При замене галогеновых ламп на 12В в точечных светильниках светодиодными часто возникает вопрос: «нужно ли менять источник питания?».

Из письма с вопросом одного из постоянных посетителей сайта: « Можно ли заменить галогенные лампы на нормальные светодиоды? Я снимаю квартиру, где основное освещение состоит из примерно 30-40 галогенных ламп по 10 Вт каждая, питаемых от 12 В. Лампочки практически дают мало света, а электричество, безусловно, потребляют больше, чем светодиоды. Не говоря уже о том, что эти галогенные лампочки умирают, как мухи, и их нужно довольно часто менять. И еще они шумят. Можно ли эти лампочки заменить на светодиодные не заменяя всю люстру? »

В данном случае просто заменить старые 12-вольтовые галогенные лампы на светодиодные не получится. Нужно разобраться с источником питания.

Для галогенок чаще всего использовали электронные трансформаторы с выходным напряжением 12 вольт, а для светодиодных ламп продаются специальные блоки питания (БП) с выходным напряжением также 12 вольт. В чем же их различие и взаимозаменяемы ли они? Давайте разбираться!

Из этой статьи вы узнаете:

Что такое электронный трансформатор,

Как устроен и работает электронный трансформатор,

Как устроен и работает блок питания для светодиодных ламп 12В ,

В чем отличия блоков питания для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп.

Что такое электронный трансформатор?

Электронным трансформатором называют схему импульсного источника питания на основе трансформатора и высокочастотного генератора на полупроводниковых ключах. Они питаются от сети 220В переменного тока, а на их выходе переменное напряжение с действующим значением порядка 12В.

Структурная схема устройства изображена на рисунке ниже.

Здесь мы видим, что питание 220В сначала поступает на выпрямитель, после чего выпрямленное пульсирующее с частотой 100Гц напряжение поступает на узел силовых ключей и генератора, рассмотрим пример типовой принципиальной электрической схемы электронного трансформатора.

Здесь изображена типичная автогенераторная двухтактная схема. Её особенностью является то, что для работы ключей в режиме коммутации (переключений) на высокой частоте им не требуется ШИМ-контроллеров или других специализированных ИМС. Говоря простыми словами работа автогенератора заключается в переключении транзистора в результате напряжений, наводимых на обмотках импульсного трансформатора и положительной обратной связи.

Что мы видим на схеме? Первое что бросается в глаза – отсутствие диодного моста на выходе, а значит, что выходное напряжение переменное, а также отсутствие цепей, предназначенных для стабилизации выходного напряжения. Вы можете подробнее ознакомится с принципом их работы посмотрев видео:

Подобная схема лежит и в основе большинства зарядных устройств для мобильных телефонов, ЭПРА для питания люминесцентных ламп, в том числе в энергосберегающих или компактных люминесцентных лампах в некоторых вариациях и некоторыми доработками.

Рассмотрим выходные осциллограммы.

Здесь видно, что переменное напряжение амплитуда которого пульсирует от нуля до + и – 17Вольт. Такие изменения амплитуды с течением времени – повторяют пульсации выпрямленного сетевого(100Гц). Получается интересная ситуация – есть высокочастотное выходное напряжение, изменяющееся с частотой в десятки тысяч герц, при этом его амплитуда изменяется от 0 до 17 вольт с частотой в 100 Гц или выпрямленные 50 Гц. Если растянуть ось времени и рассмотреть форму на уровне периодов, то картинка примет следующий вид.

Здесь видно, что сигнал по форме далёк от синусоиды, а скорее прямоугольник с небольшим уклоном в сторону заднего фронта.

Блоки питания для светодиодных ламп 12В

Их часто называют блоками питания для светодиодных лент, фактически для подключения и лент и ламп нужен любой источник постоянного стабилизированного напряжения 12В с минимальными пульсациями. На практике в современном мире используются импульсные источники питания, рассмотрим типовую схему.

