследования показали, что определенные уровни воздействия мерцающего света могут быть опасными для здоровья человека.

Тем не менее, жестокая ценовая война, начавшаяся с 2012 года, заставляла малые, средние и даже крупные корпорации снижать стоимость изделий в ущерб качеству, оставляя открытым вопрос о том, какое внимание производители уделяют вопросам качества освещения.

Откуда берётся мерцание света?

Все источники света, работающие на переменном токе (AC), создают мерцающий световой поток из-за флуктуаций тока и напряжения. Флуоресцентные лампы, натриевые лампы высокого давления (HPS), светодиодные источники света имеют общую природу мерцания. Для обеспечения наиболее комфортного и безопасного освещения, требуется питание постоянным током (DC). Частота электрической сети обычно составляет 50 или 60 Гц, частота мерцания люминесцентной лампы обычно выше в два раза частоты электроэнергии, 100 или 120 Гц. Мерцание с малой частотой, примерно от 3 до 70 герц, может привести к судорогам у чувствительных людей, в то время как умеренная частота мерцания, от примерно 100 Гц до примерно 500 герц, незаметна человеческому глазу и может воспринимается только через стробоскопический эффект, однако может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья человека, таким как головная боль, напряжение глаз и усталость.

Стробоскопический эффект заключается в восприятии глазом объектов, освещаемых вспышками света, когда объекты в движении могут отображаться в виде серии неподвижных изображений.

Стробоскопический эффект можно наблюдать несколькими способами. Самый простой — посмотреть на источник света с помощью цифрового фотоаппарата, результат показывает характерный волновой эффект, как на изображении 1. Множественные тени движущегося объекта, как показано на рисунке 3, также являются характерным признаком стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект может привести к ложной интерпретации работы механизмов, например видимость замедленного или неподвижного состояния быстро движущихся элементов.

Стробоскопический эффект

Рисунок 1 взят с камеры телефона с видимым волновым эффектом стробоскопического источника света, в то время как рисунок 2 такого эффекта не имеет. Фотографии 3 и 4 показывают, что объект в движении, снятый под стробоскопическим источником света, создает перекрытие тени. В случае без стробоскопического эффекта, фото показывает непрерывное движение без присутствия перекрывающихся теней.

Измерение уровня мерцания

В настоящее время нет официальной стандартной процедуры для измерения мерцания, но Светотехническое общество (IES) разработало две методики для количественной оценки мерцания, которые описаны в рекомендациях по разработке осветительных приборов. Первая и наиболее часто используемая методика основана на вычислении процента мерцания. Процент мерцания указывает на среднее количество модуляции или снижения светоотдачи одного цикла включения-выключения. Источник со 100-процентным мерцанием означает, что в какой-то момент цикла он не производит никакого света, в то время как полностью устойчивый свет будет иметь нулевой процент мерцания.

Другая методика даёт индекс мерцания в интервале от нуля до единицы. Индекс мерцания учитывает процент мерцания и две других переменных: форму кривой изменения интенсивности источника света, или выходной кривой, и скважность мигания, которая указывает отношение времени, когда источник света включен к полному циклу включения-выключения. Чем ниже процент мерцания и индекс мерцания, тем меньше источник мигает или создает ощутимый стробоскопический эффект.

Измерение уровня мерцания

Мерцание различных источников света
ТехнологияПроцент мерцанияИндекс мерцания
Лампа накаливания6,30,02
Линейная лампа T12 с электромагнитным ПРА28,40,07
Спиральная компактная люминесцентная лампа (CFL)7,70,02
Офисный люминесцентный светильник с электромагнитным ПРА370,11
Офисный люминесцентный светильник с электронным ПРА1,80,00
Металл-галогенная лампа520,16
Натриевая лампа высокого давления950,3
Светодиодная лампа с стабилизатором тока2,80,0037
Светодиодная лампа без стабилизатора990,45
Читайте так же:
Схемы подключения энергосберегающих ламп с выключателями

Несмотря на то, что традиционные лампы накаливания питаются переменным не стабилизированным током, уровень мерцания таких ламп невысок. Спираль лампы накаливания просто не успевает остыть до следующего импульса тока. Совершенно иначе ведут себя люминесцентные и газоразрядные лампы. Они выключаются практически мгновенно при отключении энергии. В 90-х годах прошлого века, решением этой проблемы стало использование электронных балластов (ЭПРА), которые подавали на лампу частоту более 20 кГц, что делало мерцание невидимым для глаза.

