Как увеличить яркость лампы дневного света

Содержание

1 Как увеличить яркость лампы дневного света

Плавная регулировка яркости свечения люминесцентных ламп дневного света. Регулятор, драйвер управления. Схема

Схема драйвера для плавной регулировки яркости свечения ламп дневного света. Драйвер может работать, как от сети, так и от низковольтного источника (10+)

Плавная регулировка яркости люминесцентных ламп и светодиодов

Бытует мнение, что плавное управление яркостью свечения ламп дневного света невозможно. Сформировалось это мнение, вероятно, благодаря надписи на упаковке люминесцентных и подобных им ламп, что их нельзя подключать к регуляторам яркости свечения. Эта надпись – будет абсолютной правдой, если к ней дописать ‘предназначенных для ламп накаливания’. Действительно, свойства газоразрядных ламп настолько отличаются от свойств ламп накаливания, что регуляторы, предназначенные для одних, не годятся для других.

Как регулировать яркость свечения ламп дневного света и светодиодов

Но изготовить регулятор, способный плавно изменять яркость свечения ламп дневного света, можно. Однако, применять его следует только с лампами, которые не оснащены встроенными драйверами. Подойдут длинные цилиндрические лампы дневного света. Энергосберегающие лампы, предназначенные в патрон лампы накаливания, работать с регулятором не будет, так как в них уже встроен драйвер, который будет мешать.

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

На основе такого же принципа можно построить регулятор яркости светодиодов. Обсудим это в конце статьи.

Почему к люминесцентным лампам и светодиодам не подходят регуляторы от лампочек с нитью накала? Нить накала проявляет себя как резистор с несколько изменяющимся сопротивлением в зависимости от температуры. Так что яркость ее свечения можно изменять, изменяя приложенное к ней напряжение. Нить накала обладает довольно большой инертностью. На нее можно подавать пульсирующее напряжение сложной формы, например, от тиристорного регулятора. При этом она не будет моргать и негативно влиять на органы зрения.

Энергосберегающие лампы ведут себя по-другому. Чтобы такая лампа загорелась, на нее надо подать напряжение в несколько раз выше рабочего. Происходит зажигание. Дальше напряжение нужно понизить до номинального. Отклонение напряжения питания от номинального в меньшую сторону приводит к ее быстрому погасанию, а в большую – к нагреву и перегоранию. Питать ее пульсирующим напряжением вообще не следует (хотя это постоянно делается в бытовых светильниках), так как она довольно сильно моргает, что неполезно для зрения.

Галогенная, неоновая или другая газоразрядная лампа в своем рабочем режиме имеет очень небольшое динамическое сопротивление. Это значит, что очень небольшое изменение питающего напряжения приводит к большому изменению силы тока и яркости свечения. Таким образом, изменяя питающее напряжение, регулировать яркость нельзя. Такую лампу (да и светодиод) нужно питать от источника тока (подробнее об источниках стабильного тока), обладающего большим динамическим сопротивлением, управлять ее яркостью, изменяя силу тока. Напряжение на лампе (светодиоде) при этом будет меняться незначительно. У такого подхода есть еще два плюса. Во-первых, нет необходимости в отдельной схеме балласта, зажигающего лампу. Если применить действительно хороший импульсный источник тока, то напряжение на лампе будет возрастать до тех пор, пока лампа не загорится, а далее упадет до рабочего. Во-вторых, лампа будет светиться с яркостью, независящей от температуры и других условий среды.

Регулятор, драйвер с регулированием яркости. Схема

Теперь перейдем к схеме устройства, предназначенного для питания и регулировки яркости свечения. Это устройство может питать, как люминесцентные лампы, так и светодиоды или блоки светодиодов, соединенных последовательно. Оно может быть запитано от самых разных источников питания с самым разным напряжением (от 12 В до 400 В). Например, на основе приведенной схемы можно изготовить электрическую ‘керосиновую’ лампу для автономного освещения при перебоях электропитания или светильник для салона автомобиля. Мы приведем форму для онлайн расчета параметров схемы для разных напряжений питания и разных нагрузок (ламп, блоков светодиодов). Так что Вы легко сможете сами рассчитать свой регулятор яркости.

Устройство представляет собой классический полумостовой импульсный преобразователь напряжения. Оно построено аналогично импульсному блоку питания. Для удобства мы постарались сохранить обозначения элементов из схемы импульсного блока питания, так что нумерация получилась не непрерывной.

Питание управляющей схемы осуществляется следующим образом. Через резистор R14 и диод VD14 небольшим током заряжается конденсатор C4. Как только напряжение на нем становится больше 10 В, контроллер начинает формировать импульсы, которые открывают силовые транзисторы. Формируется напряжение на обмотке L7. Это напряжение через резистор R15 питает контроллер.

