Введение

Светодиодные (LED) светильники пользуются наибольшей популярностью как в жилых, так и в коммерческих помещениях благодаря своей высокой энергоэффективности, долговечности и экологичности. Однако на практике многие пользователи сталкиваются с распространенной и неприятной проблемой — мерцание светодиодных светильников. Колебания яркости не только ухудшают качество освещения, но и могут со временем вызывать зрительное переутомление, головные боли и снижение концентрации внимания, что негативно сказывается на здоровье глаз и продуктивности работы. В более серьезных случаях постоянное мерцание может указывать на проблемы, представляющие угрозу электробезопасности: например, неисправность внутренних компонентов (в частности, использование некачественных блоков питания), ненадежные соединения проводки или перепады напряжения в сети. Эти факторы не только ускоряют старение и сокращают срок службы ламп (сколько служат светодиодные лампы?), но также могут представлять определенные риски для безопасности.

Замена традиционных люминесцентных ламп или ламп накаливания обычно не вызывает затруднений, однако в случае со светодиодными (LED) светильниками причины мерцания зачастую менее очевидны. К счастью, большинство проблем, связанных с мерцание светодиодных светильников, можно диагностировать и устранить самостоятельно, не прибегая к услугам профессионалов. Как правило, неисправности кроются в нескольких легко проверяемых аспектах: качестве электрических соединений, соответствии LED-драйвера стандартам качества или эффективности системы теплоотвода. Компания ZGSM уже рассматривала причины мерцание светодиодных светильников, поэтому в данной статье мы ограничимся кратким обзором и сосредоточимся на четком, пошаговом и практическом решении проблемы. Мы поможем вам определить возможные причины мерцание светодиодных светильников и предложим соответствующие способы их устранения. Надеемся, это поможет вам полностью решить проблему и обеспечит стабильную, безопасную и долговечную работу вашей системы светодиодного освещения. Итак, давайте разберемся, как устранить мерцание светодиодных светильников.

Основные причины мерцание светодиодных светильников

Основной причиной мерцания светодиодных ламп являются непрерывные колебания выходной мощности источника света. Проще говоря, свет быстро и многократно включается и выключается с высокой частотой. В отличие от ламп накаливания, светодиодные чипы не обладают эффектом послесвечения, обусловленным остаточным нагревом нити накала, и не способны сглаживать изменения светового потока, вызванные колебаниями параметров электропитания. В результате они крайне чувствительны к стабильности питания: даже малейшие отклонения в электросети приводят к видимому мерцанию. Это касается как входного напряжения самого источника питания, так и напряжения, подаваемого непосредственно на светодиодный чип (то есть выходного напряжения светодиодного драйвера).

Низкокачественный светодиодный драйвер

Светодиодный драйвер является ключевым компонентом системы питания светодиодных светильников. Рынок наводнен дешевыми и некачественными драйверами, изготовленными с нарушением технологических процессов и с использованием материалов низкого качества. Такие устройства отличаются крайне высокими пульсациями тока в процессе работы и не оснащены системами полноценной коррекции коэффициента мощности (Что такое PF?) и регулирования напряжения методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), что не позволяет им обеспечивать стабильные выходные параметры тока и напряжения. Постоянная нестабильность выходных характеристик блока питания напрямую приводит к высокочастотному мерцание светодиодных светильников, что является первопричиной проблемы мерцания в подавляющем большинстве светодиодных светильников.

Колебания напряжения в электросети

Напряжение в электросетях жилых и коммерческих объектов обычно достаточно стабильно, поэтому вероятность мерцания потолочных или встраиваемых светодиодных светильников из-за проблем с сетью невелика. Иная ситуация наблюдается в промышленных сетях, особенно в странах с недостаточно развитой энергетической инфраструктурой: там напряжение может существенно колебаться в периоды пиковых нагрузок или при включении и выключении мощного оборудования поблизости. Хотя большинство драйверов для светодиодов рассчитаны на стандартный диапазон входного напряжения 90–305 В переменного тока, в критических ситуациях, когда фактическое напряжение выходит за эти пределы, драйвер(Подробнее о драйвере светодиодов) не может обеспечить стабильную работу. Это приводит к перебоям в электропитании, вызывающим мерцание и колебания яркости светодиодов. В особо тяжелых случаях светильники (например, уличные фонари) могут вовсе не включаться должным образом.

