Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии

Светодиодные источники света появились относительно недавно, но уже успешно вытесняют световые приборы других типов. Коснулись эти перемены и прожекторов. В этой статье мы узнаем, почему мигает светодиодный прожектор, и выясним, как справиться с подобной проблемой.

Принцип работы и устройство светодиодных прожекторов

Для начала разберемся в конструкции и принципе работы светодиодного прожектора. Конструктивно прибор состоит из корпуса, в котором размещается светодиодная COB-матрица или набор SMD светодиодов той или иной мощности. Этот же корпус может исполнять роль радиатора, отводящего тепло от полупроводников, нагревающихся при работе. Перед светодиодом располагается отражатель, обеспечивая нужный угол рассеивания светового пучка. Отражатель закрыт защитным стеклом.

Поскольку светодиод для своего питания требует низкого напряжения и стабилизации тока через него, в этот же корпус встраивается так называемый драйвер – блок питания, преобразующий первичное напряжение (обычно переменное 220 В) в необходимое для питания светодиода (светодиодов). Этот же драйвер обеспечивает стабилизацию тока на необходимом для нормальной работы полупроводников уровне.

Конструкция прожектора
Конструкция светодиодного прожектора

На фото цифрами обозначены:

  1. Корпус.
  2. Отражатель.
  3. Защитное стекло.
  4. Светодиодная матрица или набор дискретных светодиодов.
  5. Радиатор (может быть частью корпуса).
  6. Драйвер.

Принцип работы осветительного прибора чрезвычайно прост. Первичное напряжение поступает на драйвер, преобразуется до необходимой величины, стабилизируется и питает светодиоды, собранные в ту или иную схему (обычно последовательными группами, включенными параллельно).

Важно! Некоторые модели светодиодных прожекторов не имеют встроенного драйвера. Такие приборы подключают через внешний блок питания с нужными параметрами.

На фото ниже изображен прожектор без встроенного драйвера. Все его «внутренности» – светодиодная матрица и  токоограничивающий резистор. Этот прибор требует для своего питания стабилизированного постоянного напряжения величиной 12 В.

внешний блок питания для прожектора
Этому прожектору для работы требуется внешний блок питания
к содержанию ↑

Почему мерцает во включенном состоянии

Разберемся в причинах мерцания или мигания и решим, что делать в этом случае и как решать эту проблему. Но прежде определимся с терминологией:

  1. Мигание. Периодическое полное включение и выключение светодиодного прожектора с той или иной периодичностью и довольно низкой, хорошо различимой глазом частотой.
  2. Мерцание. Периодическое изменение яркости светодиодного прожектора с относительно высокой (десятки герц) частотой. В отличие от мигания мерцание может быть едва заметно или даже незаметно визуально, но имеет свои последствия (об этом ниже).

А теперь выясним, почему «моргает» светодиодный прожектор и какие причины вызывают этот эффект.

Что такое высокий коэффициент пульсаций и почему это плохо

Согласно определению, пульсация – это периодическое изменение определенного параметра во времени. Для определения уровня таких изменений вводится понятие коэффициента пульсаций (КП), который показывает отношение максимальной амплитуды пульсаций к средней величине данного параметра. Взглянем на график, характеризующий форму напряжения в обычной бытовой розетке.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Диаграмма изменения величины напряжения в сети 220 В переменного тока

Мы видим, что напряжение сначала плавно увеличивается, затем уменьшается, затем снова увеличивается с противоположным знаком, снова уменьшается и т. д. Все эти изменения происходят 50 раз в секунду. Если подключить к такой сети лампочку накаливания, то теоретически ее яркость также будет периодически изменяться от нуля до максимума – свет будет сильно пульсировать.

На практике же пульсации света лампы накаливания не так заметны, поскольку спираль за такое короткое время не успевает остыть, и лампа не тухнет полностью. То есть, подключив лампу накаливания к сети буквально со стопроцентным КП, мы получим намного меньший и вполне приемлемый коэффициент пульсаций светового потока.

Другое дело светодиод. Он практически не имеет инерционности (во всяком случае для нашего глаза), и яркость его будет изменяться в точности так, как изменяется мгновенная величина напряжения в сети. Это значит, что коэффициенты пульсации напряжения и освещенности будут равны.

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос эксперту
Полезно! Питание светодиода переменным током невозможно, но сути вопроса это не меняет. Коэффициент пульсаций яркости полупроводникового источника света будет равен коэффициенту пульсаций питающего напряжения.

Чем чреваты пульсации светового потока? Практически каждый видел светильники с выработавшими свой ресурс линейными люминесцентными лампами или, как их называют, лампами дневного света (ЛДС). Их мерцание настолько заметно, что даже находиться под ними длительное время тяжело. Начинает болеть голова, человек утомляется. О выполнении какой-либо работы или чтении речи вообще нет – глаза отказываются служить уже через пять минут. И, конечно, все это сказывается на зрении.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Светом с большим коэффициентом пульсаций только глаза можно испортить

И чем выше коэффициент пульсаций светового потока, тем тяжелее его переносит человек. Пусть даже на частотах 100 или вообще 50 Гц (теоретики утверждают, что глаз таких частот не видит) они не очень заметны визуально, но последствия от мерцания сохраняются. Исходя из вышесказанного: чтобы пульсации светового потока полупроводникового прожектора, практически не имеющего инерционности, были минимальны, придется обеспечить прибор питанием с минимально возможным КП. А теперь разберем причины, которые могут вызвать мерцание (пульсации светового потока) светодиодного прожектора.

Проблемы в электросети или проводке

Чаще всего такие проблемы вызывают хаотическое мигание (см. выше), но если, к примеру, в распределительной коробке, выключателе или розетке плохой контакт, то искрение в соединении может вызвать мерцание. Еще одна проблема – качество самого питающего напряжения. Если оно постоянно «скачет», то и светодиодный прожектор будет «скакать» за ним. У кого есть гараж, тот наверняка наблюдал, как свет начинает хаотично мигать, мерцать и сверкать, как новогодняя елка, когда в соседних гаражах приступают к электрическим сварочным работам.

Важно! Обычно с незначительными перепадами напряжения справляется драйвер, автоматически поддерживающий выходное напряжение на должном уровне. Но если он низкого качества, а перепады на входе велики, то он не справится с поставленной задачей, и прожектор начнет пульсировать.

Некачественный драйвер

Как мы выяснили, от качества драйвера напрямую зависит качество работы всего светового прибора. Если в нашем светодиодном прожекторе стоит дешевый китайский драйвер с однополупериодным выпрямителем, то коэффициент пульсаций светового потока будет не просто большим, а очень большим. Поскольку такой выпрямитель лишь срезает отрицательную полуволну, делая питающее напряжение вообще неприемлемым, и даже сглаживающий конденсатор здесь не поможет.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Диаграмма формы питающего напряжения после однополупериодного выпрямителя

Но даже выпрямитель, собранный по мостовой схеме, но без сглаживающего конденсатора (ну, сэкономили) малопригоден для питания светодиодов, поскольку КП и с ним слишком велик.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Диаграмма питающего напряжения с мостовым выпрямителем без сглаживающего конденсатора (вверху) и с конденсатором большой емкости
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос эксперту
Важно! В некоторых вроде бы качественных источниках питания производитель устанавливает сглаживающий конденсатор крайне небольшой емкости. В этом случае у нас есть два варианта: заменить прожектор целиком либо заменить конденсатор на прибор с большей емкостью.

Еще одна проблема – недостаточная мощность драйвера или неудачная схемотехника (малый диапазон питающих напряжений, плохой коэффициент стабилизации и т. д.). Таким образом, выбирая этот узел, не стоит гнаться за дешевизной – ничего хорошего из этого не получится.

Неисправный драйвер

Но даже качественный драйвер известного бренда может “закапризничать”, если он сломается. Высохнет сглаживающий конденсатор, и мы получим пульсирующее питание. Выгорит один диод в диодном мосте – и никакой сглаживающий конденсатор не справится. Возможен и банальный непропай. Поэтому, если прожектор работал отлично, но внезапно начал мерцать, имеет смысл проверить исправность драйвера.