Применять регулятор можно как для ручной регулировки, так и для варьирования яркости в зависимости от управляющего тока. Управляющий ток подается на вход C. Этот ток прибавляется к измеряемому, а цепь обратной связи поддерживает суммарный ток (измеряемый + управляющий) на фиксированном уровне. Так что, чем больше управляющий ток, тем меньше ток через осветительный прибор. Мы разработали на основе этого драйвера цветомузыкальную установку.

Радиодетали

Для расчета номиналов элементов нам понадобится задать:

Напряжение зажигания. Для газоразрядных ламп это может быть напряжение от 600 до 1000 вольт. Для светодиодов напряжение зажигания равно рабочему напряжению.
Рабочее напряжение. Для газоразрядных ламп это может быть напряжение 200 – 300 вольт. Для светодиодов от 1 до нескольких вольт.
Максимальный рабочий ток светильника. Для 22 Вт лампы дневного света это 0.1 А. У ярких светодиодов этот ток может быть 1 А.
Напряжение питания. Если устройство питается от выпрямителя, то нужно использовать амплитудное значение напряжения (для осветительной сети это 310 вольт.) При питании от источника постоянного тока используйте просто напряжение этого источника.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Как не перепутать плюс и минус? Защита от переполюсовки. Схема.
Схема защиты от неправильной полярности подключения (переполюсовки) зарядных уст.

Тиристорные включающие, выключающие, переключающие, коммутирующие, ком.
Управление тиристорным силовым ключом с помощью оптрона. Гальваническая развязка.

Простой импульсный прямоходовый преобразователь напряжения. 5 – 12 вол.
Схема простого преобразователя напряжения для питания операционного усилителя.

Защита от перегрева транзисторов – силовых ключей в импульсном источни.
Температурная, тепловая защита силовых элементов (диодов, транзисторов). Термоза.

Замена люминесцентных ламп на светодиодные

В жилых, офисных, коммерческих помещений для освещения применяются источники дневного света. Их отличают определенные сильные и слабые стороны. Главный минус – недостаточная экономичность, ведь есть намного более эффективные, создаваемые с применением передовых технологий, решения. Замена люминесцентных ламп на светодиодные позволит надолго забыть о необходимости покупки новых источников света, снизит текущие расходы на электроэнергию. И тут возникает следующий вопрос – можно ли поставить лампы светодиодные вместо люминесцентных в старые приборы, или лампы придется выбрасывать, а вместо них монтировать новые трубки.

Преимущества светодиодов

Перед уточнением, как поменять люминесцентную лампу, нужно понять, нужно ли вам это. Замена люминесцентных ламп на светодиодные, несмотря на первоначальные расходы, является экономически целесообразной. Смотрите сами:

Переделка или перенастройка (лампы светодиодные вместо люминесцентных можно ставить в старые приборы) выполняется быстро и без лишних трат.
LED ревизировать, обслуживать не требуется – достаточно будет временами протирать пыль, заменять трубки.
Электричества вы сэкономите до 60%, если сравнивать с теми же ЛН-моделями.
Средний срок жизни светодиодных лампы дневного света составляет 40 тысяч часов – это намного больше, чем у люминесцентных приборов.
Трубки со светодиодами не мерцают, являются идеальным выбором для садиков и школ, клиник, офисов.
Ртуть, прочие отравляющие вещества в светодиодах отсутствуют, а значит, не придется особым образом утилизировать их.
Даже при резком падении напряжений внутри сети светодиодные лампы дневного света продолжают работать без сбоев.

То есть замена люминесцентных ламп на светодиодные дает массу преимуществ, хотя для начала придется потратиться на их покупку. Есть бюджетные и премиальные варианты, так что вы найдете источник 18 Вт в своем ценовом диапазоне.

Светодиодные лампы вместо люминесцентных: а стоит ли менять

Замена светильников Армстронг на светодиодные в большинстве случаев оправдана, поскольку LED-источники почти по набору параметров устаревшие аналоги превосходят. Для себя просчитайте первоначальные траты, сопоставьте параметры разных лампочек, пересчитайте экономию в долгосрочной перспективе в случае замены светодиодными лампами люминесцентных ламп 18 Вт.

Лампы дневного света Т8:

вырабатывают до 10000 часов, обычно меньше;
свет распространяют по разным направлениям, требуют наличия специальных отражателей;
увеличивают яркость при включении по нарастающей;
автомат защиты часто дает сбои в работе;
люминесцентный поверхностный слой постепенно теряет свои качества, поток света уменьшается на треть довольно быстро;
ртуть, колбу нужно грамотно утилизировать.

