Меню

Блок питания с регулятором яркости

Диммирование в светодиодных сериях блоков питания MEAN WELL

Одной из ключевых потребностей в современных системах освещения является возможность простого и эффективного управления яркостью, или диммирование (от англ. dimming – затемнение). Наиболее известный способ управления яркостью – это применение специальных устройств – диммеров, которые устанавливаются в разрыв цепи питания системы освещения.

Внедрение светодиодных систем освещения, как для наружного применения, так и в помещениях требует особого подхода к управлению яркостью. Так как светодиодные системы освещения получают питание от источника напряжения постоянного тока (при наличии встроенных драйверов) или источника постоянного тока (когда блок питания является светодиодным драйвером), то управление яркостью светодиодного светильника или ленты можно осуществлять только c выхода блока питания, путем ограничения уровня напряжения или протекающего тока. Для этой цели также можно использовать отдельный диммер, подключаемый между источником питания и непосредственно светодиодным светильником, но, более эффективно функция управления яркостью реализуется за счет встроенной в блок питания системы диммирования (Рис.1). В светодиодных сериях блоков питания компании MEAN WELL применяют следующие виды диммирования: 3 в 1 , использование интерфейса DALI, использование таймера Smart Timer (приобретается отдельно).

Рис.1

Наиболее распространённым типом диммирования является тип «3 в 1» — с управлением яркостью с помощью источника внешнего напряжения 0-10 В, или переменного сопротивления 100 кОм, или ШИМ сигнала 10 В. Зависимость изменения яркости в диапазоне от 10% до 100% практически линейная (Рис.2), также такой подход позволяет легко интегрировать управление яркостью в другие решения, либо использовать бюджетные компоненты для реализации. Разновидностью такого диммирования является «2 в 1», когда отсутствует один из перечисленных способов (следует уточнять по спецификации).

Рис.2

Вторым популярным способом управления яркостью в блоках питания MEAN WELL является использование в составе источника питания интерфейса DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Интерфейс DALI создан специально для гибкого управления группами источников освещения и позволяет создавать сценарии работы системы освещения в зависимости от времени или предпочтений пользователя путем программирования управляющего контроллера. Особенностью использования интерфейса DALI является необходимость наличия дополнительных устройств в составе системы – источник питания шины DALI, управляющий контроллер, оконечные устройства DALI (выключатели, реле, датчики и др.). Поэтому такой подход для управления яркостью возможен только при проектировании системы освещения с интерфейсом DALI целиком для получения полноценной системы управления освещением помещения, здания или объекта (Рис.3).

Рис.3

Третий способ диммирования – использование специального таймера Smart Timer (подключается к компьютеру по USB) (Рис.4), с помощью которого программируется включение/выключение источников освещения и уровень требуемой яркости. Интерфейсом подключения Smart Timer оснащены ряд популярных серий блоков питания для светодиодного освещения (опционально).

Источник

Виды и особенности диммеров для регулировки яркости светодиодной ленты

Диммер для светодиодной ленты представляет собой электротехническое устройство, сочетающее в едином корпусе выключатель и светорегулятор, устанавливаемое в цепь управления светодиодной лентой. Его работа основывается на плавной регулировке, принцип реостата, уровня напряжения подаваемого в цепь освещения. За счет этого производится регулировка яркости освещения от 0 до 100 %. Устанавливается и подключается к сети диммер одинаково с выключателем.

Некоторые производители монтируют в микросхему диммера дроссель, при помощи которого можно отсечь помехи и шумы, создаваемые во время работы.

Виды и особенности управления светорегуляторов

По конструкционным особенностям их можно разделить на такие варианты:

  • модульные — приборы такого типа монтируются в распределительных шкафах;
  • моноблочные — устанавливаются в монтажную коробку вместо выключателя.

По способу управления системой освещения диммеры делятся на:

  1. Прибор с отдельной кнопкой включения света и колесом для регулировки освещенности.
  2. Сенсорные. Регулировка яркости светодиодной ленты производится прикосновением к сенсорам на панели либо с помощью пульта ДУ.
  3. С ручкой на поворотно-нажимном механизме. Включение осуществляется нажатием на орган управления, а установка необходимого уровня освещенности — поворотом в ту или иную сторону.
  4. Поворотный. Практически такой же, но имеет отличие в том, что включение и регулирование производится поворотом ручки.
  5. Устройства с клавишами. Изменение уровня освещенности достигается путем нажатия на клавишу.
  6. Дистанционные. Управляются при помощи пультов дистанционного управления.
  7. Акустические. Приводятся в действие при помощи хлопков или команд, подаваемых голосом.
  8. Многоканальные приборы. Помогают управлять освещением сразу в нескольких точках помещения. Например, при необходимости выделить какие-либо участки комнаты путем добавления уровня освещения и одновременно понизить яркость на других. Как правило, оснащаются беспроводным или дистанционным управлением через ДУ или при помощи телефона.

Принцип действия широтно-импульсных модуляторов

ШИМ — метод воздействия на управляемую сеть путем изменения количества мощности, подаваемой к последней. Принцип действия заключается в регулировании длительности импульсов при их постоянной частоте. Широтно-импульсная модуляция может быть двоичной, троичной, цифровой, аналоговой.

Использование ШИМ дает возможность значительного повышения КПД электропреобразователей. С применением широтно-импульсной модуляции управляются однотактные, двухтактные, полумостовые, мостовые, обратно и прямоходные импульсные преобразователи.

Например, ШИМ активно используется в производстве электроники, такой как ЖК-экраны, дисплеи телефонов и ноутбуков для регулирования яркости свечения.

Схема подключения

Прежде чем начать сборку схемы с диммером, необходимо проверить мощностные характеристики. Мощность светодиодной ленты не должна превышать значения, указанные на корпусе устройства (лучше, если эти показатели будут меньше). Если диммер рассчитан на управление мощностью в 150 Вт, идеальным вариантом будет, если LED-лента будет потреблять около 147 Вт. Это поможет прослужить прибору очень долго.

Что касается непосредственно монтажа, здесь необходимо соблюдать общепринятый порядок работы для всех электрических сетей:

  1. Первоочередно нужно отключить питание сети, в контуре которой будет производиться установка. Отсутствие напряжения проверяется тестером или мультиметром. Необходимо убедиться в отсутствии возможности случайной подачи тока, при необходимости вывесить предупреждающий знак.
  2. В помещении устанавливается светодиодная лента, а в монтажную коробку ставят диммер с использованием соответствующих крепежных материалов и инструментов.
  3. К клеммам с маркировкой L и N нужно подключить фазный и нулевой провод соответственно. Определить положение питающих проводников необходимо до момента отключения сети.
  4. По окончании монтажа проверяют работоспособность собранной схемы.
Читайте также:  Схема регулятора скорости асинхронного двигателя 220в

Одноцветная

Светодиодная лента питается от источника постоянного тока напряжением 12 В, а бытовая сеть — источник переменного тока с напряжением 220 В. Диммируемая светодиодная лента запитывается через преобразователь 220/12 В. На вход подключается нуль и фаза сети, а на выход — светодиодная лента.

Важно не перепутать полярность проводников. При неправильном подключении лента просто не будет работать.

Чтобы подключить светодиодную ленту длиной более 5 метров, можно воспользоваться несколькими вариантами монтажа:

  1. Использовать несколько блоков питания. Для каждой ленты отдельный источник питания.
  2. Один блок питания. Каждая лента подключается параллельно друг другу к выходу преобразователя.

Важно! Блок питания должен обладать достаточной мощностью, чтобы питать несколько светодиодных лент.

Способ монтажа точно такой же, как и с монохромной лентой, с небольшим отличием. После блока питания устанавливают RGB-контроллер, который позволяет производить регулирование цветности светодиодной ленты. Важно учитывать мощность контроллера при подборе количества RGB-лент.

Теперь непосредственно о подключении. К клеммам V+ и V- подключают пониженное напряжение от блока питания. К контактам на выводе подключают:

  • R (red) — красный провод;
  • G (green) — зеленый проводник;
  • B (blue) — синий провод;
  • V+ — желтый общий провод.

Каждый провод, кроме желтого, отвечает за соответствующий цвет ленты. Необходимо безошибочно подключить каждый проводник к своему гнезду. Ничего плохого не произойдет, но цвета будут отображаться неверно.

Преимущества и недостатки

  1. Установка необходимого уровня освещенности в помещении в зависимости от требований ситуации.
  2. Возможность регулирования количества электроэнергии, потребляемой системой освещения.
  1. Диммеры крайне «нежны» в плане перегрева. Обладают таким свойством, так как основаны на микросхеме. Перед покупкой необходимо знать, какой мощностью должен управлять светорегулятор.
  2. Диммер требователен и значению минимальной нагрузки. Если значения, указанные на корпусе, будут ниже, устройство очень скоро выйдет из строя.
  3. Многие все еще используют и вряд ли скоро расстанутся с люминесцентными и энергосберегающими лампами. А они, как предупреждают производители оных, либо не поддаются регулировке вовсе, либо регулируются, но это значительно снижает их срок эксплуатации.

Диммер на микросхеме своими руками

Самостоятельно сборку диммера можно сделать на простой односторонней печатной плате из фольгированного текстолита. Схему печатных проводников и монтажа можно найти ниже.

  1. Для начала необходимо установить разъем для монтажа внешних цепей.
  2. Следующим компонентом будут резисторы и конденсаторы.
  3. Диоды и микросхему необходимо припаивать перед тем как устанавливать полевой транзистор.

После окончания пайки нужно в обязательном порядке убрать перемычку на выходном контакте транзистора, обезопасив собранное устройство от сгорания.

Готовое устройство можно разместить в любом удобном корпусе с отверстием для кабеля и переменным резистором R1. При изменении положения ручки последнего будет меняться частота импульсов, которая колеблется от 5 до 100 %, а степень освещенности помещения — около 20 раз соответственно.

Абсолютно не важно, диммер какой фирмы и по какой стоимости решите приобрести или собрать его самостоятельно. Самое главное — необходимо соблюдать элементарные правила безопасности при монтаже. Удар электрическим током, даже кратковременный и незначительный, может стоить жизни.

Что касается долговечности службы системы освещения с диммером, тут многое будет зависеть от точности и правильности расчетов нагрузок и подбора подходящего по параметрам оборудования. Удобство использования того или иного варианта управления можно определить в магазине электротоваров и подобрать наиболее подходящий диммер. Например, с голосовым управлением, чтобы даже не пришлось прикасаться к органам управления.

Источник



Регулировка яркости LED. Все о диммерах для светодиодных ламп

Диммирование с английского языка переводится не иначе, как «затемнение». Что такое диммер, какие они бывают и где еще могут применяться мы расскажем в этой статье. От истоков и до конечной реализации. Самый главный вопрос можно ли использовать светодиодные лампы с диммером?

Что такое диммер и зачем он нужен?

Диммер – электронный прибор способный регулировать мощность, за счёт регулирования напряжения, поступающего к нагрузке. Определение весьма сухое и скучное, давайте более простым языком объясним принцип действия.

Мощность зависит от напряжения и тока в нагрузке. Это значит, что если уменьшить одну из составляющих уменьшиться и мощность. Напряжение и ток связаны законом Ома, а значит уменьшить мощность вашего прибора (яркость светильника) можно, увеличив общее сопротивление нагрузки. То есть использовать балластные резисторы, дроссели или конденсаторы.

Балластные гасители мощности – преобразуют лишнюю энергию в тепло и имеют низкий КПД. Чтобы регулировать мощность прибора, в нашем случае яркость лампочки, нужно другое устройство – диммер.

Можно ли подключать светодиодные лампы через диммер? Можно. Но не все будут стабильно регулироваться. Тут нужны специальные светодиодные лампы под диммер.

Светодиодные лампы, регулируемые диммером , подойдут для работы с любым регулятором. Но есть некоторые нюансы в отличии типа регулировки напряжения. Это определяется схемотехникой диммера, различия будут подробно описаны в следующих разделах статьи. От типа диммера зависит насколько хорошо будут регулироваться LED.

Какие светодиодные лампы можно использовать с диммером? В этом вопросе всё крайне индивидуально. Все зависит как от схемы самой лампочки, так и от схематики регулятора. В общем случае – отлично подходят так называемые диммируемые светодиодные лампы.

Читайте также:  Патрубки регулятора холостого хода 405 двигатель

Какие бывают диммеры

Регуляторы мощности можно разделить на две больших группы:

  • Для работы в цепях переменного напряжения (220В);
  • для работы в цепях постоянного напряжения (для светодиодной ленты на 12В).

В дрелях тоже нужен регулятор, для корректировки оборотов, он располагается в кнопке.

Его можно использовать в различных целях, в этом списке они расположены по популярности:

  1. Регулировка яркости света, диммирование светодиодных и ламп накаливания;
  2. регулировка температуры тэна в различных нагревателях;
  3. регулировка оборотов коллекторного двигателя.

В чем различия диммеров?

Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?

Диммеры различаются по следующим критериям:

  • По типу монтажа;
  • по исполнению и способу управления;
  • по способу регулирования.

Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

  • Поворотным;
  • поворотно-нажимного типа;
  • кнопочным;
  • сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Лучшее решение — использовать Falling Edge диммер для светодиодных светильников.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

Схемы диммеров

Диммер для напряжения 220В, с отсечкой по переднему фронту, работает по принципу фазоимпульсного управления напряжением. В процессе работы, элементы такого диммера подают напряжение на нагрузку в определенные моменты, отрезая часть синусоиды. Подробно и более наглядно это изображено на графиках.

Площадь синусоиды, заштрихованная серым цветом – это площадь напряжения или его действующая величина, которая подаётся в нагрузку (светильник или любое другое описанное выше устройство).

Красной пунктирной линией изображена форма напряжения на входе диммера для led ламп. В таком виде она подается через обычный выключатель без регулировок .

Как подключить светодиоды через диммер?

Номиналы компонентов и все сведения указаны на схеме диммера.

Устройство устанавливается в разрыв провода идущего к источнику света, двигателю, тэну или любому другому устройству.

Логика работы схемы следующая: конденсатор С1 заряжается через цепочку R1 и потенциометр R2. В зависимости от положения потенциометра, конденсатор заряжается до напряжения открытия динистора VD1.

В схеме использовался динистор DB3, это примерно 30В. Через открытый динистор подаётся управляющий импульс открытия симистора (двунаправленный тиристор), на его управляющий электрод.

Чем больше сопротивление, выставленное ручкой потенциометра – тем дольше заряжается конденсатор, соответственно тем позже откроется цепь динистор-симистор, а напряжение будет ниже, так как срежется большая часть синусоиды. И наоборот – меньше сопротивление – больше напряжение на выходе регулятора.

В интернете есть много вариантов схем со всевозможными доработками, все они хорошие. Здесь приведена простейшая схема, на рисунке изображен монтаж этого варианта схемы.

Читайте также:  Регулятор цвета для клавиатуры

Как регулировать освещенность LED

Какие лампочки можно использовать с диммером? Когда для освещения использовались преимущественно лампы накаливания, всё было просто – обычный диммер легко справлялся с регулировкой яркости.

Лампы накаливания были заменены энергосберегающими люминесцентными экономками, их вообще нельзя было регулировать. Конечно, встречались ЭПРА для трубчатых люминесцентных лампочек с возможностью диммирования, но крайне редко и стоили они дорого.

Сейчас энергосберегающие лампы вытесняются светодиодными. Процесс излучения квантов света хоть и сложен, но с точки зрения регулирования, пожалуй, более прост, чем регулировка газоразрядных источников света.

Диммируемые светодиодные лампы – что это такое?

Что значит диммируемая светодиодная лампа? Это лампочка, которая поддаётся регулировке яркости с помощью ЛЮБОГО диммера, который разработан под переменный или постоянный ток (в зависимости от типа).

В ее схему питания заложены функции изменения яркости, в зависимости от питающего напряжения. Диммируемые светодиодные лампы работают со схемами диммеров типа того, что представлена выше.

Сетевой диммер регулирует подаваемое напряжение. Это значит, что при любых значениях напряжений, в определенном производителем диапазоне (он указан на коробке от лампочки), схема лампы будет стремиться поддерживать заданный ток. Яркость в свою очередь зависит от тока.

Обычные светодиодные лампы регулировать не получится, в лучшем случае она будет просто включаться и выключаться, в худшем — сгорит при низких значениях, установленных на диммере.

В самых дешевых светодиодных лампах стоит гасящий конденсатор. Они если и будут регулироваться, то только в очень узких пределах, значит они тоже не подходят. Пример диммирования обычных светодиодных лампочек посмотрите на видео.

