Рынок диммируемых светодиодов не нов, поэтому при выборе драйвера для вашего диммируемого светодиодного продукта доступны варианты с проводным или беспроводным диммер-драйвером, не включая RF-управление. Наиболее частая обратная связь от пользователей светодиодных диммеров заключается в том, что диммер подключен к их диммируемому светодиодному драйверу, но драйвер мигает, издает жужжание и выключается после достижения полной яркости лампы. Хотя пользователи склонны винить диммер, важно понимать, что диммер является первоначальным источником подачи электроэнергии на светодиодный драйвер, поэтому более дорогой диммер не поможет в этой ситуации, вместо этого цель — найти диммер, который был специально разработан и изготовлен для работы с определенным типом диммируемого светодиодного драйвера. В этом руководстве объясняются различия в работе светодиодов по сравнению с лампами накаливания; существующие технологии диммирования; что следует учитывать при выборе и установке оборудования и производителей диммеров; как рассчитывать требования к нагрузке; и как правильно устанавливать диммируемые светодиодные драйверы и все связанное оборудование.
При выборе лучшего диммера для светодиодного освещения лучшим вариантом на рынке является диммер с обратной фазой, также известный как ‘ELV диммер’ или ‘диммер с обратной фазой’. Диммеры с обратной фазой превосходят традиционные диммеры типа triac (прямая фаза) тем, что они создают чистый сигнал с формой волны, обеспечивающий светодиодным драйверам стабильное освещение без мерцания и жужжания. Следовательно, преимущество использования диммера с обратной фазой заключается в том, что они обеспечивают гораздо большую возможность диммирования по сравнению с диммерами с прямой фазой, которые доминируют на современном рынке. Многие компании производят совместимые со светодиодами диммеры, включая: Lutron, Leviton, Legrand и Eaton.
Почему светодиодные встраиваемые светильники трудно диммировать
Лампа накаливания работает на достаточно простом электрическом принципе. Резистивный элемент в лампе вызывает уменьшение мерцания при снижении напряжения. Схема диммера изменяет форму питающей волны простым образом, так что лампа технически отстает по уровню освещенности. Поэтому снижение освещения с лампами накаливания эффективно работает уже сто лет без возникновения проблем совместимости.
Светодиодные встраиваемые светильники ведут себя иначе. Отдельный драйвер или крепление светильника обеспечивают работу через блок питания, который преобразует ток для светодиодного светильника в постоянный ток. Этот блок питания использует конденсаторы, управляющий блок и обратную связь для поддержания стабильного свечения светодиода. Когда диммер переключает ток на пути к лампе, драйверу нужно лишь обработать применяемую форму волны и отреагировать.
В этом случае могут возникнуть три типа отказов. Если драйвер не может распознать форму волны, он не узнает фронтальный угол и применит неправильный сигнал — обычно это выражается в узком диапазоне яркости. Если драйвер распознал форму, но не имеет энергии для поддержания конденсаторов в полном заряде, он потеряет питание и начнет мигать или мерцать. Наконец, может случиться так, что время сигнала вызывает шумы из-за фильтрации внутри драйвера, которые могут быть достаточно громкими, чтобы их было слышно на значительном расстоянии.
Ничто из этого не является дефектом. Это два электронных устройства, разработанных в разные эпохи, которые встречаются впервые. Решение заключается в согласовании выходной характеристики диммера с тем, что может распознать драйвер, и понимании, какие комбинации работают — это предмет правил совместимости для LED-диммеров.
