Что нужно сделать, чтобы увеличить диапазон диммирования светодиодных ламп?

Я в той же лодке. Когда я переделывал дом, в котором нахожусь, я установил как можно больше светодиодного освещения, а остальное — галогенное. Я узнал, что диапазон затемнения полностью основан на драйвере светодиодной лампы. И большинство светодиодных ламп тускнеют только примерно до 20-30% от максимума.

Я уверен, что вы знаете, как работают диммеры, но для тех, кто не знает, это в основном супербыстрый переключатель, который очень быстро включает и выключает свет. В лампах накаливания это прекрасно работает, обеспечивая плавный диапазон затемнения. В LED/CF это кошмар для них. Чтобы обойти это, им на самом деле нужно иметь дополнительную схему для интерпретации шаблона включения / выключения, а затем использовать ее для управления яркостью. Во время фазы включения они потребляют дополнительную мощность, чтобы обеспечить питание света и во время фазы выключения. Для светодиодов драйвер снижает напряжение на светодиодных элементах, но никогда не выключает их. Таким образом, то, что обычно было бы затемнено почти до нуля для лампы накаливания, довольно ярко для светодиода, потому что он потребляет в 2-3 раза больше мощности во время этой фазы, чтобы поддерживать заряд конденсаторов и свет.

TL;ДР; Что касается светодиодов, вам нужно искать лампы высокого класса, в которых действительно указан их диапазон затемнения.

Теперь, надеюсь, мы не застрянем надолго с аналоговыми диммерами накаливания, управляющими цифровыми лампочками. Есть несколько стандартов, пытающихся завоевать популярность для чисто цифрового диммирования. Они работают, фактически никогда не уменьшая мощность, а вместо этого отправляя цифровой сигнал по линии электропередач, чтобы приказать лампе уменьшить яркость. Представьте, что лампочка Philips Hue управляется выключателем, а не беспроводным концентратором. Но сейчас ни один из них не находится на рынке продуктов потребительского уровня.

Светодиод является наиболее удобным для диммирования источником света из когда-либо созданных. Проблема в том, что большинство людей используют ввинчивающиеся светодиодные модули «замены ламп накаливания» с устаревшими схемами диммирования**, предназначенными для ламп накаливания (которые просто не имеют усовершенствований, чтобы хорошо работать в низкочастотном диапазоне). Это самый уродливый хак в электрическом дизайне, и он приводит к уродливым результатам.

Если вы такой большой поклонник затемнения, вам следует изучить более эффективные способы затемнения . Есть несколько.

Светодиоды хотят тускнеть

Родной необработанный светодиод будет безупречно тускнеть с чрезвычайно усовершенствованными уровнями контроля. Прямо из парашюта есть два метода управления, которые будут работать очень хорошо. Один непрактичный для случайного любителя, другой легко доступен.

Диммирование с ограничением тока . Необработанные светодиодные излучатели должны контролироваться по току, иначе они сгорят сами. Это делается схемой драйвера, которая выдает определенный ток, изменяя напряжение для достижения этого тока. Все листы спецификаций светодиодов тестируют и оценивают их при определенных токах . Но в спецификациях указан максимальный ток - вы можете использовать их при любом меньшем токе . И если вы это сделаете, яркость будет примерно пропорциональна.

Конкретный светодиодный излучатель может иметь номинальный ток 350 мА и максимальный ток 1400 мА. Если вы отправите ему 35 мА, вы получите около 1/10 спецификации света. При 3,5 мА, около 1/100 спецификации света. 0,35 мА, 1/1000. Я управлял массивом 3000 мА, 36 В при силе тока около миллиампер и получил от него небольшое количество света, достаточное, чтобы определить, какого цвета излучатель. Нет предела тому, насколько тусклым вы можете стать , при условии, что драйвер может работать так низко, и у вас есть работа производителя по согласованию драйвера со светодиодными излучателями, теплоотводу излучателей, превращению их в жизнеспособный продукт и т. д.

Создание собственного драйвера с ограничением тока выходит за рамки любителя света, но вы можете найти коммерческие драйверы светодиодов, которые делают это за вас, например, используя систему диммирования 0-10 В (тип, используемый в коммерческом освещении).

Диммирование с помощью широтно-импульсной модуляции . Во многих светодиодных продуктах на 12 В просто используется резистор для ограничения тока. Это предполагает несколько недооценку светодиодов — они не могут работать с максимальной производительностью — но это также означает, что вы можете включать и выключать светодиоды очень, очень, очень быстро . Это позволяет регулировать яркость с помощью широтно-импульсной модуляции — свет имеет яркость 50%, потому что он включен 50% времени. Яркость 1%, потому что она включена 1% времени. Полный рабочий цикл происходит сотни раз в секунду, слишком быстро, чтобы увидеть. PWM диммирование легко для любителей, использующих продукты на основе резисторов 12 В и дешевое готовое оборудование, доступное по всему eBay, Amazon, в магазинах, вы называете это. Лучшие бренды, такие как Leviton, даже производят модули, которые «хорошо сочетаются» с ШИМ-диммированием.

Диммер или RGB - контроллер создает импульсы с достаточной силой, чтобы напрямую управлять значительным количеством светодиодного света — например, 130 Вт (около 700 Вт лампы накаливания). Если вам нужно больше , гаджеты, называемые усилителями , могут управлять намного больше.

Поэтому, если вам не нравится, насколько «низкими» могут быть коммерческие PWM-диммеры/контроллеры — любитель может сделать свой собственный контроллер с помощью Arduino или Raspberry Pi. И подайте слабый выходной сигнал Adruino на готовый усилитель , чтобы правильно управлять освещением .

Существуют продукты с лучшим затемнением

Существуют также коммерческие технологии диммирования. Одним из примеров является система «0-10 В». При этом диммер отправляет сигнал (очевидно, 0-10 вольт) по отдельному кабелю на модули драйверов светодиодов, которые понимают этот сигнал. И тогда они могут стать настолько тусклыми, насколько позволяет конструкция драйвера. (сам светодиод не имеет нижнего предела). Так что это всего лишь вопрос поиска качественного устройства или драйвера, который потребляет 0-10 В для диммирования.

Интеллектуальные переключатели/элементы управления — еще один способ решить эту проблему. В этом случае они используют либо а) провода связи, б) радиосхему, либо в) модулирующие сигналы по линии электропередач для связи между умным диммером и умными светодиодными лампами. Это цифровой сигнал, который точно указывает, где установить яркость, поэтому теоретически это жизнеспособный способ получить любую яркость, с которой может справиться драйвер. Конечно, это может быть испорчено при реализации, либо с драйвером, который плохо справляется с «очень тусклым», либо с слишком грубым выбором цифровых «меток».

** Устаревшие схемы затемнения, такие как опережающее или замыкающее управление фазой, подобные этим старым устаревшим вещам, перечисленным на этой странице. Эти диммеры разработаны с обязательным условием обратной совместимости с лампами накаливания.

Это сложная тема, потому что она очень субъективна, а также восприятие яркости людьми очень неточное (нелинейное).

Среди многих трудностей при сравнении диммирования светодиодов со старомодными диммированием ламп накаливания:

• Светодиодные лампы просто не тускнеют так сильно.
• Некоторые светодиодные лампы публикуют характеристики затемнения (например, «затемнение до 10%»), но, поскольку человеческие глаза настолько плохо справляются со сравнением яркости, может быть трудно сказать, что это на самом деле означает. Если вы сможете найти эту спецификацию для ваших текущих ламп, это поможет вам найти лампу с лучшими характеристиками.
• Лампы накаливания становятся краснее по мере того, как тускнеют, но большинство светодиодов остаются того же цвета, что может затруднить получение правильного «освещения настроения», которое зависит как от цвета, так и от яркости. Некоторые светодиоды справляются с этим лучше — я знаю, что видел рекламу светодиодной лампы, которая становится теплее по мере того, как тускнеет (как лампы накаливания), например, лампа Philips WarmGlow BR30 . Вы также можете приобрести эти причудливые лампочки, меняющие цвет, которые можно настроить практически на любой цвет или яркость.