Лампы светодиодные Т8:

служат до 50 тыс. часов (учитывайте число включений-выключений);
дают направленный свет;
сразу включаются ярко с полной отдачей светового потока;
нет необходимости ставить драйвера или дроссели и стартеры;
яркость теряется не больше 10% за каждый десяток тысяч часов;
потребление энергии от сети минимальное;
экологическая безопасность – 100%.

Светоотдача светодиодных ламп Т8 (при равном с люминесцентными потреблением энергии) имеют в разы больше, выходят из строя раньше положенного срока очень редко. При покупке вы получаете гарантию от завода-производителя либо поставщика. Возможность размещать внутри главной колбы разное число светодиодных элементов позволяет получать любую интенсивность света и любую цветовую температуру. Взвесив сильные и слабые стороны решения, можно сказать, что лампы светодиодные вместо люминесцентных в перспективе будут выгоднее. Недостаток один – светодиоды стоят дороже.

Как подключать

Лампы люминесцентные имеют две схемы подключения:

с ПРА (пуско регулирующая автоматика) включающим в себя дроссель, стартер, конденсатор (1);
на базе ЭПРА электронного типа, балласт включает в себя преобразователь, работающий на высоких частотах (2).

В растровых светильниках размещены следующие элементы:

4 люминесцентных трубок подключают к 2 ЭПРА. Каждая ЭПРА отвечают за функционирование пары ламп;
либо к ПРА комбинированного типа (в набор входят 4 стартера, пара дросселей, конденсаторы).

Схема подключения светодиодной лампы Т8 не предполагает использование ПРА или ЭПРА.

На иллюстрациях наглядно видно, как изменить схему подключения люминесцентной лампы на светодиодную.

Стабилизированный автомат защиты встраивается внутрь корпуса. С ним под рассеивателем из пластиковых либо стекломасс идет печатная плата со светодиодными элементами, которая крепится на алюминиевый радиаторе. Напряжение от сети поступает через цокольные штырьки на драйвер с одной либо двух сторон. Если сторона подачи одна, штырьки будут выполнять функцию крепежного элемента.

Перед тем, как устанавливать лампы светодиодные вместо люминесцентных и дорабатывать, перенастраивать старый светильник, внимательно ознакомьтесь со схемой подключения. Ее можно найти на корпусе лампы LED либо в документации к ней. Светодиод с подведением фаз и ноля с различных сторон – самый часто используемый вариант, поэтому, как поменять люминесцентную лампу рассматривать будем именно на ее примере.

Порядок переделки

Порядок подключения зависит от того, что нужно переделывать. Самостоятельно выполнить работы можно, если действовать по плану – подробная схема подключения светодиодной лампы вместо люминесцентных поможет во всем разобраться даже неопытному электрику.

Отключите автоматическую защиту, уберите сетевое напряжение, убедитесь, что его нет.
Снимите защитную крышку, чтобы получить доступ к рабочим элементам схемы. Уберите из цепи конденсатор, стартер, дроссель.
Отделить следующие к патронным клеммам провода, присоедините их к фазному, нулевому проводам напрямую, остальные изолируйте либо удалите.
Вставьте лампочку Т8 G13, выполните пробное включение.

Процедура сложностей не представляет. Контакты штырьками на цоколях помечаются буквами «L» и «N». Перенастройка светильников с электронным балластом еще более простая. Как переделать люминесцентный светильник в этом случае:

Сделайте выпайку либо разделите кусачками провода, входящие в балластную часть, а затем выходящие из нее.
Провода нуля и фазы соедините с проводками обоих патронов.
Стыки, соединения заизолируйте, вставьте ЛЭД, включите сеть. Если все было сделано правильно, появится свет.

Завершающие действия – изоляция мест соединения, вставка нового источника, подача напряжения. Подключение светодиодных ламп в среднем занимает не более 10 минут.

Алгоритм выполнения работ.

Замена люминесцентной лампы на светодиодную Т8 должна проводиться с учетом модели. Например, в Philips задача предельно упрощена за счет особой конструкции и заводской комплектации. Как переделать люминесцентный светильник в светодиодный – раскручивайте стартер, вкручивайте заглушку (нужна для замены, идет в базовой комплектации). Снимать, разбирать корпус с дросселями не требуется.

При выборе источника света на замену старого всегда смотрите на тип цоколя. Он может иметь жесткую фиксацию с корпусной частью либо быть подвижным поворотным. Модели с поворотным цоколем считаются универсальными. Как подключить светодиодные лампы модели – достаточно вкрутить в переделанный светильник с горизонтальными либо вертикальными прорезями патрона.

