Диммер для энергосберегающих ламп: устройство и виды

Содержание

1 Принцип работы
2 Порог диммирования
3 Классификация
4 Диммирование КЛЛ
5 Диммирование светодиодных ламп
6 Галогенные лампы (ГЛН)
7 Подключение диммера
8 Альтернативное применение диммеров
9 Видео про регулятор напряжения

Возможность управления яркостью освещения позволяет создавать комфортные условия в квартире. Насыщенный свет необходим в гостиной вечером и совсем не нужен ночью, когда пора ложиться спать. На фото ниже изображён современный способ управления освещением с пульта на расстоянии.

Регулирование яркости ламп на расстоянии с пульта управления

Когда основными источниками света были обычные лампы накаливания, задача решалась просто, но появление энергосберегающих ламп создаёт некоторые проблемы.

Для ламп с нитью накала на 220 вольт вначале применялся последовательно подключаемый к ним переменный резистор. Его главными недостатками были нерациональные потери энергии, а также интенсивное тепловыделение при большой мощности.

Управлять лампами можно через лабораторный автотрансформатор, позволяющий менять яркость источников освещения изменением напряжения питания. КПД повысился, но громоздкость устройства требовала поиска других решений.

Кроме того, были созданы новые типы ламп: КЛЛ и светодиодные. В результате появились компактные и удобные регуляторы яркости – диммеры, которые стали работать на сетевом и пониженном напряжении 12 вольт.

Принцип работы

Диммер работает с помощью полупроводниковых деталей – динистора и симистора, которые можно использовать при напряжении сети 220 В. На рисунке ниже (б) изображена схема диммера в упрощенном виде.

Схема диммера: а – упрощённая, б – реальная

Для зажигания лампочки необходимо открыть симистор (триак). В начале положительной полуволны переменного тока через переменный резистор происходит зарядка конденсатора (С). Когда напряжение на нём достигнет определённой величины, симистор и динистор (диак) откроются. Лампочка начинает гореть. Поскольку оба полупроводниковых элемента симметричные, аналогичное течение происходит на отрицательной полуволне.

В итоге, выходит, что на нагрузку поступают полуволны, срезанные спереди. Особенно заметно это на низкой яркости – когда остаются очень узкие импульсы напряжения, лампочка начинает мерцать.

Какие подобрать симисторы, зависит от мощности нагрузки, а напряжение, должно быть, рассчитано не менее чем на 400 В. Несмотря на то, что сетевое напряжение составляет 220-240 В, его амплитуда порой может превышать 350 В. Стабильность горения лампочки, а также начальная и конечная точки зажигания зависят от величин R и C. На фото выше (б) представлена реальная схема диммера с указанием параметров элементов.

Порог диммирования

При определённой мощности лампочки перестают светиться. Эта граничная величина является порогом диммирования (ПД), который выражается в процентном отношении к номиналу нагрузки. У галогеновых, светодиодных ламп накаливания порог домминирования равен или близок к нулю. Какой будет ПД, зависит от компании изготовителя.

У лучших производителей энергосберегающих газоразрядных ламп ПД составляет около 10 %, малоизвестных – значительно больше. Для поддержания горения необходимо подводить мощность не ниже 10 % от номинала. При этом запуск лампочки можно совершать при установке диммера не менее чем на 30 %, а после производится регулирование их яркости в сторону увеличения или уменьшения.

Диммер подключается, в цепь разрыва лампы. Его можно устанавливать на место обычного выключателя.

В диммерах, выпускаемых промышленностью, наибольшее применение нашли симисторы, поскольку они хорошо работают при напряжении сети 220 вольт, а по принципу действия пропускают переменный ток без выпрямления. Это позволяет экономить мощность, обычно теряемую на диодных мостах.

Классификация

По способу регулирования диммеры бывают следующими:

механические;
акустические (хлопковые);
сенсорные;
с дистанционным управлением.

По конструктивному исполнению выпускаются различные модели:

Модуль, установленный в распределительном шкафу. Напоминает автоматический выключатель на DIN-рейке (фото а). Системы освещения – лампы накаливания на 220 В и галогеновые источники с понижающим трансформатором на 12 В. Управляются кнопочным или одноклавишным выключателями, которые могут быть отдельно вынесены. Применяются большей частью в прихожих или на лестничных площадках.

Конструктивные исполнения диммеров

Диммер в монтажной коробке (рисунок б). Монтируется аналогично розеткам и выключателям. Может быть, установлен рядом с ними. Применяется с лампами накаливания и галогеновыми на 220 В. Здесь часто используется индуктивный или электронный понижающий трансформатор на 12 В. Управление производится кнопкой.

Моноблочное устройство, как выключатель (фото в). Устанавливается в монтажную коробку. Бывает поворотным или поворотно-нажимным: включение производится нажатием на кнопку, а регулирование – её поворотом. Некоторые модели надо включать через клавишу, а дальше следует её удерживать, чтобы управлять яркостью.

Сенсорный выключатель – устройство более современное и надёжное из-за отсутствия подвижных элементов (рисунок г). Управлять можно прикосновением к панели.

От того, какой установлен понижающий трансформатор, зависит марка диммера. У них должна быть совместимость друг с другом. Для индуктивной нагрузки применяется регулятор яркости марки RL, а для ёмкостной – марки C. Оптимальным вариантом является модель, где они подобраны в одном блоке.

Диммирование КЛЛ

Практически диммирование компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) осуществляется с определёнными сложностями. Из-за инерционности газовой среды изменение силы тока через электроды не даёт ощутимого изменения интенсивности свечения. Из-за порога диммирования лампа гаснет, прежде чем напряжение достигнет нулевого значения.