Я знаю, что этот сайт не рекомендует рекомендовать конкретные бренды, но у меня в гостиной есть несколько светильников Philips BR30, и они довольно хорошо затемняются (не тот вариант, меняющий цвет, о котором я упоминал выше). У меня также есть несколько светодиодных ламп Cree, и они, кажется, не так сильно тускнеют.

По-видимому, здесь есть один переключатель: Lutron TGCL-153PH (TGCL-153PH-WH для белого цвета). У этого есть установленный на передней панели диск для установки минимальной мощности затемнения , поэтому вы можете настроить свои светодиоды / компактные люминесцентные лампы там, где вы хотите. Затем циферблат скрывается лицевой панелью. Я на самом деле не пробовал их, но сделаю это на этой неделе. Они доступны на Amazon, Home Depot и Lowes, и их максимальная мощность составляет 150 Вт, что подходит для большинства установок LED/CFL (или 600 Вт для ламп накаливания/галогенных ламп). И они также описываются как «однополюсные/трехполосные». Они стоят +/- $ 20,00. Существуют также диммеры Lutron в стиле декора с аналогичными регулировочными дисками.

Даже с диммерами, специально разработанными для светодиодных или CFE-светильников, производители скажут вам, что светодиоды не будут затемнять их продукты так сильно, как лампы накаливания. Если вам нужна лучшая яркость низких частот, вот две мои идеи.

Во-первых, играя с несколькими светодиодными лампочками на скамейке с вариаком, становится очевидным, что их можно очень красиво затемнить, почти до свечения, которое можно увидеть только в темноте! Но единственные вариаторы, которые у меня есть или которые я видел, огромные, дорогие и рассчитаны на гораздо более высокую мощность, чем вам когда-либо понадобилось бы для светодиода или даже группы светодиодов. Но если какой-либо производитель сделает вариатор для небольших нагрузок, который может поместиться в настенной плите, он предложит полный диапазон управления. Их, вероятно, будет не так легко перевернуть, как горшок, но это одно из решений.

Вот еще одно решение, более практичное, по крайней мере, для нижнего предела яркости. В наши дни нетрудно найти небольшие конденсаторы емкостью до 5 мкФ при напряжении 200 Вт постоянного тока. Экспериментируя с блоком из 8 диммируемых светодиодных ламп мощностью 40 Вт (фактически 5), я заменил несколько конденсаторов последовательно с нагрузкой. Интересно, что 2,5 мкФ обеспечивали уровень освещения, который был примерно таким же, как минимальная яркость, которую я мог получить до отключения стандартным диммером. Кроме того, я обнаружил, что примерно до 0,5 мкФ я мог бы получить эквивалент очень низкой настройки ночного освещения, с единственной проблемой, заключающейся в том, что небольшие производственные различия между различными лампами становятся очень очевидными. Но дело в том, что, поскольку конденсаторы не будут тратить энергию впустую (и не нагреваться), можно было бы использовать поворотный селекторный переключатель с несколькими положениями,ЕСЛИ вы были удовлетворены просто подключением одной позиции в качестве обхода полной яркости. Потому что за пределами 5 мкФ такие неэлектролитические конденсаторы с более высоким напряжением начнут становиться слишком большими, чтобы сделать эту идею практичной.

Простое диммирование ELV и MLV. Проверьте свет, если это MLV, убедитесь, что у вас есть диммер MLV. Если у вас есть лампа ELV, установите диммер ELV. Работает отлично. Придется быть немного более любознательным. Конечно, тогда это затемнение линии или 0-10. Вы не хотите иметь дело с 0-10, потому что вам нужно добавить дополнительную проводку.