Как правильно заменить 12-вольтовые галогенные лампочки на светодиодные

Казалось бы, что может быть проще, чем подключить точечный светильник или люстру с 12 лампочками? Нужен всего лишь электронный трансформатор или железный сетевой... Именно так было до того, как светодиодные лампы стали так широко распространены. И теперь на форумах и в социальных сетях люди спрашивают: «Как подключить светодиодные лампы на 12В?» или «Установил светодиодные лампы вместо галогенных, а она мерцает/плохо светит/не горит, что мне делать?»

Давайте разберемся в этом, казалось бы, элементарном вопросе.

Как подключать 12-вольтовые галогенные лампы?

Галогенная лампа, по своему устройству почти аналогична лампе накаливания, это значит, что для неё не имеет особого значения источник питания. Их можно подключать к сетевым трансформаторам, но чаще используют так называемые электронные трансформаторы.

Электронный трансформатор (ЭТ) — это импульсный блок питания, в основе которого обычно лежит, автогенераторная схема. Его основная особенность — это то, что на выходе переменное высокочастотное пульсирующее напряжение, примерную форму которого вы видите на следующей осциллограмме.

Широкое применение обусловлено рядом преимуществ перед сетевыми 50 Гц трансформаторами, такие как:

- при одинаковой мощности размеры ЭТ в разы меньше и легче;

- нет низкочастотного гула, как у 50 Гц собратьев;

- низкая стоимость.

Типичный электронный трансформатор вы видите ниже. Красным цветом выделена надпись INPUT и стрелкой показаны черные провода, которые выходят из корпуса напротив неё — их подключают к сети 220В, а зелёным OUTPUT и два белых провода — это выход пониженного напряжения, к этим проводам подключаются лампочки или светильники на 12В. Обратите внимание на слова «ВЫХОД AC 12V 60W MAX» — это значит, что на выходе переменный ток.

При подключении галогенных ламп мы видим, что они работают в штатном режиме.

Если их просто заменить на светодиодные лампочки, они вроде бы тоже будут светиться, но не всё так просто.

Можно наблюдать едва-заметное мерцание, на каких-то лампочках оно сильнее выражено, а на каких-то слабее, что связано в первую очередь с пульсирующим выходным напряжением и со схемотехники самой лампы. Фотоаппарат не передаёт этих мерцаний, а пульсометра под рукой не оказалось, но есть простой способ грубо оценить пульсации светового потока — камера мобильного телефона. Если в кадре есть выраженные горизонтальные полосы — то с освещением не всё в порядке, при этом чем ближе подносишь камеру, тем более заметны эти полосы.

Пульсации светового потока плохо влияют на ваше самочувствие, вы будете быстрее уставать, может болеть голова… В ГОСТ Р 54945-2012, сказано, что пульсации нормируются до частоты в 300 Гц, такая частота выбрана в результате исследований, которые доказали, что при повышении частоты влияние на нервную систему человека уменьшается.

Вы могли обратить внимание, что лампочки использованы разные, это не просто так. Давайте разберемся как они устроены.

Условно светодиодные лампы на 12В можно разделить на 2 группы:

- «дешёвые и простые», в которых установлен диодный мост, резисторы и светодиоды. Диодный мост позволяет работать от переменного напряжения, а при подключении к источнику постоянного напряжения полярность не имеет значения. Резисторы нужны для ограничения тока. Такую лампу вы видите на рисунке справа. На крупном плане через силиконовый корпус-оболочку видны два резистора и диодный мост, они расположены по обе стороны печатной платы. Оболочка упругая, но достаточно твердая, отдалённо напоминает мячи-попрыгунчики.

Обратите внимание, что несмотря на наличие диодного моста производитель указал «DC 12V», что говорит нам о том, что лампы должны питаться от источника постоянного тока напряжением в 12 вольт.

- «дорогие и сложные», в которых ток ограничивается не резисторами, а стабилизируется с помощью импульсного преобразователя. В конкретно этом экземпляре используется не набор дискретных SMD-светодиодов, а отдельный кристалл, залитый желтым люминофором.

Обратите внимание, что здесь производитель указывает «AC DC 12V», это значит, что они предназначены как для использования в сети переменного, так и постоянного тока. К сведению о цене, та лампочка что вы видите на рисунке стоила почти 200 рублей, в то время как дешевая около 50-70.

Электронный трансформатор, вообще может не запустится, если к нему подключить LED-лампы, в таком случае вы будете наблюдать либо периодические включения/выключения или мигания лампочек, а в худшем случае они не будут светиться совсем.

Это связано с тем, что во многих ЭТ, кроме максимальной мощности нагрузки есть и такой параметр, как «минимальная мощность нагрузки», что опять же объясняется его схемотехникой. А галогенные лампы потребляют в 7-10 раз большую мощность, чем светодиодные. И последние могут просто недотягивать по минимальной нагрузке.

Поэтому если после замены галогенных лампочек на светодиодные они не горят совсем, то возможно это ваш случай/

К чему подключать светодиодные лампы на 12В?

Но как, всё-таки, правильно заменить галогенки на светодиодные лампы? Нужен блок питания постоянного тока с выходным напряжением в 12 вольт, например, такой как изображен на рисунке ниже.

Подключить лампы к БП постоянного тока так же просто, как и к электронному трансформатору. В зависимости от конструкции конкретного БП вы увидите разъёмы, клеммы или провода, возле которых написано:

- «INPUT», «Vin» или «L» (фаза) и «N» (ноль) — сюда подключать сеть 220В;

- «OUTPUT» или «V+» и «V-» — сюда подключать провода от патронов с лампами.

«На глаз» пульсаций нет, при грубой «проверке» смартфоном также не видно никаких полос. Из-за питания постоянным током и пульсациям неоткуда взяться, но отметим, что при подключении к сетевому трансформатору с диодным мостом без сглаживающего конденсатора лампочки могут мерцать.

С дешёвыми лампами хорошо работают 12В ШИМ-диммеры (опять же, в некоторых «электротоварах» их почему-то называют «диммеры для светодиодных лент»), но с лампами, в которых есть встроенный драйвер, работает не так хорошо — узкий диапазон регулирования, изменение яркости не слишком плавное, сказывается работа стабилизатора тока.

Процесс регулировки вы можете увидеть на следующей иллюстрации, при съемке был установлен на фотоаппарате ручной режим «M» и настройки экспозиции не изменялись.

Но галогенные лампы также хорошо работают от этого блока питания, на постоянном токе, между прочим, визуально может показаться, что в этом случае они светят ярче.

А регулируются простыми диммерами, как показан выше они прекрасно. Однако из-за повышенной мощности через блок питания в режиме неполной яркости протекает прерывистый ток достаточно большой величины, из-за чего его трансформатор начинает противно пищать. Тоже будет и при использовании светодиодных ламп, если набрать с них такую же мощность.

Заключение

Итак, предлагаю подвести некоторые итоги:

• Галогенные лампы работают от любого источника питания с выходным напряжением 12В, любого рода (переменный или постоянный)
• Светодиодные лампы светятся от любого источника, но пульсируют от «переменки». Их лучше подключать к источнику постоянного тока.
• Для подключения LED-ламп используют 12В блоки питания «для светодиодных лент» и диммеры, и любые другие 12-вольтовые блоки питания постоянного тока.
• Если вы захотели заменить 12-вольтовые лампочки в люстре или точечных светильниках на светодиодные, то нужно и вместо электронного трансформатора поставить БП.
• Диммер на 220В нельзя устанавливать до или после электронного трансформатора, так как он может выйти из строя. Но есть модели ЭТ, которые поддерживают диммирование таким образом. Читайте инструкцию и внимательно изучайте надпись на его корпусе.

Алексей Бартош специально для vk.com/etm_company