Неудачное тепловое проектирование светильников

Многие недорогие светодиодные светильники имеют недостатки в конструкции системы теплоотвода, что приводит к неэффективному рассеиванию тепла или неправильной компоновке (например, когда блок питания подвергается воздействию тепла от радиатора или нагретых светодиодных чипов). В таких случаях при длительной работе светильника драйвер продолжает нагреваться, а тепло не успевает рассеиваться. Если температура драйвера превышает допустимый рабочий диапазон, срабатывает система защиты от перегрева, автоматически отключающая устройство или снижающая выходную мощность. По мере остывания устройства подача питания возобновляется. Этот циклический процесс приводит к регулярному периодическому мерцание светодиодных светильников. Подобная ситуация часто возникает в сложных условиях эксплуатации: например, при использовании уличных прожекторов летом, светильников в горячих цехах или закрытых, плохо вентилируемых светильников под навесами. Так, драйверы Inventronics рассчитаны на рабочий диапазон температур от -40 до +90 °C. При слишком высоких температурах обычно активируется функция «защиты драйвера» (функции светодиодного драйвера, которые влияют на его цену), которая снижает выходную мощность, чтобы температура вернулась к норме (см. рисунок слева ниже). В низкокачественных блоках питания легко происходит перегрев, что приводит к многократному включению и выключению (т.е. мерцание светодиодных светильников), что, в свою очередь, сокращает срок службы светодиодного драйвера. См. рисунок справа ниже: Срок службы в зависимости от температуры корпуса светодиодного драйвера (MTBF, что также относится к сроку службы светодиодного драйвера).

Ослабленная или поврежденная проводка

Подобные проблемы, как правило, возникают из-за ошибок, допущенных на этапах производства или монтажа, и их можно предотвратить заранее. Недостаточный контроль качества при заводской проверке и небрежный монтаж проводки могут привести к ослаблению внутренних кабелей питания и ненадежности соединений внутри светильника. При плохом контакте соединение может становиться нестабильным, периодически прерываясь и восстанавливаясь. Это вызывает колебания параметров питания, что непосредственно приводит к мерцание светодиодных светильников. Если не устранить эту проблему, со временем могут возникнуть угрозы безопасности, такие как выход светильника из строя или возникновение электрической дуги в месте плохого контакта.

Как устранить мерцание светодиодных светильников?

На примере уличных фонарей мы приведем основные рекомендации по поиску и устранению неисправностей, а также опишем необходимые действия для каждого типа сбоя. Анализ симптомов позволяет исключить причины, которые вряд ли могли вызвать мерцание; это помогает избежать лишних проверок и понять, как устранить мерцание светодиодных светильников.

Мерцание из-за некачественного LED-драйвера: причины явления и способы решения

Симптомы: светильник начинает непрерывно мерцать сразу после включения; мерцание носит хаотичный характер, не зависит от продолжительности работы и возникает самопроизвольно. При использовании мобильного телефона или камеры в зоне действия светильника на экране появляются заметные полосы (эффект «ряби»). Эти два основных признака могут указывать на неисправность или низкое качество драйвера. Это наиболее распространенная причина мерцание светодиодных светильников или стробоскопического эффекта у светодиодных светильников: драйверы низкого качества плохо справляются с регулировкой напряжения и фильтрацией, что приводит к чрезмерным пульсациям тока и нестабильному электропитанию.