Почему мерцают светодиоды

Светодиоды могут давать мерцание света даже больше, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поскольку являются прямыми преобразователями электрической энергии в свет. Это означает, что пока подается постоянный ток, светодиод будет гореть без мерцания. Как только ток прекратится, светодиод мгновенно погаснет. Если же ток изменится, то пропорционально изменится и световой поток.

В случае простой схемы питания светодиода, в которой нет стабилизации постоянного тока с помощью драйвера, яркость светодиода будет изменяться одновременно с циклом переменного тока. Выпрямленный переменный ток вызывает пульсации напряжения и тока на светодиоде. Эта пульсация, как правило, происходит на удвоенной частоте питающей сети — 100 или 120 Гц (США) и также в точном соответствии пульсирует световой поток.

Диммирование является другой основной причиной мерцания. Обычные диммеры, например тиристорные, модулируют напряжение за счет изменения времени выключения в цикле включения-выключения, снижая световой поток. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) меняет яркость свечения, включая и выключая светодиод на частотах, в идеале превышающих 200 герц.

Диаграммы мерцания

Воздействие мерцания света на человека

В документах Министерства энергетики США 2013, посвященных исследованиям влияния мерцания света на человека отмечается, что низкая частота мерцания может вызывать эпилепсию, люминесцентные лампы с электромагнитным ПРА, используемые в офисе, также могут вызывать головные боли, усталость, размытие и ухудшение зрения. Стробоскопический эффект иногда вызывает иллюзии при движении в ночное время, в результате чего движущиеся объекты могут показаться замедленными или стоящими на месте. Кроме того, такой эффект также потенциально опасен в промышленных условиях, может привести к проблемам безопасности в строительстве.

Есть определенные группы людей, более уязвимых для негативных последствий мерцания, в том числе дети, больные аутизмом, страдающие мигренью и больных эпилепсией. Поскольку мерцание недоступно для восприятия невооруженным глазом, люди обычно не осознают, что причина дискомфорта, возможно, заключается в мерцании. В этом случае, может быть снижена определенная степень усталости, и повышена общая эффективность работы при изменение качества света.

Методы снижения мерцания светодиодного освещения

Снизить мерцание света позволяет драйвер питания, который может устранить проблему, подавая на светодиод постоянный ток без пульсаций. Однако производители при выборе драйвера питания для своих продуктов учитывают множество факторов, таких как стоимость, размер, надежность и эффективность. Кроме того, область использования светильника также играет роль — мерцание может быть допустимым в определенных условиях освещения.

Производители всегда пытаются оптимизировать полезные качества устройств ровно настолько, сколько требует приложение. Это относится и к мерцанию. Конденсаторы существенной ёмкости могут помочь сгладить пульсации тока, но они тоже имеют недостатки, например они имеют существенный размер и чувствительны к перегреву. В пространстве, которое часто слишком мало, например, во многих светодиодных сменных лампах, большие конденсаторы неприемлемы. Простейшие выпрямители переменного тока с использованием конденсаторов большой ёмкости снижают коэффициент мощности устройства.

В случае светодиодных ламп с диммированием, производители могут модулировать ток с очень высокой частотой, превышающей несколько тысяч герц. Это похоже на электронные балласты для люминесцентных ламп. Однако, чем выше частота, тем ближе физически драйвер должен быть к светодиоду. Иногда потребители хотят располагать драйвер в стороне от системы освещения что не всегда возможно.

Необходимость изготовления устройства питания компактным, эффективным, надёжным, при этом не производящим электромагнитных помех в эфир и питающую сеть, имеющим высокий коэффициент мощности не делает его дешёвым. Однако, среди массы различных вариантов реализации, можно найти золотую середину — приемлемое качество при адекватной цене.

Различные организации, например Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies (ASSIST), U.S. Environmental Protection Agency, National Electrical Manufacturers Association (NEMA) устанавливают лимиты на технические параметры устройств освещения, которые производители не должны превышать. Таким образом, создаётся база стандартов и рекомендаций, следуя которым, производители вынуждены производить качественные изделия.

Led Professional — Trends & Technologies for Future Lighting Solutions, Jan 15, 2015

ASSIST Recommends … Flicker Parameters for Reducing Stroboscopic Effects from Solid-State Lighting Systems, by the Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies and the Lighting Research Center, May 2012

“Flicker happens. But does it have to?” by Cree, 2013.

“Exploring flicker in Solid State Lighting: What you might find, and how to deal with it,” by Michael Poplawski and Naomi Miller, Pacific Northwest National Laboratory, 2011.

Dimming LEDs with Phase-Cut Dimmers: The Specifier’s Process for Maximizing Success, ibid., October 2013.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector