Диммирование светодиодных ламп

    Для регулировки яркости ламп накаливания давным-давно был изобретён диммер — простое электронное устройство, меняющее яркость лампы за счёт «обрезания» части синусоиды сетевого напряжения.

    Лампа накаливания проста, а светодиодная лампа содержит сложную электронную схему, поэтому с диммированием там всё непросто. Сегодня я расскажу, что делают диммеры, чем они отличаются между собой, и как себя ведут диммируемые светодиодные лампы по сравнению с лампами накаливания при регулировке яркости.




    Начнём с того, что делают диммеры. Вот осциллограмма сетевого напряжения.



    Диммер «отрезает» кусок синусоиды. При половине яркости остаются «половинки» синусоиды в каждом полупериоде.



    При минимальном уровне яркости остаются только маленькие «хвостики».



    Фактически, диммер включает и выключает нагрузку 100 раз в секунду и яркость зависит от момента включения.

    Все диммеры с двухпроводным подключением не могут «открываться» полностью — для работы им нужно питание, которое они получают за счёт небольшого напряжения, остающегося при неполном «открытии». На максимальной яркости осциллограмма на выходе диммера выглядит так.



    Обычные светодиодные лампы при включении через диммер будут включатся на полную яркость с определённого момента регулирования или мигать при попытке диммирования. Регулировать яркость позволяют диммируемые светодиодные лампы, которые содержат специальную схему, распознающую диммирование и управляющую схемой стабилизатора лампы.

    При диммировании светодиодные лампы ведут себя не так, как лампы накаливания. Когда лампа накаливания горит совсем слабо, светодиодная лампа ещё довольно ярко светится. Вот так выглядят лампы, подлюченные через один и тот же диммер на минимальной яркости.



    Все диммеры имеют разный минимальный уровень. Например, у одного из китайских диммеров осциллограмма на минимальном уровне выглядела так.



    При этом светодиодные диммируемые лампы светились довольно ярко.

    Для диммирования светодиодных ламп важно, чтобы минимальный уровень регулировки был как можно меньше. Если нить лампы накаливания на минимальном уровне регулировки чуть светится тёмно-красным цветом, такой диммер подойдёт для светодиодных ламп, если же нить лампы накаливания горит жёлтым светом, светодиодные лампы на минимальном уровне диммирования будут светить слишком ярко.

    Я подключил лампу накаливания к трём имеющимся у меня диммерам и измерил True RMS мультиметром напряжение на выходе.



    Чёрный китайский диммер на проводе — 98 В.
    Диммер IKEA — 66 В.
    Китайский диммер с блестящей ручкой — 46 В.

    Максимальный уровень у всех диммеров тоже разный:

    В сети — 228 В.
    Чёрный китайский диммер на проводе — 211 В.
    Диммер IKEA — 221 В.
    Китайский диммер с блестящей ручкой — 220 В.

    Диммируемые светодиодные лампы отличаются по минимальному уровню диммирования. Некоторые позволяют снижать яркость до 5%, а некоторые только до 20%. Вот, к примеру лампы Navigator NLL-C37-5-230-2.7K-E14-FR-DIMM и IKEA 102.667.54, включённые в один и тот же диммер на минимальном уровне яркости.



    Ещё одна проблема при диммировании светодиодных ламп — звук. Практически все диммируемые лампы тихо зудят при диммировании, но некоторые лампы с некоторыми диммерами начинают гудеть довольно громко. Зудеть может и сам диммер.

    Ещё одна проблема — несовместимость диммеров со светодиодными лампами. Некоторые диммеры «сходят с ума», когда в них включены светодиодные лампы. У меня в комнате стоит выключатель Univex с диммированием и управлением пультом. Когда в люстру вкручены светодиодные лампы, свет выключается сразу после включения. Помогла замена одной из шести ламп обычной лампой накаливания. Теперь в люстре пять светодиодных ламп и одна лампа накаливания и выключатель работает корректно.

    Последняя проблема — несовместимость ламп и диммера. При этом некоторые светодиодные лампы могут не включаться или включаться через раз. Например из шести ламп в люстре при включении могут зажечься только пять или четыре, а при повторном включении зажгутся все шесть. Причина скорее всего в помехах, вносимых диммером. У китайского чёрного диммера на половине яркости осциллограмма на выходе выглядит так:



    Вполне возможно, что импульс помехи влияет на работу электроники ламп.