Что общего у этих двух, казалось бы, разных схем? Они построены на интегральном ШИМ-контроллера который управляет силовыми ключами – транзисторами, они могут быть и полевыми, и биполярными. Кроме того, в выходном каскаде схемы вы видите выпрямитель и конденсаторы для сглаживания пульсаций (фильтр). Всё это значит, что на выходе мы получаем стабилизированный DC источник питания. Величина его пульсаций будет зависеть от нагрузки и ёмкости фильтрующих конденсаторов.

Её также можно реализовать на автогенераторной схеме, подобной электронному трансформатору, добавив цепи обратной связи для стабилизации выходного напряжения. В результате получится схема наподобие такой.

Аналогичная конструкция используется в упомянутых выше зарядных для мобильны телефонов здесь за стабилизацию отвечает цепочка обратной связи на 11 вольтовом стабилитроне VD9 и транзисторной оптопаре U1.

Принцип работы подобных ИИП мы рассматривали в статье ранее — Схемотехника блоков питания светодиодных лент.

5 особенностей и отличий БП для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп

Итак, подведем итоги и ответим на вопрос: «почему нельзя питать светодиодные лампы от электронного трансформатора?». Для этого мы перечислим основные особенности этих источников питания и требования для работы светодиодных изделий.

1. Для включения светодиодных лент и ламп на 12В нужно постоянное напряжение. Так как у светодиодов нелинейная вольтамперная характеристика – они очень чувствительны к отклонениям напряжения питания от номинального, и при его превышении быстро выйдут из строя.

2. Электронные трансформаторы выдают пульсирующее переменное высокочастотное напряжение. Величина всплесков и пиков может достигать и 40 вольт в некоторых случаях. Это может привести к выходу из строя светодиодов или драйверов, встроенных в LED-лампу, а также к их нестабильной работе.

3. У электронных трансформаторов есть такая характеристика как минимальная нагрузка (смотрите рисунок ниже). Это значит, что, если подключить нагрузку меньше указанной на блоке питания он может либо не запуститься, либо выдавать большие пульсации, а также отключаться или другим образом отклоняться от нормального режима работы. Это критично, поскольку галогенные лампы потребляют в разы большую мощность, чем светодиодные, поэтому электронный трансформатор может проявлять себя подобным образом.

Мощность указана от 20 до 105 Вт, что говорит об ограничении по минимальной подключаемой мощности.

4. У блоков питания для ламп на 12В выходное напряжение и постоянное, и стабилизированное при этом.

5. Для питания галогеновых ламп не разницы в роде тока (постоянный или переменный), которым её будут питать. Важно действующее значение напряжения на ней. Поэтому они подойдут под оба варианта источников питания.

Нельзя использовать электронный трансформатор для питания светодиодных изделий. Подбирайте блок питания с постоянным стабилизированным выходным напряжением. В противном случае ваши светильники и лампы могут выйти из строя. Также будьте внимательны – сейчас популярны светильники, предназначенные для питания источником постоянного тока – драйвером, это отдельный вид устройств! Об этом читайте здесь — В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов

Источник

Что нужно знать при замене галогеновых ламп в люстре на светодиодные

Современные тенденции сформировались таким образом, что светодиодные лампочки являются наиболее экономичными, практичными, безопасными и эффективными источниками света, не имеющими более-менее схожих аналогов. У остальных изделий куда больше недостатков, поэтому сегодня замена галогенных ламп на светодиодные не вызывает удивления.

Одни люди желают экономить на электроэнергии, другие хотят повысить безопасность эксплуатации люстр или точечных светильников, третьи преследуют сразу несколько целей. Несмотря на ряд очевидных достоинств, далеко не всегда данная замена будет эффективной и необходимой.

