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 с