    Выводы:

    1. У всех диммеров разный уровень минимума. Для светодиодных ламп нужно, чтобы он был как можно ниже;
    2. Уровень максимума тоже отличается. Если он недостаточно высок, лампы никогда не будут гореть на полную яркость;
    3. Все диммируемые светодиодные лампы имеют разный уровень минимума диммирования;
    4. Возможна несовместимость модели ламп с моделью диммера;
    5. При диммировании лампы могут гудеть, при смене диммера гудение может уменьшится.

    p.s. Вот так я провожу выходной. :)



    p.p.s. На сайте lamptest.ru появились реквизиты для финансовой поддержки проекта, кроме того теперь можно заказать тестирование любой лампы из любого интернет-магазина.

    upd.: Помимо простых диммеров, отрезающих передний фронт синусоиды (leading edge), существуют диммеры, отсекающие задний фронт (trailing edge) и диммеры на ШИМ. Мне пока такие не встречались. Спасибо Илье Савинкину за подсказку.

    © 2015, Алексей Надёжин
    LampTest
    Тестирование светодиодных ламп

    Похожие публикации

    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 64

      +4
      как то не совсем технично получилось, и неполно, рассмотрен только один тип диммера — leading edge (отсечка фазы по переднему фронту), а как же trailing edge (отсечка фазы по заднему фронту), ШИМ и тд.?
      в принципе диммирования и заключается «несовместимость» ламп и диммера, если предварительно смотреть документацию на диммер и лампу будет понятно какой способ диммирования подходит для конкретной лампы. Также хотелось бы узнать, что происходит с напряжением, током и пульсацией стороны драйвера и лампы, а не только диммера.
        +2
        Я только начинаю разбираться с диммерами, поэтому написал то, что знаю. Я вот даже не знал до вашего комментария, что существую диммеры, отсекающие хвосты. А известны модели таких диммеров?
        И ШИМ делается на высокой частоте? Тоже интересны модели.
          +3
          Производители бытовых диммеров почему-то почти никогда не указывают в документах тип диммирования, любят писать «не применим для электронных транформаторов», «только для ферромагнитных трансформаторов», «для светодиодных ламп» и прочий популизм. Пока по работе не столкнулся тоже не подозревал о том зоопарке, который есть в сфере регулирования света. Косвенно можно по цене определить, у Легранда например в серии валена самый дешевый это точно триак передний фронт, есть версия с кнопками в два раза дороже, там по заднему фронту, ШИМ встречал только в профессиональных шкафных пока. Тема проблемная, особенно по ценообразованию, каждый производитель хочет чтобы с его лампами использовали только его диммеры и из-за этого умалчивает технические детали. Еще выбор диммера сильно влияет на ресурс в случае с разными видами ламп кроме накаливания. В общем тема огромная и у меня были завышенные ожидания от вашего заголовка =)
            +5
            Прошу прощения за неоправданные ожидания. Однако сильно подозреваю, что 99% людей не знают и о том, что я написал.
            По хорошему нужно брать все доступные модели диммеров и тестировать, но у меня пока нет такой возможности.
              +1
              Всё верно человек пишет, мне так и не удалось добиться от Schneider вразумительного ответа, чем отличаются их диммеры. Что уж там про китайцев говорить.
              0
              Я не специалист в диммерах, но что-то мне подсказывает, что подавляющее большинство бытовых диммеров за не очень большие деньги (а какой дурак будет покупать волшебную коробочку за много денег если рядом такая же, но за не очень много денег) — симисторные, так как схема на транзисторе значительно сложнее (или я ошибаюсь?) хотя, возможно, если выпускать все это а промышленных масштабах, то разница в цене не велика. Ну а раз диммеры симисторные, то они все действуют одинаково — leading edge.
          0
          Когда-нибудь начнут появляться прошивки лампочек с поддержкой конкретных диммеров…
            +2
            Нет. Там нет программных проблем, да и программ нет. Там проблемы чисто элкектронные.
            Возможно в будущем появятся какие-то новые цоколи и новые виды ламп с цифровым управлением. Вот тогда и прошивки появятся.
              0
              Пока нет. Но хорошо распознать диммер — задачка нетривиальная. Тут без цифровой обработки сигналов не обойтись,
                0
                Без цифры может и сложно, а так лампочке достаточно померить среднеквадратичное значение напряжения, и пофиг, какой диммер. Если предусмотреть режим обучения например путём выкручивания диммера на максимум с последующим выключением, можно реализовать плавную регулировку от 0% до 100%.
                Хуже будет, когда диммеры перестанут модифицировать напряжение, а будут лишь посылать сигнал управления яркостью. Зашифрованный.
                  0
                  если мерять напряжение, то такая лампочка будет постоянно менять яркость, когда в сети скачет напряжение.
                  а один из жирных плюсов светодиодных ламп — они всегда горят ровно, что бы там ни творилось.