Преимущества светодиодной люстры

Главным достоинством применения светодиодной лампы в люстре является время выхода на полную мощность. Взгляните на лампу накаливания: при включении яркость повышается постепенно. Аналогичная ситуация с галогенными и, тем более, люминесцентными (ртутными) источниками. Что касается светодиодных лампочек, то они начинают полноценно светить моментально после включения.

Важно! Подобным изделиям не страшны перепады напряжения, частые включения и выключения.

Выше уже писалось о безопасности. Для питания светодиодов требуется минимальное напряжение, поэтому эти устройства не представляют опасности при замене, вкручивании или демонтаже. Если ремонтировать лампу накаливания не имеет смысла, то светодиодная зачастую является ремонтопригодной.

Положительные черты галогенок

Галогенные лампы в люстрах используют неспроста. Они обладают определенными достоинствами, среди которых простая и удобная конструкция. По сути, галогенки – улучшенная версия приборов с нитью накала (выше яркость, световая отдача и т.д.). При изготовлении колбы стекло смешивается с кварцем, повышающим прочность и герметичность изделий. Дополнительные защитные компоненты усиливают устойчивость галогенок к высоким температурам и воздействию химически активных элементов.

Отличий между галогенными и светодиодными устройствами масса, но основным, побуждающим к замене фактором остается экономичность. Несмотря на кажущуюся простоту, недостаточно купить led-источник с идентичным цоколем и аналогичной мощностью. Данный процесс связан с некоторыми нюансами, рассмотренными ниже.

Проблемы при замене галогенок на диодные лампы

Трудности могут возникнуть при замене галогенок на 12 В. Лампочки обоих типов коммутируются через специальный блок питания. Фактически речь идет о трансформаторе, понижающем напряжение сети 220 В до требуемого значения (12 В) и стабилизирующем параметр для исключения перепадов. Теоретически при выборе источника света с идентичным цоколем можно свободно произвести замену.

На деле блоки питания для галогенных ламп лишь понижают вольтаж, в то время как светодиодные аналоги для нормальной эксплуатации требуют подачи стабилизированного напряжения. Если была выполнена замена ламп без переделывания электрической цепи, то при включении диоды будут постоянно мигать. Вы можете не заметить данной пульсации, но она будет восприниматься сетчаткой глаза, что приведет к быстрой утомляемости и нервозности.

Это не единственная сложность, связанная с выполнением подобной замены. Светодиодные источники расходуют минимальное количество электроэнергии (начиная с 1 Вт), а трансформатор для галогенок генерирует намного больше, поэтому будет часто выключаться, что обязательно скажется на стабильной подаче тока. Чтобы понять, насколько существенна разница в потребляемой электроэнергии для галогенок и светодиодных лампочек, достаточно взглянуть на простой пример: при замене галогенного устройства мощностью 40 Вт для сохранения номинальной интенсивности свечения достаточно купить диодный источник света на 1,5 Вт.

Проблемы могут возникнуть с функциональностью пульта дистанционного управления люстры. Актуально для некоторых моделей светильников.

При рассмотрении конструкции галогенной лампы вы заметите, что нить накаливания находится вблизи цоколя G4. Излучающий диод в led-изделии расположен дальше от цоколя. Как итог, угол рассеивания и освещаемая поверхность в двух случаях будут совершенно разными.

Замена трансформатора

Проблемы, перечисленные выше, можно с легкостью устранить: демонтируйте трансформатор для галогенных изделий и вместо него установите блок питания с параметрами, подходящими для монтируемой группы светодиодных ламп. Нужно рассматривать не только питающее напряжение (12 В), но и другие характеристики. При выборе элемента ориентируйтесь на суммарную мощность подключаемых осветительных приборов. При необходимости можно использовать два-три трансформатора.

Данные расчеты выполняются сравнительно просто: подсчитайте количество устанавливаемых источников света в группе и умножьте их число на мощность одного (при условии, что выбрали одинаковые лампы). Например, если мощность светодиодного изделия составляет 2 Вт, в группе их 10 штук, то трансформатор должен выдерживать суммарную нагрузку 20 Вт (желательно повысить параметр на 10 %; в результате получим 22 Вт).