При правильном выборе, подключении светодиодной лампы вместо люминесцентных срок ее службы будет значительным. На проблемы обычно жалуются покупатели, купившие китайскую подделку. Поэтому делайте покупки в проверенных местах и не выбирайте аналоги, поскольку экономия в данном случае не оправдана.

Lumileds › Блог › На заметку: десять фактов об автомобильном свете

Лампы повышенной яркости и повышенной мощности — это не одно и то же
Большая мощность еще не говорит о том, что будет больше света. Лампы с увеличенной яркостью — это, по сути, лампы с той же потребляемой мощностью 55–60 Вт и той же конструкцией, но лучшей светоотдачей. Типы ламп H1, H3, H4 и H7 имеют одинаковую мощность 55 Вт, но, несмотря на это, имеют разный уровень светового потока. Например, 1000 лм (H4, ближний свет) и 1550 лм (H1). Но световой поток не самый важный параметр для лампы. Самое важное — это яркость. К примеру, лампы H1 производят на 50 лм больше света, чем H7, но лампы H7 обладают лучшими характеристиками за счет модернизированной конструкции, что дает в итоге большую яркость.

Обратите внимание на модели H7 ламп головного освещения Philips X-tremeVision, которые отличаются увеличенной на 130 % яркостью света и долгим сроком службы. С ними водитель может лучше видеть дорогу и быстрее реагировать в непредвиденных ситуациях.

Если же говорить именно о повышенной мощности, то нужно иметь в виду, что повышенная мощность требует значительного роста тока. Более того, для установки таких ламп может потребоваться модернизация фар, ведь они изначально рассчитаны на определенный тепловой режим.

Нужно следить за напряжением в сети
Даже передовые технологии и качественные лампы не помогут при нестабильном или недостаточном напряжении. Прежде всего это касается галогена и ламп накаливания. Ксеноновые и светодиодные лампы имеют собственное внутреннее стабилизированное напряжение. Но даже в их работе может произойти сбой, если бортовая сеть не обеспечивает достаточное напряжение.

Дневные ходовые огни значительно снижают риск возникновения ДТП
Статистика аварий в скандинавских странах (а именно там впервые появились дневные ходовые огни), а также ряд специальных исследований подтверждают положительный эффект от использования систем дневного освещения в автомобилях.

Новое поколение высокомощных светодиодных дневных ходовых огней Philips DayLightGuide гарантирует улучшенную видимость на дороге как днем, так и ночью. Технология Lightguide представляет собой уникальное решение. В отличие от других источников, эти дневные ходовые огни обеспечивают равномерное распределение света и широкий угол освещения. Благодаря тому, что водителям других машин и пешеходам становится проще увидеть автомобиль, повышается общий уровень безопасности на дороге. В темное время суток яркость ходовых огней автоматически приглушается.

Лампы лампам рознь
При замене освещения важно выбрать качественные лампы, подходящие вашему автомобилю. На фарах всегда указано, какую лампу в них нужно устанавливать. Ни в коем случае ничего нештатного.

Цвет: белый, желтый, синий
Какой цвет света фар лучше? С точки зрения качества света, наилучший диапазон цветовой температуры — от 3000 до 5000 К, от насыщенного желтого до ярко-белого с голубизной. При этом для ПТФ наилучшим вариантом является ядовито-желтый цвет.

Галоген остается
Распространялись мифы о том, что галоген очень быстро перестанет пользоваться популярностью, и его скоро вытеснят новые технологии (например, ксенон и LED). Но это не так. Эту технологию продолжают использовать большинство производителей. А у покупателей такие лампы являются самыми востребованными. В чем их секрет? В соотношении цена/качество, доступности, простоте установки и универсальности.

Например, галогенные лампы головного освещения Philips WhiteVision превосходят по характеристикам любые автомобильные лампы с белым светом с голубым оттенком. Это лучший выбор для тех, кто стремится и к безопасности, и к современному стилю. WhiteVision сертифицированы по стандартам ECE. Это первые лампы с ярким белым светом, разрешенные к использованию на дорогах общего пользования. WhiteVision до 3700 К мгновенно рассеивают темноту ярким лучом чистого белого света и при этом не ослепляют водителей впереди идущих и встречных автомобилей.

В ассортименте Philips целых десять серий галогенных ламп, которые вы можете подобрать для своего автомобиля в зависимости от своих предпочтений, — больше света, долговечность и стиль.

