Помехи от светодиодных ламп как устранить

Источник помех — драйвер светодиодной потолочной панели

Что мы тут видим: нет Y-конденсатора между высокой и низкой стороной. Он нужен для того, чтобы помеха, проникающая через межобмоточную емкость трансформатора, не превращала всю низкую сторону в одну большую антенну.
Также нет и никакой фильтрации на входе. Она, в свою очередь, нужна для того, чтобы не превращать в антенну всю электросеть.

Контроль электромагнитных помех от светодиодных драйверов

Сегодня почти во всех осветительных приборах используются светодиоды. За относительно короткое время они стали предпочтительным выбором освещения. Однако в большинстве случаев светодиод не может выполнять свою функцию сам по себе. Светодиоды должны работать от подходящего источника питания. Такая схема драйвера, естественно, должна быть максимально эффективной для снижения энергопотребления, поэтому для этой цели в основном используются импульсные источники питания.

Для всех источников питания, независимо от типа, следует учитывать электромагнитную совместимость (ЭМС). Особенно это касается светодиодного освещения. Со временем были установлены различные стандарты измерения, оценки и документирования помех, создаваемых светодиодными лампами.

Неконтролируемые электромагнитные помехи (EMI) могут иметь серьезные последствия. Один случай из жизни. Перегорела старая лампа накаливания E27 на электромеханическом механизме открывания ворот гаража. После замены ее на современную светодиодную лампочку, свет снова заработал, но дверь гаража перестала открываться с помощью пульта дистанционного управления. Таким образом, экспериментально было доказано, что излучение светодиода может вызывать помехи в радиоэлектронике гаражных ворот.

Излучения, генерируемые импульсным источником питания, частично являются проводящими, а частично излучаемыми. Таким образом, электромагнитное излучение от драйвера светодиода может передаваться через линии электропитания (высшие гармоники), а также посредством магнитной или емкостной связи в соседние сегменты схемы. Эти помехи, как правило, не критичны, но могут привести к неправильному функционированию соседних компонентов контура.

Как устранить помехи от светодиодных ламп? Изготовление светодиодного фильтра

Бюджетные светодиодные лампы дают помехи и ухудшают качество питающей электросети 220В. Помехи возникают и при работе «энергосберегаек» — компактных люминесцентных ламп. Причина их возникновения будет описана ниже, ну а для начала проверьте насколько качественную лампу вы приобрели и какие от неё идут помехи.

Чтобы услышать помехи от светодиодных ламп и КЛЛ, нужен обычный FM-радиоприемник. Для этого включите лампу, радиоприемник и поднесите его антенну к сетевым проводам. Вы услышите целую арию из треска, шелеста и шипения – это и есть помехи которые создают светодиодные лампы, вернее их блоки питания.

Чтобы понять, как устранить помехи от светодиодных ламп нужно узнать подробнее о помехах.

↑ Вариант правильной схемы

Соответствие требованиям стандартов

Таким образом, имеет смысл минимизировать генерируемые помехи, но какие требования должны быть соблюдены в этом отношении? Все электрические и электронные продукты в Европейском Союзе требуют маркировки CE. Знак CE подтверждает, что продукт соответствует правилам ЕС по безопасности, охране здоровья и окружающей среды. В результате разрешена транспортировка таких совместимых устройств в пределах Европейской экономической зоны. В других частях света существуют другие важные требования, касающиеся электромагнитного излучения. Примеры включают UL, CSA и другие.

Многочисленные стандарты конкретно касаются безопасности светодиодных ламп и генерации помех от них. Один из самых важных — CISPR 11. CISPR означает Международный специальный комитет по радиопомехам. Многие другие правила и нормы, включая ISO, IEC, FCC, CENELEC, SAE и другие, основаны на стандартах CISPR.

Кондуктивные помехи можно снизить предсказуемым образом с помощью соответствующих мер с использованием дополнительных сетевых фильтров. Данные фильтры предназначены для устранения синфазного или дифференциального шума. Частотный диапазон, который обычно имеет значение, ниже 30 МГц.

↑ Доработка. Сборка фильтра

Сразу скажу, что от установки этого конденсатора я разницы не увидел. Но и убирать его не стал, хуже-то не будет.

Затем был собран фильтр из деталей от ранее раздербаненных ИБП. Конденсаторы Cy из схемы проигнорируем, мне их тут не к чему подключить, нет земли. Остаются только X-конденсаторы и синфазный дроссель.

Коэффициент фильтрации

Однако разработать фильтры не так-то просто. Фильтр обычно оптимизируется для определенного частотного диапазона. В других диапазонах частот паразитные эффекты и связанные с этим изменения в поведении используемых компонентов могут вызвать проблемы. Например, фильтр может очень хорошо снизить высшие гармоники, генерируемые импульсным источником питания на частоте 100 кГц. Тем не менее, источники питания обычно генерируют излучения в широком диапазоне частот, особенно выше 10 МГц. Здесь фильтр, оптимизированный для 100 кГц, может даже увеличить влияние помех за счет паразитных эффектов и резонансов.

Излучаемые таким образом выбросы невозможно уменьшить предсказуемо. Здесь решающую роль играет энергосодержание паразитных индуктивностей и емкостей дорожек печатной платы, а также пассивных компонентов схемы. Диапазон частот обычно превышает 30 МГц до верхнего предела, установленного в соответствующих стандартах. Снижение этих излучаемых выбросов очень сложно — это требует большого опыта и базовых знаний электротехники и физики.

Это особенно характерно для светодиодных ламп, поскольку уровень излучаемых выбросов может быть чрезвычайно высоким. Обычно приводится в действие цепочка светодиодов. Такая последовательная схема часто требует большого количества места на плате. Таким образом, геометрическое расположение имеет свойства антенны, и генерируемые помехи излучаются особенно «эффективно». Экранирование электрических цепей является сложным, дорогостоящим и, в случае светодиодов, даже частично невозможным, поскольку желаемый свет не может проходить через экран из листового металла. Таким образом, решение заключается в создании лишь небольшого количества излучаемых выбросов.

При разработке светодиодных ламп с блоком питания учитывайте следующие возможности в отношении электромагнитных помех:

• Добавление фильтров на все входы и выходы источника питания без реального понимания конкретных выбросов. Обычно это приводит к высоким затратам на компоненты с завышенными габаритами и более высоким производственным затратам.
• Повторное использование проверенной концепции фильтра без необходимости каждый раз настраивать фильтр. Здесь также могут возникнуть более высокие затраты на компоненты, а конструкция фильтра может быть неоптимальной.
• Привлечение внештатного специалиста для разработки конструкции фильтра. Для этого внештатный эксперт также должен быть доступен в нужное время. Это также приводит к дополнительным расходам.
• Выбор ИС импульсного регулятора, которые уже разработаны с учетом минимальных выбросов и оптимального поведения по электромагнитным помехам (ЭМП). В этом случае требуется минимальная фильтрация или ее отсутствие.

Делаем фильтр своими руками

Чтобы устранить помехи от светодиодного прожектора или лампы, вы можете собрать или вытащить из вышедшей и строя техники фильтр. Тем самым вы улучшите характеристики своей лампы, избавитесь от лишних шумов радиоприёмника и телевизора. Типовая схема фильтра была показана в предыдущем разделе статьи.

Рассмотрим схему фильтра от помех светодиодных ламп самостоятельной сборки.

На картинке вы видите номиналы всех деталей и компонентов. Диаметр провода для фильтра вы должны рассчитать по формуле, в зависимости от тока потребления устройства.

Мотать в один слой, не перекрещивая провода до заполнения сердечника. Желательно между витками оставить зазор.

Чтобы не заниматься намоткой фильтра вы можете использовать готовый дроссель от блока питания. Его можно найти в компьютерном БП, зарядном для ноутбука, DVD-проигрывателе, музыкальном центре, они расположены на плате блока питания. Обратите внимание и на энергосберегающие люминесцентные лампы – это источник деталей для многих радиолюбителей.

В мощных БП он может выглядеть, как тороидальный дроссель, или катушка, намотанная на ферритовом кольце. Такие фильтры обычно выдерживают тока на 2 и более Ампера.

Выпаяв дроссель, нужно добавить к нему конденсаторы согласно схеме и фильтр будет у вас готов.

Еще более простой вариант – вы можете вырезать кусок платы от добротного блока питания. Выглядит этот участок подобным образом.

Обрезать плату ножовкой по металлу и припаять провода.

Далее нужно установить этот фильтр в корпус вашего светильника, таким образом:

↑ Постскриптум

Всё бы ничего, но… компьютер пробуждается всё равно! Тут, как говориться, «дело было не в бобине. »
Его пробуждает включение в розетку подсоединенного к нему усилителя, и даже некоторых других, уж совсем независимых, потребителей.
Что объединяет эти потребители? Импульсный БП с конденсатором и без плавного пуска, и как следствие, с большим стартовым током.

После некоторых размышлений я подумал, что встроенный в ИБП варистор может быть неподходящего номинала, из-за чего и получается такая неприятность. Прямо сейчас бежать в радиомагазин за варисторами не хочется, да и светильники уже повешены на место (там замороченное крепление, в одиночку их не снять и не поставить). Вешаю снаружи на подводящих проводах на каждый светильник по резистору 47 Ом, 5 Вт. Включаю… Провал. Не помогло.

Пора переходить к действительно серьезным средствам. Достаем шаманский бубен.

В общем, отключение клавиатуры помогло. Без неё все волшебные эффекты пропадают. Чего-то ловит, зараза! В следующий раз соберусь — буду «изгонять барабашку» из клавиатуры.

2 варианта избавления от помех

Вариантов решения проблемы помех два.

Первый – это добавить фильтр к источнику помех – светодиодной лампе, блоку питания, прожектору и т.д. Тогда все устройства, подключенные к сети, не будут принимать эти помехи. Однако, такое решение возможно только при условии, что в корпусе светильника есть место для установки фильтра.

В светодиодной лампе разместить фильтр крайне сложно, как вариант поискать место в светильнике, в противном случае переходим к следующему варианту.

Второй вариант – это защитить от помех ваш приемник или усилитель. На помощь может прийти заводской сетевой фильтр – это удлинитель с тройником, кнопкой и встроенном в него сетевым фильтром. Но такое устройство стоит не дёшево и можно нарваться на некачественную продукцию в корпусе которой кроме варистора и кнопки никаких фильтров не будет.

Значит нужно использовать самодельный фильтр, для этого мы по описанным выше схемам подключим его к приёмнику. Если в его корпусе нет места, то разместите его в корпусе удлинителя, или просто повесить в разрыв на провод.

Для придания эстетического вида можно обернуть его в термоусадку большого диаметра. Или уложить в мыльницу, пластиковый футляр любое что попадётся под руку. Если корпус будет металлическим – не забудьте обклеить его несколькими слоями изоленты изнутри.

Теперь вы знаете как убрать помехи от светодиодных ламп. Сделать звук вашего усилителя или приёмника чистым совсем не сложно!