Проблемы со светодиодами

Причиной плохой работы могут быть низкокачественные светодиоды или выход части из них из строя. Тут только один выход – заменить светодиодную матрицу на качественную или найти и заменить неисправный светодиод, если источник света собран на дискретных элементах.

Важно! Причиной проблемы могут стать источники света, отслужившие свой ресурс. Обычно при этом лишь падает яркость светодиодного прожектора, но может наблюдаться и мерцание светового потока. Лечится это так же, как и в предыдущем случае, – заменой светодиодов.

Еще один случай – плохо припаянный светодиод (матрица). Берем паяльник, пропаиваем. Если прожектор собран на дискретных светодиодах, то мерцать будут не все, а только группа, в которой стоит непропаянный светодиод.

к содержанию ↑

Когда можно отремонтировать и в каких случаях лучше заменить прибор

Итак, мы купили светодиодный прожектор, а он заметно мерцает, хотя напряжение в розетке в норме. Что делать, чинить или выбросить? Если мы знакомы с радиотехникой, то можно попытаться починить прибор – поставить сглаживающий конденсатор большей емкости, заменить однополупериодный выпрямитель на мостовой. Может, производитель плохо пропаял детали или провода. Но тут есть несколько проблем:

  • вскрывая прожектор, мы лишаемся гарантии. Это значит, что при серьезной проблеме никто нам неисправный или низкокачественный прибор не заменит;
  • лишившись гарантии, мы можем обнаружить, что вместо нормального драйвера установлен, к примеру, балластный блок питания, который не починишь (он исправен, но абсолютно не годится для этих целей);
Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Такой блок питания абсолютно не годится для питания мощных светодиодов и матриц
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос эксперту
Исходя из этих проблем, можно сделать вывод – если прибор гарантийный сломался или плохо работал изначально, то лучше просто отнести его обратно в магазин или сдать в сервисный центр. Другое дело, если гарантия давно закончилась. В этом случае имеет смысл попытаться его отремонтировать.
к содержанию ↑

Тускло горит или мигает после выключения

Иногда бывает, что светодиодный прожектор тускло светит или помигивает даже в выключенном состоянии. В чем может быть причина такого, казалось бы, невероятного события: напряжения нет, а осветительный прибор горит в полнакала?

В цепи стоит датчик движения

Существует множество типов датчиков движения для различных источников света. Для ламп накаливания, к примеру, чаще всего используются датчики с двухпроводным включением. То есть датчик и прожектор соединены последовательно и подключены к сети 220 В.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Схема подключения двухпроводного датчика движения 

Здесь, если выключатель S1 включен, то напряжение на прожектор подается напрямую, и он всегда горит. Размыкаем выключатель, в работу включается датчик движения В1. Но он для своей работы требует питания, которое получает от сети через подключенный к нему светильник. При использовании с лампами накаливания или галогенками проблем не возникнет, но со светодиодами дело обстоит иначе.

Итак, ток питания датчика, протекающий через прожектор, невелик, но он постепенно заряжает сглаживающий конденсатор его драйвера. Как только зарядится полностью, драйвер запустится и зажжет светодиод. Конденсатор быстро разряжается, и прожектор тут же гаснет. Произошла вспышка. Далее процесс повторяется.

Важно! Аналогичный эффект может вызывать и «правильный» датчик движения, если он неправильно подключен. Стоит перепутать ноль с фазой при плохой проводке, как прожектор начнет периодически помигивать, а то и засветится (см. раздел «Проблемы с проводкой или неверное подключение»).

схема подключения датчика движения к прожектору
Правильная схема подключения датчика движения к светодиодному прожектору

Выключатель с подсветкой

Нередко в домах устанавливаются выключатели с подсветкой. Удобно – не нужно искать клавишу на ощупь в темное время суток.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Схема подключения выключателя с подсветкой

Но светодиодный прожектор с таким выключателем тоже будет помигивать. Причина та же, что и с двухпроводным датчиком движения. Неоновой лампе или светодиоду нужна энергия, которая будет поступать на них через прожектор и токоограничивающий резистор R1. В результате будет происходить зарядка конденсатора, за которой следует вспышка.