Прямой фазовый срез против обратного фазового среза
Самая важная спецификация — стиль диммирования, который зависит от процесса диммирования в течение полупериодов.
| Прямой фазовый срез (leading edge, TRIAC) | Обратный фазовый срез (trailing edge, ELV) | |
|---|---|---|
| Форма волны | Отсекает начало каждого полупериода | Отсекает конец каждого полупериода |
| Предназначен для | Ламп накаливания и галогенных ламп; магнитных понижающих трансформаторов | Электронных понижающих трансформаторов и LED-драйверов |
| Поведение с LED-нагрузками | Частое мерцание, гудение, ограниченный диапазон диммирования, проблемы с минимальной нагрузкой | Чистое диммирование по всему диапазону; тихая работа в большинстве установок |
| Шум | Может вызывать слышимый гул в LED-драйверах и самом диммере | Обычно тихий |
| Подключение нейтрали | Обычно не требуется (двухпроводное) | Часто требуется для полной производительности (трехпроводное) |
| Стоимость | Нижний | Более высокий |
| Лучшее применение сегодня | Устаревшие цепи с лампами накаливания или там, где нейтраль отсутствует | Любая новая LED-установка, особенно встраиваемые светильники |
Правило простое: при установке встраиваемых LED-светильников следует выбирать обратный фазовый срез. Он дороже и может потребовать нейтраль в коробке, но такой диммер будет работать исправно, в отличие от того, который придется заменить по требованию клиента.
Однако есть исключение из этого правила. В старых домах в коробке выключателя может быть только переключаемый фазный провод. В этом случае установка диммера с обратным фазовым срезом может потребовать перенастройки проводки. Тогда может работать диммер с прямым фазовым срезом, рассчитанный на LED-нагрузки и используемый с совместимыми драйверами. Такая практика является компромиссом и не предпочтительным выбором, поскольку совместимость драйвера в этом случае будет критичной.
Что должен делать диммер
Пять факторов отличают LED-диммер, который действительно работает, от того, который просто функционирует как выключатель.
- Спецификация типа нагрузки. Покупаемый диммер должен быть специально рассчитан на LED-нагрузки. Использовать диммер, рассчитанный на лампы накаливания или галогенные лампы, независимо от мощности, небезопасно.
- Спецификация минимальной нагрузки. Эта спецификация, вероятно, чаще всего игнорируется клиентами. Многие диммеры требуют минимальную нагрузку для работы — обычно 10, иногда 25 или больше. Диммер с низкой минимальной нагрузкой или, что еще лучше, с указанием “без минимальной нагрузки” не имеет этой проблемы.
- Спецификация максимальной LED нагрузки. Производители указывают разные максимальные значения для ламп накаливания и LED, при этом значение для LED обычно значительно ниже. Поэтому может случиться так, что среди диммеров с номиналом 400 Вт для ламп накаливания есть диммер с номиналом всего 100 Вт для LED.
- Спецификация требования к нейтрали. Двухпроводные диммеры работают через нагрузку. Это означает, что клиенты могут заметить, что их LED светятся слабо даже при выключенном состоянии. Трехпроводные диммеры с нейтралью не испытывают этой проблемы, поэтому важно выбирать диммер в соответствии с наличием нейтрального провода в коробке.
- Спецификация диапазона диммирования. Хороший диммер должен обеспечивать плавное диммирование без мертвой зоны в нижней части диапазона.
Рекомендуемые типы и бренды
Рынок сегментирован на устоявшихся производителей электроустановочных изделий с конкретными линейками LED диммеров, производителей умных выключателей и декоративные нишевые бренды. Уважаемые бренды раскрывают данные о совместимости с LED, что ценнее, чем сама репутация бренда.