                    0
                    эту проблему можно победить измеряя соотношение амплитудного к среднеквадратичному и пропустив через цифровой фильтр с гистерезисом или простым усреднением.
                0
                Дык уже есть, GX53 например
                Правда в нём не электрическая/электронная проблема решена, а проблема перегрева.
                  +1
                  не появятся. уже существуют микросхемы светодиодных драйверов, один из входов которых анализирует форму входного напряжения и в зависимости от неё корректирует аыходной ток для светодиодов. так что микроконтроллеры там ни к чему.
                    0
                    А есть точно такое же, но только чтобы можно было подключить красный светодиод для снижения цветовой температуры при низкой яркости? :-)
                      0
                      сомневаюсь. на данный момент я видел решение такой проблемы в виде умного двухканального драйвера. на светодиодном модуле парами стоят теплые и холодные светодиоды, подключенные к разным каналам. цветовая температура определяется соотношением токов этих каналов. а логика «утепления» при снижении яркости заложена еще «выше» в устройстве, управлчющем этим драйвером.
                  +4
                  Когда-нибудь люди откроют для себя нормальные человеческие светодиоды (например, XM-L2) и нормальные регулируемые блоки питания (например, mean well HLG-**-**B). И откажутся от пережитков культа личности Эдисона. По крайней мере я на это надеюсь.
                    0
                    Вроде что проще — обновить програмное обеспечение. Но с унаследованными программами десятилетиями живут. И предела этому не видно.
                    Что же Вы хотите от домашних электропроводки и выключателей? Лампочки заменить еще реально, а выключатели массого заменяться еще долго не будут.
                      +1
                      Скорее всего появятся какие-то новые стандарты цоколя или просто все начнут делать люстры с несъёмными светодиодами. Но похоже до этого ещё далеко.
                        0
                        Уже делают. Был недавно в магазине, уже продают люстры и «шары» (не знаю как называются) со строенными светодиодами или с посадкой только для светодиодных ламп.
                          0
                          Такие цоколи уже есть: GX53, GX70
                            0
                            Делают уже. Но вот я не готов платить за один «шарик» люстры со встроенным светодиодом (без возможности замены) 20 евро (а именно за столько его хотят продать в местном магазине).
                            +2
                            чтобы диммировать светодиодные блоки питания как правило из них выходят дополнительные управляющие провода (например, аналоговые 0-10В или цифровоц DALI). и в выключатель в таком случае нужно тянуть именно эти управляющие провода. так что в домах это появится не скоро.
                              0
                              Люди хотят законченное решение, а не «сделай сам».
                              Например — люстру или светильники с «вечными» светодиодами, которые не надо будет менять, и поддержкой диммеров.
                              И желательно чтобы не надо было менять для этого проводку.
                                0
                                Зачем?
                                Это сверхмощный вариант, у него другая цель (точечный источник в фонаре или фаре).
                                А в лампочке нет такой задачи, и потому другие варианты (десяток диодов меньшей яркости) гораздо выгоднее. Даже xp-g, пожалуй, будет чересчур.
                              0
                              Спасибо за проведенную работу, уже во всей квартире заменил освещение на светодиодное, кроме своей комнаты. У себя в комнате люстра с 5 лампами накаливания 60Вт и ночник с лампой накаливания на 75Вт. А все почему, потому что диммер на люстре и в ночнике.
                              Пробовал разные диммируемые лампы ikea, у всех очень яркий минимальный уровень и с моим диммером 2 лампы в одной люстре уже начинают гудеть, по отдельности вообще бесшумные.
                              Хотелось бы обзор-сравнение диммируемых ламп с указанием минимальной яркости, и в табличку можно добавить параметр минимальной яркости.
                                0
                                Да, думаю в поле диммируемости на lamptest ставить значения минимума.
                                0
                                Ещё одна проблема — несовместимость диммеров со светодиодными лампами. Некоторые диммеры «сходят с ума», когда в них включены светодиодные лампы. У меня в комнате стоит выключатель Univex с диммированием и управлением пультом. Когда в люстру вкручены светодиодные лампы, свет выключается сразу после включения. Помогла замена одной из шести ламп обычной лампой накаливания. Теперь в люстре пять светодиодных ламп и одна лампа накаливания и выключатель работает корректно.