Диммируемые светодиодные лампы на 220 Вольт

Регулировка яркости светодиодных ламп на 220В затруднена, потому что там установлена схема стабилизации тока на специализированном драйвере. Его задача стабилизировать выходной ток, для обеспечения равномерного и долгого свечения светодиодов, не зависимо от значений напряжения питающей сети.

Обычные светодиодные лампы не очень сильно поддаются диммированию. Чтобы выбрать правильную Led лампу для диммера – нужно внимательно изучить описание и обозначения, указанные на коробке и корпусе лампочки.

Светодиодные лампы с диммированием можно распознать по надписи: «для диммера», «регулируемая» или что-то подобное, возможно будет просто нарисовано условное изображение диммера, как на примерах ниже.

Можно ли регулировать яркость светодиодных ламп, работающих от постоянного тока?

На фото led диммер для 12В светодиодной ленты. Давайте разбираться как работает такой диммер со светодиодными лампами.

Для цепей постоянного тока принцип работы регулятора отличается. Здесь в качестве дозирующего элемента используется биполярный или полевой транзистор, а в качестве дозатора – генератор импульсов с изменяемым коэффициентом заполнения.

Способ этого управления называется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Чтобы понять, как это работает нужно ознакомиться с графиками.

Vcc – напряжение на входе диммера постоянного тока, Vсреднее – напряжение на выходе. Вы можете видеть, как изменяется среднее напряжение. При увеличении длительности импульса и сокращении длины паузы (повышаем коэффициент заполнения) увеличивается выходное напряжение.

Выше приведена принципиальная электрическая схема «ШИМ-регулятора яркости led ламп на NE555». Он может выступать в роли устройства для диммирования светодиодов. Работает следующим образом:

NE555 – это таймер, подключен здесь в режиме генератора импульсов, частота и длительность которых задаётся RC цепью состоящей из R2, потенциометра R1 и конденсатора C5, как и в предыдущей схеме потенциометр регулирует скорость заряда конденсатора, в соответствии со скоростью заряда формируется ширина импульса.

Изначально схема выдает симметричные импульсы, то есть длина паузы равна длине импульса. Но благодаря наличию потенциометра и цепочки из двух диодов VD1 и VD2, происходит заряд и перезаряд ёмкости через разные сопротивления потенциометра, вернее через разные пары его контактов.

Поэтому формируются ШИМ регулируемые импульсы с постоянной частотой, но изменяемым коэффициентом заполнения.

Если вы будете использовать его в автомобиле или для диммирования светодиодной ленты, можно исключить дополнительный источник питания 9 вольт, на базе 7809 линейного стабилизатора и подавать питание в первую точку после него на схеме.

А вот фотографии самодельного диммера для светодиодов, если нужно – вы можете срисовать расположение дорожек и повторить его. Или собрать на макетной плате.

Видео того как работает диммирование светодиодных светильников с помощью этой схемы, на примере ленты бокового свечения расположено ниже.

С помощью этой схемы возможно диммирование светодиодных цепей на 12В и любой другой нагрузки постоянного тока. Например, регулировать скорость оборотов кулера для ПК, коллекторных двигателей, нагревателей, в общем всего, что вы придумаете. В одной из статей мы уже рассказывали про изготовление светодиодного диммера своими руками.

Какой диммер нужен для светодиодных лампочек?

Чтобы подобрать диммер к светодиодным лампам и обеспечить их совместимость, нужно сначала определится, какие лампы вы будете использовать. Если вы планируете покупать 220В LED лампочки – для этого подойдут фазоимпульсные приборы, которые были рассмотрены в начале статьи. Берите модели с отсечкой по заднему фронту.

Для низковольтных ламп постоянного тока (например 12В, которые используются в точечных светильниках, настольном освещении или лампах для автомобиля) – подойдет любой ШИМ регулятор или диммер для светодиодных лент. Все они работают по принципу широтно-импульсной модуляции, линейное регулирование уже далеко в прошлом.

Также лучше покупать специальные светодиодные лампы под диммер. Хоть и стоят они дороже, но проблем с их регулировкой не будет. Вы создадите нужное световое решение, только если правильно подберете диммер и светодиодные лампы к нему.

Делитесь в комментариях своим опытом регулировки яркости светодиодов и светодиодных светильников!

Источник