Фары нужно регулировать
Только отрегулированные фары обладают оптимальной дальностью действия и светят в нужную сторону. Процедуру регулировки следует выполнять каждый раз после снятия и установки фар головного света.

А еще фары нужно мыть

Противотуманки — для тумана
Многие любят включать противотуманные фары всегда, а не только во время тумана. ПТФ действительно ярко и очень широко освещают участок дороги прямо перед автомобилем. Это создает ощущение гораздо лучшей видимости дороги. Однако есть и оборотная сторона медали: глаза водителя привыкают к излишне яркому пятну света перед капотом, а эта привычка, в свою очередь, лишает его возможности как следует видеть дальше вперед, где уровень освещения заметно ниже. Иными словами, водитель ослепляет себя своими же противотуманками. Особенно этот эффект проявляется зимой, когда обочины, присыпанные свежим снегом, кажутся нестерпимо белыми.

Замена люминесцентных ламп на светодиодные

Преимущества светодиодов

Переделка или перенастройка (лампы светодиодные вместо люминесцентных можно ставить в старые приборы) выполняется быстро и без лишних трат.
LED ревизировать, обслуживать не требуется – достаточно будет временами протирать пыль, заменять трубки.
Электричества вы сэкономите до 60%, если сравнивать с теми же ЛН-моделями.
Средний срок жизни светодиодных лампы дневного света составляет 40 тысяч часов – это намного больше, чем у люминесцентных приборов.
Трубки со светодиодами не мерцают, являются идеальным выбором для садиков и школ, клиник, офисов.
Ртуть, прочие отравляющие вещества в светодиодах отсутствуют, а значит, не придется особым образом утилизировать их.
Даже при резком падении напряжений внутри сети светодиодные лампы дневного света продолжают работать без сбоев.

Светодиодные лампы вместо люминесцентных: а стоит ли менять

Лампы дневного света Т8:

вырабатывают до 10000 часов, обычно меньше;
свет распространяют по разным направлениям, требуют наличия специальных отражателей;
увеличивают яркость при включении по нарастающей;
автомат защиты часто дает сбои в работе;
люминесцентный поверхностный слой постепенно теряет свои качества, поток света уменьшается на треть довольно быстро;
ртуть, колбу нужно грамотно утилизировать.

Лампы светодиодные Т8:

служат до 50 тыс. часов (учитывайте число включений-выключений);
дают направленный свет;
сразу включаются ярко с полной отдачей светового потока;
нет необходимости ставить драйвера или дроссели и стартеры;
яркость теряется не больше 10% за каждый десяток тысяч часов;
потребление энергии от сети минимальное;
экологическая безопасность – 100%.

Как подключать

Лампы люминесцентные имеют две схемы подключения:

с ПРА (пуско регулирующая автоматика) включающим в себя дроссель, стартер, конденсатор (1);
на базе ЭПРА электронного типа, балласт включает в себя преобразователь, работающий на высоких частотах (2).

В растровых светильниках размещены следующие элементы:

4 люминесцентных трубок подключают к 2 ЭПРА. Каждая ЭПРА отвечают за функционирование пары ламп;
либо к ПРА комбинированного типа (в набор входят 4 стартера, пара дросселей, конденсаторы).

Схема подключения светодиодной лампы Т8 не предполагает использование ПРА или ЭПРА.

На иллюстрациях наглядно видно, как изменить схему подключения люминесцентной лампы на светодиодную.

Порядок переделки

Отключите автоматическую защиту, уберите сетевое напряжение, убедитесь, что его нет.
Снимите защитную крышку, чтобы получить доступ к рабочим элементам схемы. Уберите из цепи конденсатор, стартер, дроссель.
Отделить следующие к патронным клеммам провода, присоедините их к фазному, нулевому проводам напрямую, остальные изолируйте либо удалите.
Вставьте лампочку Т8 G13, выполните пробное включение.

Сделайте выпайку либо разделите кусачками провода, входящие в балластную часть, а затем выходящие из нее.
Провода нуля и фазы соедините с проводками обоих патронов.
Стыки, соединения заизолируйте, вставьте ЛЭД, включите сеть. Если все было сделано правильно, появится свет.

Алгоритм выполнения работ.

Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория

Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.

Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.

Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.

С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.

Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».

В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.

Теория

Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.

Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.

Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.

Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.

Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.

Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.

Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.

Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.

Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:

R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.

Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.

Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.

Расчёт выходного тока достаточно прост:

Получается достаточно компактное решение:

Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.

Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка

ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.

При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).

Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.

Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:

А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.

Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В

Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.

Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.

Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В

Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.

Различают такие диммеры по фронту работы:

1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:

2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.

Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.

Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.

Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В

Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.

Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.

Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».

Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.

Вот пример использования такого решения:

Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.

Заключение

Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.