КЛЛ диммируется, если содержит электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРА) с диммером. Управление производится через вынесенный потенциометр, соединённый проводами с ЭПРА. Целесообразно установить рядом с ним ещё обычный выключатель. ЭПРА располагается в цоколе лампы, которая вворачивается в стандартный патрон под напряжение 220 В.

Лампа должна запускаться при мощности меньшей, чем номинальная, которая составляет не менее 18 Вт. Для поддержания разряда у дорогих ламп нужна мощность 1,8 Вт, а для дешёвых – 6-7 Вт. От того, какие применяются КЛЛ, зависит диапазон регулирования яркости. У недорогих люминесцентных ламп очень маленькая глубина диммирования.

Диммер является дополнительной нагрузкой, снижая мощность, подаваемую на электроды лампы. Она должна иметь достаточный запас прочности, иначе придётся часто её менять по причине выхода из строя катодов при «холодных» запусках. Диммируемые лампы, имеющие для этого необходимый запас прочности, стоят дорого.

На рисунке ниже, представлена современная диммируемая КЛЛ. Жёлтым цветом выделена цветовая температура на границе порога диммирования 10 %, белым – при номинальной мощности 100 %.

Диммируемая компактная люминесцентная лампа

Несмотря на электронную начинку, КЛЛ является тем же газоразрядным прибором с электродами для поджига газовой смеси, содержащей пары ртути. Поэтому обращаться с лампой следует осторожно. Новизна в основном заключается в адаптации лампы к стандартному патрону и помещении всей схемы управления в цоколь.

Диммирование светодиодных ламп

Светодиод меняет яркость при изменении величины проходящего через него тока. Здесь необходимо учитывать, что для светодиодных ламп есть оптимальный режим свечения, при котором они имеют самую высокую светоотдачу. Кроме того, от величины проходящего тока у светодиода изменяется оттенок свечения.

Вышеуказанные недостатки устраняются, если амплитуду постоянного тока подкреплять на оптимальном уровне, а изменять только шаг импульса. Здесь поддерживается их высокая частота (до 300 кГц) и мигание света незаметно.

ПД светодиодных ламп поддерживается чуть выше нуля. Регулирование яркости срок их эксплуатации не снижает.

Часто применяются лампы с питанием, на 12 В. Здесь нужен понижающий трансформатор, но зато устройства имеют пониженную безопасность эксплуатации. Кроме того, у светодиодных светильников на 12 В отсутствует стробоскопический эффект излучения.

При повышенной взрывоопасности нужно использовать специальные взрывозащищенные светильники, которые работают на напряжении 12 В.

Сейчас выпускаются светодиодные светильники, которые можно установить в патроны ламп накаливания при сетевом напряжении 220 В.

Новые диммируемые светодиодные лампы UNIEL

Компания Philips выпустила в продажу модели Master Led, которые могут работать с обычными диммерами.

Вместе с регуляторами яркости применяются только диммируемые лампы.

Галогенные лампы (ГЛН)

ГЛН считаются энергосберегающими условно. Они отличаются от ламп накаливания колбой из кварцевого стекла, а внутрь закачивается инертный газ. У них больше мощность, светоотдача и в 2 раза больший срок службы. Модели выпускаются под напряжение 220 В или 12 В.

Галогеновая лампа, работающая от сети

Для ГЛН подходят стандартные диммеры. Оптимальный вариант – это применение регуляторов яркости с постепенным увеличением мощности при включении лампы и плавным снижением при отключении.

В качестве точечных источников света применяются галогенные лампы с трансформаторами. Они понижают напряжение до 12 В, и размещаются как можно ближе к лампам для уменьшения потерь электроэнергии. При напряжении 12 В важно правильно рассчитать проводку. Иначе светильники, расположенные, дальше от источника питания будут светиться тускло.

Подключение диммера

Прежде всего, надо определить, можно ли на этом приборе освещения установить диммер. Если да, то необходимо его правильно подобрать.

Светорегулятор можно установить вместо выключателя или розетки. Для этого следует разобрать и отсоединить выключатель. Клавишный диммер подключается в разрыве между фазным проводом и от прибора освещения. Разъем L-in соответствует фазе, а L-out подключается к лампе. Затем диммер устанавливается на место выключателя.

На рисунке ниже изображена схема подключения диммера. Красным цветом выделен фазный провод, который идёт на вход регулятора. Синим – нейтраль, идущая прямо на лампу, чёрным цветом – провода подключения к лампе из распределительной коробки.

Схема подключения диммера

Альтернативное применение диммеров

Один или группа светильников не являются окончательными вариантами использования диммера. Сфера его использования значительно шире. Его можно применять в качестве регулятора напряжения, подключая различные активные нагрузки, например, утюг, паяльник, чайник и др. Главное, чтобы он подходил по мощности.

Диммером можно корректировать температуру тёплого пола. В результате не надо будет покупать регулятор температуры, превосходящий его по цене в 3-5 раз.

Видео про регулятор напряжения

Об устройстве диммера и принципе его работы рассказывает видео ниже.

Регулирование яркости освещения становится необходимостью для экономии электроэнергии и создания в доме комфорта. Наилучшими характеристиками диммирования обладают галогенные и светодиодные лампы. Модели выпускаются под напряжение питания 220 В, 24 В и 12 В. У КЛЛ также можно регулировать яркость, но для этого нужны специальные лампы. Важно обеспечить совместимость диммеров и ламп.