Головна і, мабуть, єдина причина виходу з ладу звичайних ламп розжарювання, галогенних і люмінесцентних лампочок - перегорання спіралі. З точки зору фізики цей процес можна легко пояснити. З розпеченій спіралі постійно випаровуються атоми вольфраму.
У звичайних лампах швидше, в галогенних - повільніше. Після виключення частина випарувалися атомів осідає назад на спіраль, частина на колбу. Як наслідок нерівномірного осідання, з часом утворюються стоншена ділянки. А що приводить в непридатність світлодіодні лампи?
Чому лампи перегорають?
Всі лампи зі спіраллю розжарювання працюють за принципом термоелектронної емісії, тобто при проходженні струму спіраль розжарюється, випромінюючи світло видимої частини спектра. Інтенсивність тепловиділення обернено пропорційна товщині провідника, відповідно стоншена зони спіралі нагріваються значно сильніше, втрачаючи міцність. На цих ділянках і відбуваються розриви.
В якості методів боротьби з цією «хворобою» розроблено безліч схем плавного розпалювання спіралі, що дійсно здатне значно збільшити термін її служби. Всі ці схеми відносяться до пристроїв захисту.
Поряд з пристроями захисту ламп зі спіраллю розжарювання з'являються пристрої захисту світлодіодних ламп. Здавалося б, для чого вони потрібні, якщо у світлодіодів немає спіралі ...
Дійсно, світіння кристала світлодіода відбувається завдяки збудженню електронів в напівпровідниковому шарі, а не за рахунок розпеченій спіралі. Але в основі ефекту лежить той же ефект термоелектронної емісії. З роками дуже тонкий напівпровідниковий шар прогорає. Якщо уважно придивитися до світлодіодним лампочці через кілька років її роботи, можна помітить окремі потьмяніли або неробочі кристали, у яких стався пробій шару напівпровідника.
Існує ряд факторів, здатних істотно скоротити термін життя таких пристроїв. До них відносяться:
- Стрибки напруги;
- наведена пульсація;
- паразитарна пульсація.
Стрибки напруги
Перепади в мережі напруги досить звична подія в нашій країні. Як не дивно, але до підвищення напруги вище номінального значення світлодіодні лампи ставляться досить спокійно. Драйвери харчування здатні легко з ними впоратися.
Більш небезпечні для світлодіодів падіння напруги, коли за частки секунди струм, що проходить через напівпровідниковий шар, падає, а потім повертається до початкових величин. Тоді в просторі p-n переходу може статися точковий пробій. Драйвер харчування здатний відсікти надлишок струму, але не здатний компенсувати його виражене падіння.
Захист світлодіодних ламп частково вирішується встановленим перед драйвером високовольтним конденсатором середньої місткості, що грає роль фільтра, що згладжує.
Фатальні скачки напруги
Ситуація, яку я хочу торкнутися швидше виняток з правил, тим не менш, такі випадки трапляються із завидною регулярністю. Йдеться про удари блискавок. Але не в лінію електропередачі - такі ситуації як раз безпечні, оскільки через миттєвого розплавлення проводів, заряд, швидше за все, не дійде до кінцевого споживача електроенергії. Небезпечні удари блискавок в безпосередній близькості від лінії електропередачі.
Фронт наростання амплітуди напруги настільки швидкий, що захисні каскади електроніки не встигають впоратися і вигорають цілі плати. В світлодіодним лампочці будуть численні пробої кристалів. Ми віднесли такі скачки напруги до фатальних, оскільки адекватного захисту від такого форс-мажору немає.
При штатному режимі експлуатації виникає таке явище як мерехтіння ламп в вимкненому стані.
Детально про миготіння включених ламп ми вже розглядали в цій статті.
Нагадаємо суть проблеми ...
наведена пульсація
Сила струму, яка потрібна для роботи світлодіодів дуже мала - мікроампери. Якщо дві лінії внутрішньо проводки знаходяться в безпосередній близькості, а в одній з ліній включена потужна навантаження, електромагнітні хвилі здатні порушувати струм в провіднику достатній для світіння світлодіода.
Вічні світлодіоди такий же міф, як і вічний двигун. Кожен епізод включення / вимикання на трохи зменшує термін його життя. Ніхто не вимірював такий параметр для світлодіодів, але при частоті події п'ятдесят разів в секунду (частота пульсації мережі 50 Гц) навіть дуже великі числа - поняття відносне.
паразитарна пульсація
Паразитарна пульсація світлодіодної лампи виникає, коли для її включення використовують вимикач з підсвічуванням. Через світлодіод підсвічування так само проходить достатній струм для миготіння світлодіодів.
Наведена і паразитарна пульсація - провідний чинник ризику для світлодіодного освітлення.
Блок захисту світлодіодних ламп 220в є шунт з опором менше, ніж опір світлодіодів в лампочці. При виникненні паразитарних наведень вони проходять через шунт, минаючи лампу.
Одним із прикладів таких пристроїв є ось такий девайс. Для активації захисту досить підключити його до клем вхідної напруги драйвера харчування світлодіодної лампи. Застосування навіть такого елементарного способу захисту у багато разів продовжить термін життя світлодіодному освітленню.