При сравнении галогенок и светодиодных ламп становится очевидно, что мощность первой в 2-3 раза выше суммарной нагрузки целой группы вторых. Покупая трансформатор для диодов, убедитесь, что габариты электротехнического элемента приблизительно совпадают с блоком питания для галогенок.

Для установки трансформатора достаточно выпаять провода со схемы старого блока питания и подключить к новому. Если возможность отсутствует, то перекусите старые провода и выполните коммутацию с самого начала.

Стоит ли менять

Подобные изменения в электронной схеме люстры потребуют больших усилий, немалых временных и финансовых затрат. Тем не менее, отсюда можно извлечь массу преимуществ.

Срок эксплуатации галогенной лампы составляет приблизительно 4000 часов, светодиодных устройств – 25-30 тыс. часов. Добавьте к этому существенную экономию электроэнергии, которая достигается за счет уменьшения мощности, потребляемой люстрой, при сохранении номинальной интенсивности свечения. Если было установлено пять галогенок по 40 Вт, то суммарная нагрузка составляла 200 Вт. В случае со светодиодными изделиями нагрузка будет равна 7,5-10 Вт. Таким образом, подобная замена вполне рациональна и оправданна. С целью экономии светодиодная аппаратура используется в мощных прожекторах, установленных на стадионах.

Выше мы забыли упомянуть еще один важный параметр, учитываемый при покупке светодиодных источников, – цветовая температура. Для глаз куда более приятными являются теплые, желтые оттенки, но чем белее свет, тем интенсивнее будет световой поток. Галогенные лампы имеют примерно одинаковую температуру цвета – около 2700 К (желтое свечение), в то время как для светодиодных диапазон существенно выше – от 2500 до 6500 К. С ростом цветовой температуры свечение становится более ярким и белым.

Как поменять галогенную лампочку в подвесном потолке?

Если решились на замену галогенок на светодиодные лампы, то предлагаем ознакомиться с пошаговой инструкцией к данному процессу:

1. Обязательно обесточьте помещение. Подача электроэнергии отключается с распределительного щитка в тамбуре/подъезде.
2. Выполните замену внутреннего механизма – блока (трансформатора), который будет не только понижать, но и стабилизировать напряжение.
3. Выньте патрон из светильника.
4. Установите светодиодное изделие с соответствующим цоколем.
5. Если требуется, то заизолируйте проводку. Убедитесь, что плотно зафиксировали люстру.

Как заменить галогенную лампу в точечном светильнике

Алгоритм действий в случае с точечными светильниками сохраняется прежним. Удалите фиксирующее кольцо, предварительно обесточив помещение, демонтируйте галогенку, вынув ее из патрона, установите новую и зафиксируйте корпус прибора. Если лампочка целая, то при демонтаже наденьте перчатки или используйте тряпку, чтобы не оставить жировые пятна на поверхности колбы, которые существенно сокращают долговечность изделия. Аналогично действуйте с новой галогенкой.

В точечных светильниках могут использоваться и светодиодные конструкции. В данном случае руководствуйтесь инструкцией из предыдущего раздела, не забывая про установку подходящего трансформатора.

Замена галогенных лампочек на светодиодные таит в себе множество трудностей, но если действовать правильно, грамотно и не экономить на новом блоке питания, то недостатки будут неощутимы за счет массы преимуществ, которые можно в итоге извлечь. Процесс недешевый, поскольку стоимость качественных светодиодных лампочек значительно выше цены на галогенки. Также нужно купить новый трансформатор. Общая модернизация может обойтись в кругленькую сумму – от 1000 до 3000 рублей. Впрочем, деньги вернутся с лихвой за счет более экономичного потребления электроэнергии и долговечности приборов.

Источник