| Ассортимент брендов | Тип | Преимущества | Notes |
|---|---|---|---|
| Lutron (Diva, Maestro, Caséta) | Прямое и обратное фазовое управление; умные опции | Обширные опубликованные списки совместимости с LED; надежная работа на низком уровне; сильная поддержка документации | Эталон для данных о совместимости; широко используется в Северной Америке |
| Leviton (Decora, SureSlide) | Прямое и обратное фазовое управление; умные опции | Широкая доступность, четкие рейтинги нагрузки, хорошее соотношение цены и качества в среднем сегменте | Часто используется в реконструкциях и новых жилых проектах |
| Legrand, Schneider, Eaton | Прямая и обратная фаза; модульные системы | Интеграция с рамками и модульными системами; сильное европейское и коммерческое присутствие | Полезно, когда диммер должен соответствовать существующему ассортименту рамок |
| Varilight, Hamilton и аналогичные британские специалисты | Обратная фаза, специализированные серии для LED | Явные серии для диммирования LED, металлические отделки, хорошая доступность в Великобритании | Широкий выбор для установок в Великобритании с декоративными требованиями |
| GOG | Серии диммеров и умных выключателей | Экспорт и поставки для проектов с документированными нагрузочными характеристиками и единообразными отделками при больших заказах | Подходит для проектов, где необходимо поставить несколько сотен совпадающих точек |
Два полезных наблюдения по выбору бренда. Первое, что следует учитывать, это то, что приобретая диммер и лампы у производителей, которые предоставляют информацию о совместимости друг с другом, минимизируется неопределённость; возможно, что диммер, хорошо работающий с одним брендом драйвера, может плохо работать с другим. Второе — если в проекте много одинаковых встраиваемых светильников, разумно купить один образец каждого типа доступных диммеров для тестирования с существующими светильниками, так как это обойдётся всего в несколько десятков долларов вместо необходимости менять множество диммеров на всем этаже. Руководство по подбору диммера к нагрузке на практике изложено в оценке диммеров для LED освещения.
Группа, нагрузка и мощность
Существуют два расчёта, которые определяют, подходит ли выбранный диммер: нагрузка и конфигурация рамки.
- Расчёт нагрузки: Сложите мощность всех ламп, которыми управляет диммер. Например, если у вас десять встраиваемых светильников по 9 Вт каждый, нагрузка составит 90 Вт. Сравните это с максимальным рейтингом диммера для LED, а не для ламп накаливания. Затем убедитесь, что нагрузка соответствует минимальному значению диммера. Например, если диммер требует минимум 25 Вт, а в цепи используется только одна лампа мощностью 9 Вт, диммер будет работать некорректно.
- Снижение нагрузки из-за группировки: Использование нескольких диммеров в одном корпусе или близко расположенной монтажной коробке приводит к их большему нагреву, чем при использовании одного диммера. Все производители публикуют коэффициенты снижения нагрузки при группировке, которые уменьшают максимальную нагрузку, что во многих случаях недооценивается.
- Конфигурация рамки: По сути, одна рамка может подходить только для определённого типа диммера. Рамка должна быть отделена от механизма этого типа. Следовательно, если конечные пользователи не знают правильных терминов, они могут купить неправильную рамку, несовместимую с диммером.
- Рабочие цепи: В тех случаях, когда одни и те же светильники управляются из двух разных точек, стандартный диммер не может заменить двухполюсный выключатель, так как у него нет двух точек управления.
Монтаж и ввод в эксплуатацию
Хотя установка диммера — быстрая задача, самым важным этапом процесса является ввод в эксплуатацию.
- Электрики должны убедиться, что питание отключено, и проверить отсутствие напряжения в цепи на выключателе. Выключение света не изолирует цепь.
- Техники должны исследовать тип проводников в цепи. Наличие нейтрального провода в коробке важно, так как оно определяет возможность установки диммера с 2 или 3 проводами.
- Нагрузка цепи должна быть проверена в соответствии с номиналом диммера в его технических характеристиках. Следует выполнить правильное подключение диммера согласно его схеме.
- Плата может быть установлена, при этом необходимо убедиться, что плата установлена ровно и провода не зажаты платой.
- Проводится наладка диммера. Если на диммере есть регулировка (trim), её необходимо установить на минимальный уровень освещённости, так как это самый важный шаг для устранения мерцания.
- Следует протестировать работу диммирования от максимальной до минимальной яркости, наблюдая за мерцанием и звуками жужжания.
Более широкий порядок действий, включая процедуру безопасной изоляции и проверки при несоответствии существующей проводки чертежу, описан в процессе установки диммерного переключателя. Существуют два дополнительных предупреждения по установке встраиваемых LED: первое — драйвер может находиться в потолочном пространстве, что усложняет доступ для тестирования; второе — наличие изоляции вокруг светильников может привести к избыточному нагреву и, как следствие, к необходимости изменения работы драйвера.
Мерцание, жужжание и минимальная нагрузка
| Симптом | Вероятная причина | Решение |
|---|---|---|
| Мерцание только при низкой яркости | Драйвер работает ниже минимального уровня; минимальная настройка диммера установлена слишком низко | Повысить минимальную регулировку; если это невозможно, добавить одну лампу в цепь или заменить диммер |
| Мерцание по всему диапазону | Несовпадение фазы — диммер с прямой фазой на драйвере, требующем обратную фазу | Заменить на диммер с обратной фазой |
| Свет мигает или пульсирует | Конденсаторы драйвера недостаточно заряжаются между сегментами среза | Уменьшить количество ламп на диммер или использовать диммер с более высоким минимальным уровнем нагрузки, совместимый с драйвером |
| Слышен звуковой гул от диммера | Лампа или катушка драйвера реагируют на срезанную форму сигнала | Переключиться на обратную фазу; проверить, что нагрузка соответствует номиналу LED |
| Светильники слабо светятся в выключенном состоянии | Двухпроводный диммер питается через нагрузку | Установить трёхпроводный диммер с нейтральным подключением |
| Мёртвая зона в нижней части регулятора | Минимальный порог диммирования драйвера | Установить минимальную регулировку диммера в соответствии с порогом или принять более высокий уровень минимальной яркости |
| Диммер горячий на ощупь | Нагрузка превышает номинал LED или игнорируется понижение номинала при группировке | Reduce the load per dimmer or split the circuit |
It can be seen that nearly all the issues mentioned above arise from the same three reasons, whether it is because the phase type is wrong, the load falls outside the dimmer’s LED rating or the minimum level was never commissioned. So it is clear that all three are related to specification problems and not to equipment failures.
What Dimming Actually Buys You
It is important to understand the reason behind the importance of dimming because it is perceived as a decorative function whereas in reality it fulfills many more roles. Less light means less energy consumed and the reduction of energy consumption is more than proportional compared with less light in practice — the reduction of energy by 50% in a dimming LED means much more than half the drop in energy consumption. The lifespan of the light is also increased because lower current results in lower operating temperature while the main cause of wear of the LED is heat. And we can achieve possibility of using the same area for different purposes — the same room can serve as a bright working space during the day and a dimly lit place during the night thus not requiring additional circuits and fixtures.The broader case, including the control strategies that extend beyond simple dimming, is set out in the practical advantages of dimming switches.
Prices
Dimming is a cost-effective improvement when we compare it to the installation itself because switching from a bad to a quality dimmer is purely insignificant compared to replacing its whole system.
| Продукт | Indicative price | Notes |
|---|---|---|
| Basic forward-phase dimmer | $8-20 / £5-15 | Not recommended for LED loads unless explicitly LED-rated |
| Reverse-phase LED dimmer, quality brand | $20-60 / £15-45 | The sensible default for recessed LED downlights |
| Multi-location dimmer with companions | $40-90 / £30-70 per point | Cost multiplies by the number of control positions |
| Smart dimmer (Wi-Fi, Zigbee, no-neutral options) | $40-120 / £35-90 | Adds platform dependency and often a hub |
| Commercial 0-10 V or DALI control | $60-250 per channel | Justified where scenes, scheduling or central control are required |
| Installation labour | $60-150 / £45-110 per point | Higher where no neutral must be run to the switch box |
In comparison to the figures stated above, the costs associated with making wrong decisions tend to be underestimated. Replacing faulty dimmers which blink across a dozen pendant lamps and repairing walls after this process is a lot more expensive than buying a decent reverse-phase dimmer for each circuit.
Часто задаваемые вопросы
What is the best dimmer switch for LED recessed lights?