Порядок диагностики: в первую очередь рекомендуется провести проверку методом замены. Поменяйте местами драйвер неисправного (мерцающего) светильника и драйвер исправного светильника с аналогичными техническими характеристиками, а затем понаблюдайте за их работой. Если светильник, который ранее мерцание светодиодных светильников, начал работать нормально, а исправный светильник — мерцать, это подтверждает, что драйвер поврежден или не соответствует стандартам качества. Если мерцание светодиодных светильников заметно невооруженным глазом, достаточно просто заменить драйвер на более качественный. Однако, если проблема связана с пульсацией светового потока, а к освещению предъявляются высокие требования в этом отношении, необходимо установить качественный драйвер, соответствующий техническим характеристикам. При этом параметры входа и выхода драйвера должны полностью соответствовать характеристикам исходного светильника. Если вы не уверены в правильности действий, обратитесь к специалисту, поставщику драйверов или производителю светильника (компании ZGSM — профессиональному производителю светодиодного освещения). Ниже описан процесс замены неисправного драйвера.

Колебания напряжения, вызывающие мерцание светодиодных светильников: явление и способы решения

Симптомы: многочисленные уличные светодиодные светильники вдоль всей улицы одновременно начинают мерцать и синхронно мигать, преимущественно в периоды пикового потребления электроэнергии; в ряде случаев отдельные светильники могут даже не включаться. В остальное время освещение работает в штатном режиме. Данное явление обычно вызвано колебаниями напряжения в электросети и часто наблюдается в районах с недостаточно развитой сетевой инфраструктурой; однако причиной такого мерцание светодиодных светильников также может стать неправильное проектирование распределительного щита.

Процедура поиска и устранения неисправностей: Наблюдайте, проявляет ли мерцание светодиодных светильинков коллективный или периодический характер, чтобы отличить отказы отдельных ламп от серийных отказов (мерцание светодиодов), вызванных проблемами с блоком питания. Поскольку этот тип неисправности не связан с самими лампами, мы рекомендуем клиентам обратиться к профессиональному электрику. Он сможет использовать оборудование (например, мультиметр) для измерения напряжения сети, проверить, выходит ли оно за пределы стандартного рабочего диапазона 90–305 В переменного тока, и оценить, правильно ли спроектирована распределительная панель. Конечно, в некоторых особых случаях проблема может быть вызвана также несоответствием между рабочим напряжением блока питания и напряжением сети — например, если входное напряжение(Входное напряжение драйвера светодиодов) драйвера светодиодов составляет 220–240 В, а напряжение сети всего 180 В или ниже.

Мерцание светодиодных светильников из-за недостатков теплового проектирования: явление и способы решения

Симптомы: при первоначальном включении светильник работает нормально, без мерцания, однако по мере нагрева во время работы начинает ритмично и периодически мерцать. Если после выключения и остывания в течение дня светильник при повторном включении вечером снова начинает работать нормально (и этот цикл повторяется), то неисправность можно классифицировать как срабатывание защиты от перегрева, вызванное недостаточным теплоотводом.

Процедура диагностики: оставьте светильник включенным на длительное время, а затем коснитесь корпуса и зоны расположения светодиодного драйвера. Если устройство кажется чрезмерно горячим, а вентиляционные отверстия перекрыты, радиатор слишком тонкий или отсутствует система отвода тепла, это указывает на дефект тепловой конструкции. Характер мерцания светодиодов и существенные различия в работе прибора в нагретом и холодном состояниях полностью соответствуют признакам сбоя системы термозащиты, поэтому проблемы с проводкой или электросетью можно исключить. Разумеется, причиной неисправности может быть и низкое качество блока питания, не позволяющее ему корректно работать при относительно высоких температурах. Если причиной является недостаточная толщина радиатора и, как следствие, плохой отвод тепла, единственным решением будет замена светильника. Если же причина кроется в другом (например, попадании листьев, скоплении пыли или конструктивных недочетах), проблему можно устранить путем очистки радиатора или изменения конструкции (например, переноса блока питания в зону, удаленную от радиатора). В случае использования некачественного блока питания, не рассчитанного на работу при высоких температурах, решением проблемы станет его замена. Качественные светильники должны быть рассчитаны на эксплуатацию в экстремальных погодных условиях; в настоящее время многие модели для наружного освещения оснащаются встроенными или внешними устройствами термозащиты (например, на базе термисторов NTC), предотвращающими повреждение светодиодов и блока питания из-за перегрева.