                                Мне тоже пришлось добавить в нагрузку одну гологеновую лампочку. Симптом был такой же.
                                У моего диммера в инструкции кроме максиальной мощности потребителей был указан и минимальный порог. Светодиодные лампы по заявленной мощности потребления в сумме не набрали минимума. Возможно у вас та же причина.
                                  0
                                  Вряд ли. 6 ламп по 6 ватт это уже 36, а одна галогенка на 28 Вт отлично работает.
                                    0
                                    У меня 18 лампочек по 9Вт каждая.
                                    Диммер Legrand Suno 400 Вт (насколько я знаю уже снят с производства).

                                    Поднял инструкцию. Минимальный порог 40 Вт.
                                    18*9=162 Вт. Добавил одну галогеновую лампу на 50 Вт.
                                    Видимо, я тогда решил что надо хотя бы до половины нагрузить а в памяти отложилось что был недобор.
                                    Судя по всему, дело действительно не в этом.

                                    PS: По лампочкам:
                                    — за 3 года умерло 3 лампы из 18. Пользуемся активно, включаем и диммируем.
                                    — заметнен разброс порога включения по 18 лампам работающим одновременно. Неизвестно они из одной серии или нет.Покупались в одном месте и разом.
                                  0
                                  А в диммируемом режиме LED лампа меньше потребляет?
                                    0
                                    естественно
                                      0
                                      Это не очевидно, на самом деле. От контроллера зависит.
                                        0
                                        это очевидно, на самом деле.
                                        например, имеем преобразователь с кпд порядка 90%, который питает светодиод.
                                        когда лампа светит, например, вдвое слабее — это значит, что в светодиод ушло вдвое меньше мощности.
                                        если потребление лампы осталось тем же — это значит, что кпд преобразователя стал меньше, и в нашем примере составляет 45%.
                                        при этом тепловыделение на преобразователе вырастет в пять с половиной раз, и он тупо сгорит.

                                        (у самого светодиода 80% уходит в тепло, но для наших расчётов это неважно — важно то, что кпд светодиода тут константа)
                                          0
                                          довольно очевидно. мощность, потребляемая драйвером измениься не значительно. а вот мощность отдаваемая в светодиоды снизится. в результаье вмемте с общей мощностью снизится еще и КПД.
                                            0
                                            Светодиод это нелинейный прибор. Когда он светить вдвое меньше, то течет вдвое меньше ток, а напряжение осталось таким же, значит «недостатачу» надо где-то рассеять. Так что потребяемая мощность, наверное, всё же упадёт, но не в два раза, а меньше, потому что КПД упадёт.
                                              0
                                              недостачу чего? ток уменьшится, напряжение нет (почти) в результате мощность отдаваемая в светодиоды упадет пропорционально падению тока. а вот сам драйвер будет потреблять столькоже как и раньше. а потребление драйвера — это и есть потеря кпд.
                                                0
                                                Почему это драйвер будет потреблять столько же?
                                                  0
                                                  а с чего потреблению самого драйвера измениться? ну, разумеется, строго говоря, какое-то незначительное изменение будет (транзистор будет на более короткие промежутки времени открываться), но по сравнению со снижение потребления светодиодами (а это как раз полезная работа) это капля в море.
                                      0
                                      а существуют ли бытовые диммеры с датчиком перехода через 0?
                                      т.е. чтобы резать синусоиду по полупериодам, как это нормальные люди делают? чтобы не создавать огромных помех в сети?
                                      возможно это создаст ужасные световые пульсации на обычных лампах накаливания, но светодиодные, как написали, уже содержат схему распознования диммирования, дла них это не должно стать проблемой?
                                        0
                                        под такие диммеры потребуются и специальные лампы, которые анализируют не степень обрезания периода, а долю пропущенных периодов. и дискретность низкая получится: как подобным образом передать 43% например?
                                          0
                                          Если Вы имели ввиду вырезание полупериодов целиком, то это во-первых неэффективно (что, при диммировании в 10% вырезать 9 полупериодов подряд?), а во вторых будут жуткие пульсации и у светодиодных ламп (их стабилизатор рассчитан на 50Гц, а не такое безобрзие).
                                            0
                                            ни на какие 50Гц стабилизатор не рассчитан — первое что делает драйвер выпрямляет и стабилизирует входное напряжение.
                                              0
                                              Рассчитан. Если бы в сети было 400 Гц, конденсаторы этого стабилизатора имели бы в 8 раз меньшую ёмкость, если же вдруг появится большая скважность входной синусоиды имеющиеся конденсаторы не справятся с выпрямлением напряжения и возникнет пульсация.
                                                0
                                                Я немного позанудствую. Скважность синусоиды — странное понятие. Видимо, имелся в виду угол отсечки.
                                                  0
                                                  Так нет же! Насколько я понимаю, человек предлагает удалять целиком часть полупериодов. Получается именно скважность.
                                                    0
                                                    А, видимо, регулирование мощности с применением распределения по методу Брезенхема. Там тоже сложно применить понятие скважности, поскольку результирующий сигнал и на периодический-то не особо похож… Ну да ладно.
                                                      0
                                                      Согласен. Но я даже не знаю, как это по-другому обозвать. :)
                                                      В любом случае это лишь теории. На практике так не делают.
                                                  0
                                                  справедливо
                                                0
                                                Конечно выпрямляет. Только 1/10 от 50Гц это уже частота в 5Гц, а для того чтобы обеспечить стабилизацию входного напряжения на такой частоте нужен конденсатор гораздо большей ёмкости. Это сразу делает многие решения непривлекательными.
                                            0
                                            Может кто нибудь посоветует правильный диммер для недиммируемых светодиодных ламп?
                                            (модель или схему)
                                              +1
                                              волшебный плафон для люстры, с изменяющейся прозрачностью))
                                                0
                                                Это невозможно технически.
                                                  0
                                                  Да ну? Даже механически можно реализовать. Жидкие кристаллы тоже вроде умеют прозрачность менять.
                                                    0
                                                    Мы говорим об электронной регулировке яркости лампы.
                                                  0
                                                  правильный диммер для недиммируемых светодиодных ламп


                                                  Выкинуть имеющийся недиммируемый балласт и поставить самодельный диммируемый.
                                                    0
                                                    Если лампа работает от 12 вольт — легко! Ставим обычный ШИМ и всё.
                                                      0
                                                      Если в лампе стоит нормальный электронный балласт, а не резистор, ШИМ может не оказать ожидаемого эффекта.
                                                    +2
                                                    Мне кажется, что вместо реквизитов для пожертвований куда дельнее было бы опубликовать «кикстартероподобный» проект, скажем, «Мегаисследовние диммеров». Установить базовую цель и дополнительные цели, что-то вроде «При сборе 30 000 рублей будут исследованы 20 моделей, при 50 000 — 50 моделей плюс будет специальный замер яркости на специальном приборе, при 100 000 рублей — 50 моделей будут раскурочены и сфотографированы». Добавить фишки для крупных бэкеров. Мне кажется, что у вас есть отличная возможность делать это на краудфандиговых началах, потому что ваш «продукт» — обзоры — неплохо под это подходит, и стартовое доверие уже есть.
                                                      +1
                                                      Спасибо за совет! Возможно так и сделаю.
                                                      На Яндекс-деньги вчера прислали 700 рублей. Уже приятно. Купленные в IKEA новые лампочки для теста почти отбились. :)
                                                      0
                                                      Костыли бывают не только в программах…
                                                        0
                                                        О-о-о, разумеется! Разработчики железа придумали их задолго до того, как вообще возник термин компьютерной программы…
                                                        0
                                                        Диммирование светодиодных ламп нужно делать совершенно по другому принципу. Мерцать сто раз в секунду — не дело, это убивает глаза. Сейчас схемы драйверов, которые «поддерживают диммирование» сводятся к тому, что светодиоды гаснут пока сетевое напряжение около нуля. Но это полный шлак, уж лучше пусть не диммируются совсем, чем так.

                                                        По-хорошему, нужны драйвера, которые будут интегрировать абсолютное значение сетевого напряжения и линейно менять ток в зависимости от процента «нулевого» напряжения во входном сигнале. Но я пока ни драйверов, ни микросхем подходящих не видел. В принципе, «древность» типа HV9910 можно линейно диммить, но ни одной схемы с ней в таком режиме я, опять же, не видел. А в более новых драйверах даже входа линейного димминга нет, в лучшем случае есть вход для ШИМ-димминга.

                                                        Пичаль.

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                        Самое читаемое