A reverse phase or ELV dimmer specifically designed for LED loads should boast the low minimum load and adjustable minimum brightness trim. The reverse phase technology produces output waveform with high enough quality for LED drivers to interpret it perfectly and eliminate, thus, most flicker and buzzin. Ensure that the load is within the parameter of the dimmer’s LED rating rather than its incandescent rating, as well as check if there is the neutral wire in the switch box, as three-wire dimmers work better and do not lead to the faint light that may appear with two-wire ones. Companies that have public data on LED compatibility are the least risky choice.
Do I need a special dimmer switch for LED lights?
It is true in most instances. Dimmers specifically made for incandescent and halogen lighting utilize a forward-phase control type that can’t be properly understood by most LED drivers which leads to flicker, buzzing, strobing, or a very small range of operability. An LED dimmer comes with an appropriate output mechanism at its core and also has the load specifications for LED light sources that is usually much lower than those for incandescent lamps. Although dimmers are excellent with traditional lamps, they shouldn’t be used for LEDs unless they are explicitly marked as being designed for that purpose.
What type of dimmer switch is best for LED lights?
Reverse phase, also known as trailing edge or ELV, is the optimal type of dimmer for LED applications, especially in recessed ceiling lights where many drivers are used on the same circuit. Instead of cutting off the power at the starting point of each half-cycle, reverse phase dimmers cut the electricity at the end of each half-cycle, making it ideal for the electronic drivers used in LED luminaires. Forward-phase dimmers can also be used for existing incandescent lighting circuits and in applications where there is no neutral line available; however, in this case it is essential to check compatibility between the dimmer and the driver from manufacturer’s list.
What wattage dimmer switch do I need for LED lights?
To begin the process of using a dimmer for LED lighting, total wattage must be determined and then compared to the LED maximum rating of the dimmer, rather than the incandescent. The total wattage is very specific—is 90 W in the case of 10 LEDs of 9 W each and is acceptable to a dimmer rated for 100 W LED load, but not to one rated for 75 W LED load. Consider the other end of the spectrum; many dimmers specify the minimum load, which can be as low as 10 W or 25 W, making the circuit with 1 or 2 lamps be less than that or malfunctioning. Select a dimmer with a very low minimum or no minimum at all or one with the minimum adjustable during installation/commissioning and apply derating multiplication factor for multiple dimmers in the same enclosure/group.
Why do my LED lights still flicker after fitting a dimmer?
Three problems mainly contribute to issues people experience. The first one is a phase mismatch when a dimmer of a forward phase is used with a driver that works in a reverse one. In this case, the first thing to do is to change a dimmer type. The second issue is having a load below the dimmer’s minimum. This typically leads to flickering only at low brightness and can be resolved by either increasing the minimum trim of the dimmer, adding a lamp to the line, or choosing a dimmer with a lower minimum. The third issue is the case when the driver does not draw enough current to charge its capacitors between segments that are chopped and normally requires fewer types of lamps connected to the dimmer or a different dimming model. It usually takes only a few minutes to test a dimmer candidate to check how it works with lamps.
Ссылки
- International Electrotechnical Commission — IEC 60669-2-1 Switches for Household Installations, Electronic Dimming
- NEMA — Wiring Devices and Dimmer Load Rating Standards
- UL Solutions — UL 1472 Solid-State Dimming Controls
- U.S. Department of Energy — LED Lighting and Dimming Performance Guidance
- BSI — BS EN 60669-2-1 Requirements for Electronic Dimming Switches
Заключение
Certain things need to be taken into consideration when purchasing an LED recessed lighting dimmer. First, the voltage of the dimming signal needs to be compatible with the voltage of the driver it is going to connect to. The dimming signal for recessed LED recessed lighting is typically a trailing edge or reverse phase signal. Second, you need to determine if the dimmer you are purchasing is an LED dimmer or an incandescent only dimmer. The efficiency of the dimmer is greatly affected by the total wattage of all powered LEDs, in comparison to the minimum wattage passed through the dimmer. When installing the dimmer into your home I recommend to place the three-way switch at the junction box where the neutral wire is located, as it will make the installation process less complicated. If there is no neutral wire present, make sure to use a forward-phase dimmer. Just make sure that the forward-phase dimmer works with recessed LED fixtures as well.