Мерцание из-за ослабленной или поврежденной проводки: явление и способы решения

Симптомы: светильник мерцает хаотично, без какой-либо закономерности. При легком встряхивании самого светильника, его кронштейна или мест подключения проводов интенсивность мерцания меняется (от слабого до сильного), а свет может периодически гаснуть и затем автоматически загораться вновь. В ряде случаев это сопровождается слабым электрическим гулом, обычно вызванным ненадежным контактом в соединениях. Как видно, данное явление отличается от мерцания, обусловленного сбоями в системе электропитания или колебаниями напряжения, поскольку здесь практически отсутствует какая-либо различимая закономерность. Кроме того, уличные светильники оснащаются устройствами защиты от скачков напряжения и другими уязвимыми компонентами. Хотя они способны выдерживать определенное воздействие скачков напряжения (например, вызванных ударом молнии), их внутренние элементы (варисторы) со временем выходят из строя, что приводит к отказу системы защиты. В большинстве случаев светильник перестает работать и подлежит срочной замене.

Порядок поиска и устранения неисправностей: отключите питание, откройте клеммную колодку светильника и поочередно осмотрите внутренние кабели питания, разъемы и места соединений, проверяя их на предмет ослабления контактов, окисления концов проводов, износа изоляции, коррозии клемм или плохого электрического контакта. Особое внимание уделите выявлению потенциально ненадежных соединений, возникших в результате заводского монтажа, выполнения подключений при установке или воздействия длительной вибрации. Также тщательно осмотрите уязвимые компоненты (например, устройства защиты от перенапряжения — УЗИП); так, некоторые модели УЗИП оснащены индикаторами, сигнализирующими о состоянии устройства или его выходе из строя. Способы устранения этих проблем довольно просты: достаточно подтянуть все винтовые соединения, обрезать окисленные или поврежденные концы проводов и заменить неисправные компоненты.

Светодиодные решения ZGSM для освещения

Краткое содержание

В данной статье подробно рассматриваются причины мерцания светодиодных светильников и описываются пошаговые методы устранения неисправностей, предлагающие практичные и готовые к внедрению решения. Прежде всего, объясняется, что первопричиной мерцания являются постоянные колебания выходной мощности светильника: поскольку светодиоды лишены инерции нагрева, свойственной нити накала ламп (которая могла бы служить буфером), даже незначительная нестабильность электропитания приводит к колебаниям яркости света. Далее выделяются четыре наиболее распространенные причины мерцания: использование некачественных и дешевых блоков питания; колебания напряжения в электросети (характерные для промышленных зон или районов с неразвитой энергетической инфраструктурой); ошибки в проектировании системы теплоотвода светильника (Рабочая температура светодиодов и драйвера светодиодов); а также ненадежные контакты во внутренних клеммных соединениях. Для устранения мерцания необходимо определить его причину: если светильник начинает мерцать сразу после включения, а при съемке на камеру смартфона по экрану «бегут» полосы (эффект пульсации), проблема обычно кроется в качестве драйвера — его следует заменить на качественный аналог, соответствующий техническим требованиям. Если яркость нескольких светильников в группе синхронно меняется в периоды пиковых нагрузок на сеть, необходимо проверить соответствие напряжения в сети и состояние проводки в распределительном щите. Если периодическое мерцание возникает только после некоторого времени работы, следует очистить радиаторы от пыли, улучшить вентиляцию и заменить блоки питания, не рассчитанные на работу при высоких температурах. Если мерцание заметно усиливается при легком встряхивании светильника или проводов, нужно обесточить устройство, подтянуть все клеммные соединения, обрезать окислившиеся или поврежденные концы проводов, а также заменить вышедшие из строя компоненты, например, устройства защиты от скачков напряжения. За дополнительной информацией обращайтесь в компанию ZGSM.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные дела

Люди также спрашивают

Введение автора