Проблема LED и как с ней бороться

LED – светлое будущее энергосбережения с малоизвестными проблемами

Светодиоды «строят свою карьеру» на протяжении последних лет. Благодаря своей эффективности и индексу цветопередачи, нет практически ни одной области технологии освещения, где бы они не применялись: Светодиодные лампочки являются хорошей альтернативой непопулярным энергосберегающим лампам. Светодиодные ленты открыли совершенно новые возможности для светового дизайна. Светодиодные светильники уже применяются в профессиональном освещении: театральном, концертном, студийном.

Тем не менее, не каждая обычная лампочка может быть легко заменена современной светодиодной. Это может привести к значительным неисправностям в электросети и оборудовании. Удивительно, но даже простое включение новой светодиодной лампы может вывести из строя реле. Причиной этого являются кратковременные, но чрезвычайно высокие скачки пускового тока. Они могут быть в тысячу раз и больше номинала самой лампочки! Контакты могут просто сгореть или оплавиться.

При выборе светодиодной лампочки, как правило, до сих пор обращают внимание лишь на стандартные характеристики, принятые для обычных лампочек: тип цоколя, световой поток, индекс цветопередачи. Всё остальное обычно не учитывается. В отличие от ламп накаливания и галогенных ламп, светодиодные также содержат в себе встроенную электронику для включения и управления светодиодами. При этом, каждый производитель сам проектирует свои лампы. В настоящее время не разработаны стандарты пускорегулирующей электроники и самих светодиодов. Поэтому светодиодные лампочки различных производителей при включении и диммировании ведут себя по-разному. Эти стандарты существуют пока что только в виде проекта! 

Нет стандартов для светодиодных ламп? Тогда мы будем тестировать их сами!

Если коммутационная способность прибора не включает в себя значения для светодиодных и газоразрядных ламп, то скорее всего этот прибор не предназначен для этих типов ламп. Вместе с этим, указанная мощность светодиодных ламп не всегда может быть полезна. Какие максимальные токи переключений допускает производитель? Они могут отличаться от лампочки к лампочке. Также, нужно быть осторожным при подключении нескольких лампочек. Несколько светодиодных ламп с низкой номинальной мощностью могут иметь более высокие пусковые токи, чем одна светодиодная лампочка с номиналом, равным сумме номиналов первых.
Для того чтобы иметь возможность указать допустимые нагрузки для реле и диммеров, Theben проводит измерения на широко используемых в настоящее время типах лампочек. В ходе этих испытаний переключающие устройства проходят через по меньшей мере 40000 циклов переключения. Это позволяет указывать на наших устройствах реальные значения допустимых нагрузок, которым мы можете доверять.

LED – убийца контактов. Малое энергопотребление в использовании, расточительное при включении.

Простой пример: В многоквартирном жилом доме решают на лестничных клетках заменить все старые лампочки на светодиодные. Специалист измеряет и проверяет заданную яркость и выбирает мощность светодиодных ламп. После несложных расчетов, потенциальная экономия кажется перспективной. В дополнение к низкому энергопотреблению, срок службы светодиодных ламп обещает снижение затрат на техническое обслуживание системы освещения всего дома. 

Но вдруг фотореле или таймер, управляющие освещением на лестнице, выходят из строя. Экспертиза установила сгоревшие и оплавленные контакты: реле устройств было явно перегружено, хотя сумма номиналов ламп была значительно снижена.

Тяжелая работа для контактов. Переключение емкостной нагрузки.

Как светодиодная лампочка, которая имеет всего несколько ватт номинальной мощности, может разрушить переключающий контакт, который был рассчитан на переключение нескольких сотен ватт? При ближайшем рассмотрении ответ был найден в значениях пускового тока.

В лампах накаливания токи переключения холодной спирали вызывают всего десятикратное увеличение номинального тока. В светодиодных и энергосберегающих лампах с их емкостными характеристиками можно обнаружить импульсы тока продолжительностью в несколько микросекунд, превышающие в 1000 раз и больше номинальный ток! Измерения в нашей тестовой лаборатории, уполномоченной VDE, показали, что в самом неблагоприятном случае ток коммутации светодиодной лампы 1,8 Вт превысил номинальный в 1706 раз!

Смотрите под ноги! Предупреждение о выключении.

На данный момент, мы также вынуждены сообщить о проблемах с функцией «Предупреждение о выключении» (стандарт DIN 18015-2 для лестничных реле): Мигание не может быть надежно видно, так как этому мешают электронные балласты и конденсаторы светодиодов. Множественные переключения, также, снижают срок службы устройств.

Как включать светодиодные лампы правильными контактами и в нужное время?

1. Два контакта для всех случаев: Технология «pre-contact»

Высокие токи требуют специальных контактов. Вместе с контактами из сплава серебро-оксид олова (AgSnO2), Theben использует комбинацию из двух вольфрамовых контактов. Ведущий контакт состоит из материала с высоким сопротивлением и очень прочного вольфрама. Эти контакты принимают на себя пусковой ток и ограничивают его в то же время. Таким образом, низкоомный главный контакт защищается от пиков пусковых токов переключения. Theben использует эти реле в цифровых таймерах TR 609 top2 S и
SELEKTA 175 top2, а также в датчиках движения theLuxa P и датчиках присутствия theRonda P.

2. Переключение в нужное время: Технология «zero-cross switching»

Коммутационные устройства, предназначенные для емкостной нагрузки, должны делать это особо деликатным способом. Theben использует особенно эффективное решение, так называемую «zerocross switching» технологию. Коммутация всегда происходит при значении тока, близком к нулю! Устройство вычисляет момент пересечение синусоиды переменного напряжения. В этот момент бросок тока минимален при переключении. Это защищает контакт реле и продлевает срок его службы даже при высоких нагрузках. Почти все устройства серии top3, датчики движения theLuxa S и датчики присутствия PlanoCentro оснащены этими реле.

3. Экологичное переключение: Контакты без кадмия

Оксид кадмия, как считалось, был идеальным материалом для контактов, предназначенных для больших токов переключения. Но он был запрещен в соответствии с директивой RoHS, в которой, однако, есть исключения для электрических контактов. Тем не менее, Theben уже перешел на экологически чистый материал – сплав сереброоксид олова (AgSnO2). Он предоставляет сравнительно хорошие, а в некоторых случаях даже лучшие коммутационные свойства, такие как более высокое сопротивление к выгоранию, повышенная стойкость к воздействию электрического износа и значительно уменьшенную склонность к миграции материала во время работы.