Проблемы с проводкой или неверное подключение

Как известно, согласно ПУЭ, выключатель должен включаться в разрыв фазного провода.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Правильная схема подключения выключателя

Во-первых, это безопасно – стоит разомкнуть выключатель, и светильник будет полностью обесточен – на нем не будет «висеть» фаза. А во-вторых, неправильное подключение фазы и нуля тоже, как это ни странно, вызовет мигание выключенного светодиодного прожектора. Почему? Дело в токах утечки по нулевому проводу, который идет от прожектора до выключателя. Сырые стены, нарушение изоляции, влажная распредкоробка. Утечка невелика, но ток будет, а значит, будет заряжаться и конденсатор драйвера.

Важно! Если проводка старая, с большими участками поврежденной изоляции, то тока утечки даже может хватить для запуска драйвера, и прожектор будет светиться. Причем при высокой влажности даже довольно ярко.

Как решить эту проблему?

Можно ли решить все вышеперечисленные проблемы? Если выключатель стоит в разрыве нуля, то нужно собрать правильную схему, подключив его в разрыв фазного провода. Это можно сделать в распредкоробке. То же самое и с трехпроводным  датчиком движения. Если поменять ноль с фазой на выключателе затруднительно или вовсе невозможно, то можно воспользоваться схемой, приведенной ниже, использовав реле переменного тока с напряжением обмотки 220 В и установив его рядом с прожектором.

Почему мигает светодиодный прожектор во включенном и выключенном состоянии
Включение прожектора через выключатель и реле

С двухпроводным датчиком дело обстоит несколько сложнее. Можно попробовать зашунтировать светодиодный прожектор бумажным конденсатором емкостью 0.5-1 мкФ и с рабочим напряжением не ниже 400 В. Конденсатор должен быть неполярным. В ряде случаев это помогает, но лучший вариант – просто не использовать двухпроводной датчик движения.

Шунтирование
Шунтирование светодиодного прожектора конденсатором

Выключатель с подсветкой – тут два варианта: снять клавишу и просто отключить лампочку или светодиод подсветки. Если подсветка желательна, то можно воспользоваться все тем же конденсатором, зашунтировав им светодиодный прожектор.

к содержанию ↑

Прожектор перестал гореть или тускло светит

Что делать, если еще вчера исправный прожектор внезапно перестал гореть или светится тускло? Проблема может быть вызвана следующими причинами:

  1. Исчезло питание. Осматриваем все соединения в распредкоробках, вскрываем и проверяем выключатель, розетку (если она есть). Виноват может быть и кабель, которым подключается прожектор к сети. Также возможно срабатывание автомата, питающего эту линию.
  2. Вышел из строя драйвер. Вскрываем, осматриваем визуально все соединения и элементы схемы. Ничего нигде не должно быть обугленным, все пайки и соединения в порядке. Если знакомы с электроникой, прозваниваем основные элементы драйвера – выпрямительные диоды, сглаживающий конденсатор, ключевой транзистор (у мощных драйверов их два).
  3. Сгорела светодиодная матрица. Прозваниваем, заменяем аналогичной.
  4. Сгорел отдельный светодиод. В этом случае не будет гореть целая секция светодиодов – это отлично видно визуально. Вызваниваем, находим неисправный, меняем на аналогичный.
  5. Плохая пайка на матрице или отдельных светодиодах. Это видно визуально. Осматриваем, находим, пропаиваем
  6. Светодиоды или матрица выработали свой ресурс. В таком случае прожектор будет светить все хуже и хуже. Светодиоды со временем теряют яркость, но процесс снижения светоотдачи длится месяцами и даже годами. Если яркость пропала сразу, то дело не в деградации кристалла.
  7. Понижено питающее напряжение. Замеряем напряжение питания светодиодного прожектора. Лучше это сделать на питающем кабеле или в розетке, подключенной к той же линии, что и световой прибор.

Вот мы и выяснили, почему светодиодный прожектор начал мерцать, мигать или совсем погас. Теперь выяснить причину проблемы нам не составит особого труда.

Предыдущая
ПрожекторыКак выбрать ксеноновый прожектор или фонарь
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Очень плохоПлохоНормальноХорошоОчень хорошо! (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Лампа Эксперт
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: