Почему нагревается светодиодная люстра

Обновлено: 28.04.2024

Взрываются лампочки в люстре. Рассказываю, как этого избежать. Советы электрика.

Я работаю электриков уже более 5 лет и сегодня подумал, что нужно поделиться информацией о том, почему взрываются лампочки. Вы сможете сделать ревизию своих люстр и светильников, чтобы избежать таких последствий. Опишу причины такого поведения лампочек и решения таких задач.

Лампочка делает "бум-бум". Рисунок автора. Лампочка делает "бум-бум". Рисунок автора.

Причины и решения.

Неверные характеристики.

На разных лампочках, независимо от разновидности лампочки и от их цоколя, есть допустимое напряжение, а также классификация тока: постоянный и переменный. Подборка правильных лампочек для вашего освещения - это уже половина успеха.

Пример. Если вы знаете, что у вас, скажем в ванне, точечные светильники светодиодные с цоколем G4 на 12 вольт, то ставьте именно их. Можно поиграться с Световым потоком, мощностью, теплотой света, но другие характеристики должны быть одни и те же.

Решение.

Необходимо с внимательностью подходить к выбору ламп. Брать либо одинаковые лампы, либо взаимозаменяемые.
Характеристики, которые нельзя менять : классификация тока (постоянный и переменный), напряжение (220, 24, 12 вольт), цоколь (E14, E27, всякие GU и т.д.).
Характеристики, которые можно менять : цветовая температура (Означает теплоту освещения, примеряться в градусах Кельвина), мощность (в пределах разумного).

Кто бы мог подумать, что всё так просто?) Рисунок автора. Кто бы мог подумать, что всё так просто?) Рисунок автора.

Естественный нагрев лампы.

Нагрев ламп накаливания: галогенных и лампы Ильича - это нормальное явление. Нагрев происходит за счёт того, что по вольфрамовому элементу внутри лампы проходил ток, из-за которого она светиться и очень сильно нагревается.

Нагрев не должен беспокоить вас, если у люстры или в потолке с точечными светильниками есть естественная вентиляция, для охлаждения, путём движения горячего воздуха вверх (по законам термодинамики).

Нагрев должен беспокоить тех, у кого нет отвода тепла вверх. Нет отвода тепла = нет охлаждения = нагрев лампы, больше чем нужно = расклейка цоколя и стеклянной части лампы и, как следствие взрыв.

Решение.

Создать в люстре или в светильнике достаточное количество пространства для прохождения воздуха и, соответственно, охлаждения. Всё просто) Вот статья о том, почему галогенные лампы - зло. ))

Почему и как сильно нагреваются светодиодные лампы

Современные осветительные приборы заметно отличаются от привычных ламп накаливания по всем параметрам. Особенно заметна разница у светодиодных экземпляров, ставших наиболее популярными и востребованными благодаря удачному сочетанию свойств. Одним из преимуществ ЛЕД устройств считается практически полное отсутствие нагрева, но этого не подтверждает ни теория, ни практика. Рассмотрим, насколько сильно нагреваются светодиодные лампы, и откуда в них берутся излишки тепла.

Несколько слов о конструкции

Устройство светодиодной лампы значительно отличается от традиционных конструкций светильников. LED конструкции представляют собой полупроводниковые приборы, в которых происходит выработка света посредством рекомбинации электронов на границе p-n перехода. Источник света — кристалл, состоящий из трех сверхтонких пластин, образующих p-n-p переход. При контакте электрона с границей каждый раз появляется фотон света. Для получения ровного и стабильного излучения необходимо создавать максимально тонкий средний слой, способствующий возникновению туннельного эффекта. Один такой кристалл способен выдавать ограниченное количество светового потока, но при соединении нескольких элементов излучение заметно усиливается.

Каждая лампа содержит несколько кристаллов (чипов). Они устанавливаются на печатной плате, представляющей собой алюминиевую пластину. Плата крепится к радиатору, обеспечивающему отвод тепла от кристаллов. Внутри радиатора установлен драйвер — блок питания, преобразующий сетевые 220 В переменного тока в 12 В постоянного напряжения. Конструкция драйвера основана на ШИМ-модуляции, что позволяет сделать схему миниатюрной, умещающейся в колбе.

Между радиатором и цоколем устанавливается пластиковое основание из материала, обладающего высокими диэлектрическими показателями. Чипы и печатная плата накрыты прозрачным (чаще всего, матовым) пластиковым колпаком, защищающим чипы от механических воздействий. Большинство ЛЕД приборов изготавливают в традиционном формфакторе ламп накаливания, что позволяет устанавливать их в старые и привычные люстры.

Почему выделяется тепловая энергия

Если коротко, причиной выделения тепловой энергии является КПД лампы. Он находится в пределах 30-40%, именно такая часть затраченной энергии уходит на излучение света. Остальные 60-70% энергии идут на нагрев кристалла.

Выделение тепловой энергии является побочным эффектом от взаимодействия электронов с дырками в зоне p-n перехода. Причем, степень тепловыделения возрастает с увеличением мощности кристаллов. Если светильник состоит из большого количества чипов, то и греются они, соответственно, сильнее. Излишки тепла отрицательно влияют на состояние кристаллов — они выгорают, теряют яркость свечения и в конце концов перестают излучать свет.

Важно! Эффективность работы чипа зависит от состояния стенок слоев, составляющих p-n переход. Чем меньше они имеют изъянов — микроскопических ямок, выбоин, неровностей — тем больше возникнет фотонов. Каждая выбоина на поверхности полупроводника создает помеху правильному движению электрона. Вместо образования фотона света выделяется некоторое количество тепла. Отсюда можно сделать вывод о качестве чипа и лампы в целом — чем лучше отработана технология сборки кристаллов, тем ярче будет свечение и меньше нагрев.

Тепло от кристалла передается алюминиевой плате, которая, в свою очередь, отдает энергию радиатору. Это и дает некоторый нагрев, свойственный всем светодиодным осветительным приборам. Необходимо учитывать, что сравнивать температуры ЛЕД и ламп накаливания нецелесообразно, поскольку они работают на разном принципе. Для первых нагрев является следствием неудачного контакта электронов с границей p-n переходов, вторые работают на принципе свечения нагревающейся вольфрамовой нити. Это означает, что тепло светодиодов — побочный эффект, а для ламп накаливания это одно из условий функционирования. Чем массивнее радиатор и плотнее контакт с ним платы, тем эффективнее будет рассеиваться нагрев кристаллов ЛЕД устройства.

Какая температура нагрева считается нормальной

Говорить о норме нагрева светодиодных ламп сложно. Есть определенные пределы, которые принято считать рабочим диапазоном температуры ЛЕД конструкций — от 60° до 70°, хотя встречаются образцы с меньшим или большим нагревом. Показатели каждого вида светодиодов зависят от разных факторов:

мощность лампы;
количество чипов, установленных на плате;
размер и эффективность контакте радиатора с платой;
режим работы светодиодов.

Любая светодиодная лампа со временем теряет яркость свечения, или, как говорят, деградирует. Причиной этого явления считается перегрев всех чувствительных деталей. Важно, что проблемным узлом часто оказывается не чип, а другие элементы конструкции — например, детали драйвера. Нормой считается деградация в пределах 70%, большие показатели свидетельствуют о бракованной лампе или несоблюдении производителем требований технологии.

Примечательно, что разница рабочих температур двух светодиодов буквально в 5-10° вызовет ускорение деградации более нагретого прибора на 50-60%. Также необходимо знать, что существуют специальные модели светодиодных ламп, рабочая температура которых превышает 100°. Они используются в особых условиях и не продаются вместе с бытовыми типами светильников.

Есть ли лампочки, которые не нагреваются

Выбор лампы, которая гарантированно не перегреется и не доставит хлопот владельцу, является важной задачей. Если в квартире установлен натяжной потолок из ПВХ пленки, горячие поверхности светильников быстро выведут полотно из строя. Из всех существующих разновидностей светильников могут быть использованы только два типа:

люминесцентные;
светодиодные.

Степень нагрева обоих видов ламп примерно одинакова и зависит от многих факторов. При этом, люминесцентные светильники греются преимущественно в районе цоколя, тогда как эпицентр нагрева светодиодных ламп находится в районе установки чипов, т.е. в центральной части колбы. Это обстоятельство, в сочетании с другими преимуществами, вывело ЛЕД лампы в уверенные лидеры среди всех альтернативных вариантов.

Интересно! Отыскать лампу, которая совершенно не нагревается, невозможно. Однако, можно выбрать светильник с наименьшим показателем рабочей температуры. Как правило, это лампы, изготовленные известными и надежными производителями, обычно из Европы. Стоимость таких приборов довольно высока, но и степень надежности гораздо выше, чем у продукции большинства китайских фирм.

Существуют филаментные светодиодныве конструкции, которые реалистично имитируют обычные лампы накаливания. Они нагреваются меньше — средняя температура колбы составляет 50—60°, что достигается с помощью заполнения корпуса специальными газами. Для тех пользователей, кому важно найти самые «холодные» светодиодные приборы, можно посоветовать использовать филаментные виды светодиодных ламп. Все остальные разновидности практически не отличаются друг от друга по степени нагрева. Изготовители не указывают значение рабочей температуры, поэтому рекомендовать определенные модели невозможно.

Основные выводы

Светодиодные лампы нагреваются во время работы, как и все остальные виды светильников. Однако, степень нагрева значительно ниже, чем у других конструкций. Она зависит от различных факторов:

мощность светильника;
качество кристаллов;
режим работы лампы.

Конструкций, совершенно не греющихся во время работы, не существует. КПД любого светильника наглядно демонстрирует соотношение светового потока и рассеивания приложенной энергии, которая рассеивается в виде тепла. Светодиодные приборы обычно греются до 60-70°, что не представляет пожарной опасности и не выводит из строя полотно натяжного потолка. Свое мнение о нагреве светодиодных ламп излагайте в комментариях.

Почему часто перегорают светодиодные лампочки и как с этим бороться

Срок службы таких ламп составляет около 50000 часов, но иногда они быстро перегорают одна за другой по непонятной причине. Необходимость постоянно покупать и менять их создает массу затруднений, требует расходов и трат времени.

Рассмотрим, почему перегорают светодиодные лампочки и каким образом этого можно избежать.

Распространенные причины частого перегорания светодиодных лампочек

Приобретая светодиодные лампочки, пользователи рассчитывают решить вопрос с освещением на длительный срок. Однако, встречаются ситуации, когда LED-лампы начинают перегорать с подозрительной частотой. Возникает вполне обоснованное подозрение, что причиной может быть не только сам прибор, но и внешние факторы.

Основные причины выхода из строя светодиодов:

скачок напряжения;
перегрев;
перегорел один элемент в цепи светодиодов.

Особенность конструкции LED-лампы состоит в зависимости от параметров питания. Любое превышение заставляет их перегорать. Обычно выходит из строя только один из нескольких десятков элементов, но последовательное соединение не позволяет сохранить работоспособность всей лампы. В конструкцию входит диммер или драйвер (своеобразный блок питания), стабилизирующий напряжение и защищающий устройство от скачков. Однако, в дешевых образцах устанавливают обыкновенные балластные резисторы, понижающие ток при возникновении необходимости. Полноценной стабилизации они выполнить не могут, хотя в определенных пределах вполне работоспособны. Если параметры питания имеют отклонения от номинала, то лампа начинает работать в неблагоприятном режиме и быстро перегорает.

Кроме недоработок конструкции или ошибок, допущенных в процессе изготовления, причинами разрушения могут стать и внешние факторы. Рассмотрим некоторые из них.

Проблемы с проводкой

Состояние проводов, в особенности — соединений, оказывает значительное влияние на режим работы светодиодных ламп. Изношенные выключатели или розетки создают перепады или скачки напряжения, дестабилизирующие работу светильников. Электропроводка должна быть в нормальном состоянии, иначе будут не только перегорать лампы, но и другие электроприборы в квартире окажутся под угрозой выхода из строя.

Контакты в патронах и распределительных коробках

Состояние контактов в клеммных коробках также требует постоянного контроля, так как от них зависит стабильность подачи электропитания. Не менее ответственными узлами являются контакты в патронах, в местах присоединения к внешней проводке.

Подгоревшие и обугленные соединения не в состоянии обеспечить номинальные параметры тока, что отрицательно сказывается на чувствительных осветительных приборах.

Необходимо осмотреть и отремонтировать неблагополучные участки и узлы, при необходимости — заменить и коробки, и клеммники.

Дефекты осветительных приборов

Если лампа установлена в изношенный патрон, от слабого контакта возникает искрение и сильный нагрев, отчего она быстро перегорает. Нагрев одного элемента в цепочке инициирует сильный самонагрев соседних диодов, отчего температура быстро возрастает, создавая условия для выхода из строя самого слабого звена.

Если в люстре часто перегорают лампы в одном и том же патроне, причина очевидна. Обычно нагревающийся участок можно обнаружить визуально, по черному налету или изменению цвета пластика корпуса.

Нестабильное напряжение в сети

Состояние электросетей, общая изношенность оборудования признается проблемой не только отдаленных поселений, но и крупных городов. Следствием этого становится появление скачков, перепадов, пониженного или повышенного напряжения.

В результате происходит быстрый износ драйвера, появление слабых участков цепочки, и лампа перегорает. Решением вопроса станет стабилизатор тока, установленный в разрыве проводки, или непосредственно перед светильниками.

Как вариант, можно использовать устройство, позволяющее стабилизировать параметры напряжения только в одной комнате или во всем доме, в зависимости от потребностей или возможностей пользователя.

Другие вероятные причины

Существуют и другие факторы, создающие условия, при которых перегорают светодиоды. Одним из них является частота включений/выключений. Вопреки всем заверениям продавцов о независимости состояния ламп от того, сколько раз в течение дня они включаются, скачки напряжения в момент запуска активно способствуют износу драйвера. Они понемногу снижают ресурс светодиодов, что заканчивается перегоранием.

Еще одним важным моментом является мощность светильников, установленных в закрытых плафонах. Чем она выше, тем сильнее нагревается лампа. В замкнутом объеме тепловой энергии некуда деваться, поэтому происходит быстрый и сильный нагрев с последующим перегоранием.

Важно! LED-лампы являются осветительными приборами, которые имеют определенный гарантийный срок. Преждевременный выход из строя позволяет обратиться в магазин, где светильник был куплен, и потребовать замену.

Факторы, влияющие на долговечность лампочек

Для продления срока службы светодиодных ламп и профилактики перегорания необходимо обеспечить качественное отведение тепла. Это единственный возможный или доступный пользователю вариант уберечь их от перегорания. Следует соблюдать элементарные правила ухода за светильниками:

производить регулярную очистку приборов, возможно, при помощи пылесоса;
не использовать жидкие моющие средства;
обслуживать только при отключенном светильнике;
установку светодиодных лент производить на специальный алюминиевый профиль, выполняющий функции теплоотвода;
для подключения осветительных приборов в офисных или общественных помещениях с большим количеством единиц, обращаться за помощью к сотрудникам профильных организаций.

Пользователь должен понимать, что заявленный изготовителем срок службы — это либо маркетинговый ход, либо расчетный результат исследований, произведенных в лабораторных условиях. На практике подобных условий не бывает, что ограничивает средний срок службы лампочек примерно 3 годами. Следует позаботиться о сохранности с первых дней эксплуатации, поскольку починить сгоревшую лампу невозможно.

Как выявить и устранить причину

Для исключения скачков или перепадов напряжения используют стабилизаторы. В этом случае других решений не существует. Если используются низковольтные образцы, то надо позаботиться о небольшом запасе мощности устройства, позволяющем при необходимости переносить перегрузки. При этом, надо внимательно следить за соответствием напряжения питания. Превышение требуемых значений на пару вольт способно вызвать постоянное разрушение светодиодных устройств.

Важно! Лучший способ избежать перегорания ламп — пользоваться продукцией наиболее надежного производителя и приобретать их только у проверенного и надежного продавца.

Как выбрать качественную LED-лампу

Выбор наиболее качественной светодиодной лампы — довольно сложная задача. Консультация с продавцом не всегда способна дать определенный результат, поэтому надо иметь минимальные познания.

Основными параметрами светодиодных ламп являются мощность и световой поток. Они связаны между собой. Если сравнивать с привычными показателями ламп накаливания, то мощность светодиодных конструкций почти в 10 раз выше — эквивалентом 100-ваттной лампе накаливания будет 12-ваттная светодиодная. Световой поток показывает, сколько света дает устройство.

Долговечность лампы можно обеспечить, приобретая продукцию наиболее известных и надежных фирм. Это такие компании, как:

Philips;
Camelion;
Osram;
Muller;
Tagan и т.д.

Иногда бывает полезно приехать в магазин с перегоревшей лампой и показать ее продавцу, чтобы не купить снова такую же.

Основные выводы

Светодиодные лампы, наиболее популярные и распространенные среди пользователей, перегорают из-за чрезмерного нагрева или превышения параметров питания. Прежде, чем заменить лампу, необходимо определить причину выхода из строя и устранить ее. В противном случае новая лампа также перегорит в ближайшее время. Необходимо использовать стабилизаторы питания и проверить состояние проводки и всех соединений. Приобретая светильники, надо обращать внимание только на самые известные фирмы, дающие полную гарантию на свою продукцию.

Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее решения

Если сравнивать со стремительно уходящими в прошлое источниками света, то светодиодные источники имеют всего один, но крайне серьезный изъян. Их долговечность и надежность в значительной степени зависят от эффективности отвода тепла от излучающих свет компонентов. Поэтому схема защиты светодиода от перегрева — важная составная часть любой качественной светодиодной системы освещения.

Среднестатистический осветительный светодиод десятикратно превосходит по энергоэффективности (экономичности) традиционную лампочку с нитью накаливания. Однако, если светодиод не установить на радиатор достаточной площади, то он скорее всего быстро выйдет из строя. Принято считать, не вдаваясь в подробности, что более эффективные осветительные светодиоды нуждаются в более эффективном отводе тепла чем обычные.

Давайте, тем не менее, рассмотрим проблему более глубоко. Оценим два фонаря: первый — галогенный, второй — светодиодный. И уже после — обратим внимание на способы сохранения долговечности светодиодов и продления жизни их драйверам. Дело в том, что защитная часть светодиодной системы освещения должна обеспечить безопасное функционирование как светодиодам, так и схемам — драйверам.

К примеру у нас имеется два фонаря. Оба устройства дают по 10 Вт световой мощности. Разница лишь в том, что прожектор на галогенной лампе требует 100 Вт электрической мощности, а светодиод — всего 30 Вт.

Мы знаем, что светодиоды эффективнее по производимому свету примерно в 10 раз, но в реальности они крайне чувствительны к высоким температурам, и для них поэтому очень важен температурный режим, при котором происходит преобразование энергии электрического тока - в свет.

Для светильника с галогенной лампой рабочая температура даже в +400 °C является безопасной нормой, в то время как для светодиодов температура кристалла в +115 °C уже критически опасна, а максимальная температура корпуса диода составляет всего +90 °C. Поэтому светодиоду нельзя давать перегреваться, и на то есть несколько причин.

С повышением температуры светоизлучающего перехода, световая эффективность светодиода понижается, и это зависит как от конструкции светодиода, так и от состояния окружающей среды. К тому же светодиоды в принципе отличаются отрицательным температурным коэффициентом прямого падения напряжения на переходе. Это значит, что с увеличением температуры перехода, прямое падение напряжения на нем уменьшается. Обычно данный коэффициент варьируется от -3 до -6 мВ/К.

Таким образом, если при 25 °C прямое падение напряжения на светодиоде составляет 3,3 В, то при 75 °C оно будет уже 3 или менее вольт. И если драйвер светодиода не уменьшает по мере роста температуры напряжение на всех светодиодах сборки, то в один прекрасный момент ток станет поддерживаться неадекватно высоким, что приведет к перегреву, перегрузке, дальнейшему снижению прямого падения напряжения, и еще более быстрому нарастанию температуры кристалла. Дешевые светодиодные светильники с резистивным ограничением тока часто проявляют данный недостаток в самый неожиданный момент.

Допуски по колебаниям напряжения блока питания в сочетании с различиями в прямом падении напряжения на светодиоде (на этапе производства светодиоды не идеально одинаковы по данному параметру), и в связи с отрицательным температурным коэффициентом падения напряжения — в любой момент эти факторы в совокупности могут вызвать нарушение безопасного режима функционирования светодиода и спровоцировать скатывание к его саморазрушению.

Конечно, если конструкция светодиодного светильника (особенно — радиатора) достаточно надежна, то кратковременными снижениями яркости можно пренебречь, так как они очень редки и перегревы эти кратковременны. Но если перегрев продолжителен, то превышение температуры сразу превращается в настоящую угрозу для светильника.

Причины выхода светодиодов из строя при их перегреве

Светодиоды разрушаются от перегрева по нескольким причинам. Первая причина — изменение механического напряжения внутри светоизлучающего кристалла и монолитной светодиодной сборки. Вторая — нарушение герметичности, проникновение влаги и окисление. Защитный эпоксидный слой деградирует, происходит расслоение на границах, контакты кристалла испытывают коррозию.

Третья — рост количества дислокаций в кристалле ведет к изменению путей тока и возникновению точек превышения плотности тока и, соответственно, к перегреву этих точек. Наконец — явление диффузии металлов на контактах при повышенной температуре, что также в конце концов приводит к неработоспособности светодиода.

Разработчики светодиодов всеми силами пытаются свести к минимуму данные факторы отказа, и поэтому все время технологически совершенствуют производственный процесс. Тем не менее из-за перегрева отказы все равно неизбежны, хотя и становятся реже с совершенствованием производственного процесса.

Механическое давление — самая частая причина преждевременного выхода светодиодов из строя. Суть в том, что при перегреве герметик размягчается, электрические контакты и соединительные проводники смещаются от «заводского» положения, а когда температура наконец падает, происходит охлаждение, и герметизирующее вещество вновь застывает, но при этом давит на уже немного смещенные соединения, что в итоге приводит к явному нарушению первоначально равномерной проводимости. Благо, светодиоды изготовленные без соединительных проводников практически лишены данного недостатка.

Паяные соединения между светодиодом и подложкой также испытывают похожую проблему. Регулярные циклические, не заметные на глаз, размягчения и затвердевания заканчиваются появлением трещин в пайках и нарушением исходного контакта. Вот почему встречаются отказы светодиодов по причине разрыва цепи питания, причем разрыв этот часто не виден. Чтобы предотвратить данную проблему, можно максимально уменьшить разницу между безопасной рабочей температурой светодиода и температурой окружающей среды.

Мощные светодиоды (потребляющие больше электрической мощности) дают больше света, но их световая отдача все же имеет ограничение. Вот почему у потребителей и производителей часто возникает опасный соблазн эксплуатировать светодиоды в светильнике на полную мощность, дабы получить максимально возможную яркость. Но это действительно опасно, если не обеспечить достаточно эффективного охлаждения.

Разумеется, дизайнеры хотят создавать элегантные светильники интересных форм, однако они порой забывают что необходимо обязательно обеспечить соответствующее движение воздуха и адекватный отвод тепла — это для светодиодов зачастую самое главное, следующее за стабилизированным и качественным источником питания.

Да и непосредственно установка светодиодных светильников важна. Если один светильник установлен над другим таким же мощным, то поток воздуха от нижнего светильника может быть замедлен верхним, и нижний будет находиться поэтому в худших температурных условиях. Либо например теплоизоляция в стене или на потолке помещения может помешать теплоотводу, даже если при конструировании светильника все тепловые расчеты были выполнены идеально и технологически он изготовлен максимально правильно. Все равно вероятность отказа повышается просто из-за необдуманного и неграмотного монтажа готового изделия.

Одно из достойных решений проблемы перегрева светодиодов — включение в схему драйвера температурной защиты с обратной связью именно по температуре. Когда температура излучателя по какой-нибудь причине опасно повысилась — для понижения мощности, с целью удержания температуры внутри безопасного диапазона, автоматически уменьшается ток.

Простейшее решение — добавить в схему термистор с положительным температурным коэффициентом (можно и с отрицательным температурным коэффициентом, но тогда схема должна инвертировать сигнал в цепи обратной связи).

Пример термической защиты с использованием термистора

Для примера рассмотрим схему на базе специализированного микроконтроллера с токоограничительной цепью. Когда температура поднимается выше определенного порога (задается термистором и резисторами), термистор с положительным коэффициентом сопротивления, закрепленный на радиаторе вместе со светодиодами, увеличивает свое сопротивление, что приводит к соответствующему уменьшению тока в выходной цепи драйвера.

В этом плане очень удобны схемы драйверов с регулировкой яркости по принципу ШИМ (широтно-импульсной модуляции), позволяющие одновременно и вручную регулировать яркость, и защищать светодиоды от перегрева.

Решение с термистором удобно тем, что изменение тока, а значит и уменьшение яркости, будет в такой схеме происходить плавно, незаметно для глаз и нервной системы, а значит ничего не будет мерцать и не вызовет у окружающих людей и животных раздражения. Температура верхней границы просто определяется выбором термистора и резистора. Это гораздо лучше решений с термодатчиками, которые просто резко размыкают цепь и дожидаются пока радиатор остынет, а потом снова включают освещение на полную яркость.

Специализированные микросхемы-драйверы светодиодов, безусловно, стоят денег, однако получаемые взамен надежность и долговечность работы светильника многократно окупят это вложение.

Стоит лишь вспомнить, что при соблюдении нормального температурного режима эксплуатации светодиодов их срок службы измеряется десятками тысяч часов, тогда и вопросы касательно материальных затрат на «правильный» драйвер отпадают сами собой.

Важно лишь обеспечить самому драйверу постоянную невысокую температуру, для этого всего лишь не нужно размещать его близко к радиатору светодиодов. Не правильно делают те, кто донельзя стремится уплотнить размещение компонентов внутри корпуса прожектора. Лучше вывести корпус драйвера отдельным блоком. Здесь безопасность и предусмотрительность — залог долговечности светодиодов.

Лучшие микросхемы для управления питанием светодиодов оснащены внутренними цепями защиты от собственного перегрева на тот случай если микросхема по конструктивным соображениям разработчика светильника все же должна размещаться в одном корпусе с заметно нагревающимися компонентами, такими как радиатор. Но лучше вообще не допускать перегрева микросхемы выше 70 °C и оснастить ее собственным радиатором. Тогда и светодиоды и микросхема драйвера проживут дольше.

Интересным может оказаться решение с применением двух последовательно соединенных термисторов в цепи термической защиты. Это будут разные термисторы, так как безопасные температурные границы у микросхемы и у светодиодов различны. А вот результат будет достигнут что надо — плавная регулировка яркости как при перегреве драйвера, так и при перегреве светодиодов.

5 причин почему перегреваются лампы

Если вы заметили, что лампы в светильниках ощутимо нагреваются или просто часто выходят из строя, а главное если подозреваете, что причиной тому высокая температура - то этот материал специально для вас.

Мы рассмотрим 5 основных причин перегрева ламп, способы диагностики и борьбы с ними.

В первую очередь, я хочу рассказать о нормальных температурах, при которых могут работать лампы различного вида:

Рабочие температуры ламп:

- Накаливания – в зависимости от мощности температура может превышать 200 oС

- Галогеновые – нагреваются даже сильнее ламп накаливания, более 250-300 oС
- Люминесцентные -

70 oС
- Светодиодные LED –

60 oС
Конечно, точные температуры сильно зависят от многих факторов, в частности от мощности, но общее понимание эти показатели дают.
Важно знать, что светодиодные и люминесцентные лампы при работе нагреваются незначительно, до бытовых моделей можно дотронуться рукой, даже если они долгое время были включены. А галогенные и лампы накаливания, из-за принципа работы, прямо раскаляются. Из-за этого они имеют ограничения по местам и способам установки.
Несмотря на значительно различающиеся температурные режимы, каждому из этих видов вредит чрезмерный нагрев, сверх расчетных значений.
Объяснение этому простое, неважно рассчитана лампа на максимальную температуру +50 градусов или +500 oС, превышение этих температур одинаково вредят обеим.

Главным последствием перегрева является значительно сокращающийся срок службы и внезапный выход ламп из строя. Так как повышенные температуры разрушают их структуру, изменяют химический состав и физическое состояние элементов, всё это в целом приводит к раннему перегоранию лампочек.

Именно перегрев является одной из 7 основных причин, по которым лампочки сгорают, подробнее про остальные 6 факторов, читайте ЗДЕСЬ.

Почему перегреваются лампы – 5 основных причин

1. Дефект или заводской брак

Первой, самой простой причиной перегрева ламп при работе и быстрого их выхода из строя, является заводской брак или дефект.
Если при производстве были нарушены технологии изготовления или использованы не те материалы – это обязательно скажется на работе. Один из симптомов этого - перегрев.
Определить, что именно производственный брак стал причиной перегорания лампочки от нагрева – не всегда просто, особенно если проблема проявляется не сразу.

Если предыдущая лампа отслужила на этом же месте в светильнике весь положенный срок, а новая быстро перегорела, то высока вероятность, что вам попался бракованный экземпляр.
Нередко, от этого страдает целая партия. И вы, купив набор освещения для всей квартиры, можете безуспешно искать причину быстрого выхода из строя, хотя ответ простой – бракованные лампы.

Поэтому всегда проверяйте лампочки при покупке. Практически все современные электротехнические или строительные магазины, имеют стенд для проверки под любой цоколь.
В первое время после покупки и монтажа наблюдайте за работой новых ламп. Не оставляйте включенными светильники с ними на ночь или в своё отсутствие. Погоняйте их под нагрузкой в выходной день или вечером, когда все дома бодрствуют, чтобы убедиться, что они правильно функционируют.

2. недостаточный отвод тепла от светильника

Перегрев лампы и выход её из строя в связи с плохим отводом тепла часто случается, когда устанавливается лампочка большей мощности, чем должна быть по инструкции. Это усугубляется если плафон, сам светильник, способ и место его установки не обеспечивают достаточное охлаждение, препятствуя вертикальному движению воздуха.
Как вы знаете из школьного курса физики, теплый воздух поднимается вверх. Если по какой-то причине, например, из-за конструкции люстры или бра, тепло от лампы не уходит, а скапливается в плафоне, то со временем общая температура значительно повысится, т.к. тепло не будет эффективно рассеиваться, и лампочки начнут перегреваться.

Каждый светильник, при производстве, в зависимости от его конструкции, материалов изготовления и места установки, рассчитывается под определенный тип лампы, под определенный температурный режим работы.

Бывает так, что инструкцией предписывается необходимость устанавливать лампы накаливания мощностью до 50 Вт. А вы, желая чтобы устройство давало больше света, вкручиваете лампы на 100 Вт. При этом, соответственно, выделения тепла увеличиваются практически в два раза. Дальше есть два основных варианта: или сплавится плафон светильника, или, если он устойчив к высоким температурам, перегреется и сгорит лампа.

Как определить, что перегрев лампы вызван недостаточным отводом тепла

То, что горячий воздух плохо уходит от светильника, можно достаточно легко ощутить. Обычно, от плафона идёт жар, он нагревается сам и всё вокруг себя. Если вы заметили, что в одном из устройств периодически перегорают лампочки - просто понаблюдайте за ним под нагрузкой.
В начале статьи я указывал температуры нормальные для разных типов ламп. Если в вашем светильнике происходит ощутимо больший нагрев, а это можно определить термометром, тепловизором или просто поднеся к работающему долгое время светильнику руку или аккуратно дотронувшись до плафона (помните, что, например, галогенные лампы могут достигать температур более 300 градусов, их касаться нельзя), необходимо начать бороться с плохим теплоотводом.

Что делать, если лампы сгорают из-за перегрева от недостаточного отвода тепла
В первую очередь, необходимо четко следовать инструкциям производителя по типам и главное мощности ламп, допустимым к установке. Замените их на менее мощные, используйте современные светодиодные модели. У светильников не должно быть препятствий для вертикального движения воздуха, что позволит выводить тепло более эффективно. Это можно регулировать и положением плафона, выбором более удачного места установки, либо, если это потребуется, созданием дополнительных вент. отверстий, проверкой и чисткой существующих.

3. Нагрев элементов лампы из-за плохих контактов

Нередко лампы нагреваются из-за плохого прилегания их цоколя с контактными площадками патрона или разъема светильника, либо ненадёжного соединения электрических проводов.
Физически, объяснение этого эффекта достаточно простое: при повышении сопротивления прохождению электрического тока, из-за некачественного контакта, растет и температура в этой зоне. Это, в конечном итоге, приводит к перегреву самой лампочки, если раньше не разрушается контактная группа или разъем.

Обычно, при перегреве ламп, я советую в первую очередь проверять вероятность именно этой проблемы. Нужно выкрутить лампочки, осмотреть их. Также внимательно обследовать разъем светильника и места соединения электрических проводов.
Главным и основным показателем нагрева контактов является нагар или налёт, которые препятствуют прохождению электрического тока. Такие места соединений будут выглядеть подгоревшими, или будут видны следы окисления. Все такие токопроводящие части необходимо тщательно зачистить, удалив нагар.
Нередко, со временем, ослабевают и прижимные контакты. Так, если изначально сильно закрутить в патроне лампу, контакты в патроне будут прижаты. Когда будете менять её на новую, и затяните её не так сильно, то такой контакт перестает быть надежным и будет греться. Поэтому старайтесь качественно затягивать лампочки с резьбовыми цоколями.
Всегда проверяйте, что подпружиненные контакты не просевшие или не продавленные. Их необходимо вернуть в начальное положение – отогнуть, чтобы при установке лампы обеспечивался надёжный контакт с цоколем.
Обязательно периодически осматривайте контактные площадки и места креплений проводов. Они должны быть надёжно затянуты, не допускается люфта и следов гари.

4. Повышенное напряжение в сети

Если в электрической сети повышенное напряжение, это обязательно вызовет больший нагрев ламп. Обычно от этого страдают лампочки накаливания и галогенные. В них нить накала или спираль, при прохождении тока с высоким напряжением, больше раскаляется, нагревая всё вокруг.
Современные светодиодные (LED) лампы, в корпусе которых встроен драйвер, от повышенного напряжения сети тоже перегреваются. В основным за счет нагрева элементов драйвера, а не светящегося диода.
Люминесцентные лампы от высокого напряжения напрямую не перегреваются. У таких светильников вспомогательные электронные компоненты, необходимые для работы, располагаются отдельно. Именно они берут проблемы сети на себя, это или балласт – ЭПРА или дроссель. На лампу, после них, подаётся электрический ток уже с нужными характеристиками.

Как определить, что на лампы поступает повышенное напряжение

В первую очередь, проблемы с напряжением напрямую отражаются на уровне свечения лампочек накаливания или галогенных. При повышенном – они будут светить ярче, при пониженном тусклее.
Обычно, высокое напряжение непостоянно, чаще происходят скачки, и вы обязательно заметите изменение интенсивности свечения. Это видимый сигнал, что есть какие-то проблемы с электросетью.
У источников света других типов, высокое напряжение проявляется нагревом электронных компонентов, установленных до них – блоков питания драйверов, стартера, балласта ЭПРА, дросселя и т.д.

Проще всего, в случае сомнений, достаточно замерить реальные показатели электрической сети. Как легко измерить напряжение самому с помощью мультиметра и вообзе как им пользоваться я рассказывал совсем недавно.

Если окажется, что у вас действительно высокое напряжение – лучше сразу обращаться к обслуживающей электросети дома организацию – Управляющую Компанию, ЖЭУ и т.д. Нередко к этому приводят серьезные, системные проблемы, справится с которыми своими силами вы вряд ли сможете.

5. Дополнительный нагрев светильника от соседних устройств и электроприборов.

Нередко, к недостаточной вентиляции плафона светильника, добавляется и его дополнительный нагрев от соседних электроприборов или отопительных систем. Что, в конечном итоге, приводит к перегреву ламп и их выходу из строя.
Физика этого процесса, я думаю, понятна всем. Но почему-то не всегда при монтаже светильника эта проблема бывает очевидна, до момента пока не начнут регулярно перегорать лампы.
Определить то, что светильник подвергается дополнительному нагреву от соседних устройств, электроприборов или элементов систем отопления, довольно просто.
Достаточно внимательно осмотреть место установки ламп, на предмет наличия вблизи любых источников повышенной температуры. Уже при визуальном контроле станет понятно, насколько сильно такое взаимодействие и какого его влияние на светильник.
Для исправления этой проблемы требуется либо убрать воздействие другого источника выделения тепла, например:
- переустановив светильник в другое место;
- обеспечить лучшее проветривание и отвод тепла от этого места;

Как видите, причин, которые могли бы привезти к перегреву ламп не так и много. Помните, что некоторые лампы – особенно галогенные, сами по себе достаточно сильно нагреваются и высокая температура их нормальное состояние. Это необходимо учитывать при выборе места и способа установки светильников с такими лампочками.
Перегрев опасен не только возможным быстрым выходом их из строя, намного страшнее вероятность возникновения пожара, которую также нельзя исключать. Поэтому, если вы обнаружили один из описанных выше симптомов внештатной работы ламп, их чрезмерного нагрева выше допустимых рабочих температур – обязательно примите меры, замените дефектную лампу, либо устраните причины, вызывающие это.
На сегодняшний момент, самый идеальный вариант – это использование светодиодных ламп, по своей стоимости они уже практически сравнялись с лампочками других типов, но по остальным характеристикам во многом их опережают. В частности, нагреваются они во время работы меньше.
Если же вы знаете другие распространенные причины перегрева – не стесняйтесь, пишите их в комментариях к статье, это будет полезно многим.

Греются ли светодиодные лампы

Перед тем как приобрести такой источник света и установить его нужно понять греются ли светодиодные лампы? Для этого нужно немного разобраться в самой конструкции, пока ещё инновационного осветительного прибора. Все существующие светодиодные лампы состоят из:

Проверка температуры нагрева цоколя светодиодной лампы

Печатной платы, на которой установлены светодиоды. Она обеспечивает эффективную передачу вырабатываемого тепла через термопасту на теплоотводящий металл (радиатор).

Полимерное основание корпуса цоколя служит для изоляции всей от конструкции от пробоя электрическим током.

Конструкция и процесс изготовления подробно описан в видео:

Температура нагрева светодиодных ламп

Светодиодная лампа, как и все приборы, преобразующие электрический ток в свет, выделяют некоторое количество тепла. Источники света на светодиодной основе, греются в несколько раз меньше, если сравнивать с лампами накаливания. В светодиодной лампе не нагревается ни цоколь, ни рассеиватель. Происходит выделение тепла только на самом кристалле светодиода, и большую часть тепла выделяет драйвер. Тепловая энергия передается на радиатор и успешно рассеивается им.

Нужно так же помнить, что в светодиодной лампе есть элементы которые греются намного сильнее. Так, конденсатор может нагреваться более 100 °C. И это его абсолютно нормальная рабочая температура. Конденсатор размещается на драйвере и укрыт корпусом, достать его без повреждения конструкции невозможно.

В итоге можно выделить несколько факторов, от которых зависит как сильно нагреваются светодиодные лампы:

Читайте также: