Светодиодные лампы схема электрическая

СХЕМА СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ

СХЕМА СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ

Как ещё недавно лампы накаливания вытеснялись люминесцентными энергосберегающими, так сейчас последние, стали всё больше заменять на светодиодные. К преимуществам светодиодных ламп можно отнести: очень большой срок службы, светодиодные лампы имеют срок службы 50 тысяч часов. При использовании ламп в течении 5 часов в сутки их хватит как минимум на 15 лет. Светодиодные лампы ударопрочные и не содержат вредных для здоровья веществ. В светодиодных лампах отсутствует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а так-же отсутствует мерцание, что делает их абсолютно безвредными для глаз. И наконец, экономичность. Потребляемая мощность светодиодных ламп составляет 10 Вт. При этом световая отдача таких ламп сравнима с отдачей ламп накаливания мощностью 100 Вт.

Типовая схема питания выполняется по бестрансформаторному принципу и содержит ограничительный конденсатор и диодный мост.

Конденсатор 0.2 мкФ — балластный, его емкость выбрана такой, чтобы ток через светодиоды не превышал 25 мА. Основное назначение конденсатора 10 мкФ -сглаживать пульсации напряжения, выпрямленного мостом VD1-VD4. Резистор 1 к ограничивает ток через линейку светодиодов. Готовую лампу можно вставлять в стандартный патрон любого осветительного прибора.

Ещё одна разновидность схемы питания светодиодных ламп, была описана в одном из зарубежных журналов:

За границей, уже давно наловчились выпускать светодиодные лампы по стандартной схеме:

и всё больше заполняют ими наш рынок. Между прочим, ещё одним преимуществом этих ламп является термостойкость. Когда возникла необходимость поменять светильник в сауне выяснилось, что новый стоит около 100 уе! Как Вы догадались, проблема успешно была решена установкой светодиодной лампы.

Ну а как же мы? Недавно госкорпорация «Роснано» приняла проект по производству в России твердотельных светодиодов. Проект предполагает создание высокотехнологичного промышленного производства систем освещения нового поколения. Основой продукции станут полупроводниковые чипы нитрида галлия. Конечным продуктом станут светодиодные чипы, светодиодные лампы и осветительные системы, яркость которых сопоставима с лучшими мировыми аналогами. Комплекс по производству светодиодных чипов, ламп и светотехники разместится в Екатеринбурге. На полную производственную мощность компания должна выйти к 2013 году, По прогнозам, спрос на экономичные светодиодные лампы, в условиях роста тарифов на электроэнергию будет только расти.

Ремонт светодиодных ламп своими руками: конструкция, схема

Светодиодные лампы – самые дорогие осветительные приборы. Но их качество и долговечность не всегда соответствуют параметрам, указанным на упаковке. Досадно выбрасывать лампу, не отслужившую положенного срока, вложив в нее ощутимые для бюджета средства.

Если у вас есть мультиметр и навыки работы паяльником, то неисправную светодиодную лампу можно отремонтировать, сэкономив на этом средства.

Светодиодные лампы

Конструкция светодиодных ламп
Диагностика и замена светодиодов
Ремонт драйвера

Конструкция светодиодных ламп

Устройство светодиодной лампы немногим отличается от конструкции КЛЛ. На рисунке показаны узлы, входящие в состав лампы.

Устройство светодиодной лампы

Рассеиватель. Предназначен для равномерного распределения светового потока в пространстве и исключения ослепления при взгляде на светодиоды.
Светодиоды.
Основание светодиодов с печатными проводниками для их последовательного соединения.
Радиатор охлаждения. Необходим для отвода тепла, выделяющегося при работе светодиодов.
Драйвер. Формирует напряжение, требующееся для работы светодиодов.
Корпус драйвера (лампы).
Цоколь.

В пояснении нуждается только функциональное назначение драйвера. Светодиод – полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него тока. Как и обычный диод, он проводит его только в одном направлении. При изменении полярности ток через него равен нулю. Как и у обычного диода, напряжение на выводах светодиода имеет величину, не превышающую нескольких вольт, и не изменяющуюся при повышении напряжения.

Поэтому при последовательном соединении светодиодов необходимая для работы величина напряжения подсчитывается умножением количества изделий на падение напряжения в прямом направлении тока через них. Его можно узнать из справочника или измерить. При подключении требуемого количества светодиодов к сети 220 В переменного тока нужно:

понизить напряжение до требуемой величины;
преобразовать из переменного в постоянное;
сгладить пульсации;
защитить драйвер и его нагрузку от замыканий;
защитить сеть от помех, образующихся при работе устройства.

Для понижения напряжения используются:

схемы с конденсатором;
схемы с понижающим трансформатором;
инверторные схемы.

Схемы с конденсатором используются в большинстве драйверов светодиодных ламп бытового применения. Они простые и дешевые, но это – их единственное достоинство. Функционально они похожи на схему с включением гасящего резистора последовательно с нагрузкой, на котором «падает» лишнее напряжение. Применение резистора нецелесообразно, так как на нем выделяется мощность, соизмеримая или большая, чем на самих светодиодах.

Конденсатор же на переменном токе выполняет ту же самую функцию – он тоже гасит напряжение. На схеме элементы C2, C3 и R1 предназначены для понижения напряжения до требуемой величины.

Схема простейшего драйвера светодиодной лампы

Недостаток такой схемы – зависимость напряжения на нагрузке от напряжения питающей сети. Ток через светодиоды нестабилен и иногда превышает допустимые значения. В этот момент возможен выход из строя диодов.

Второй недостаток — нет гальванической развязки с сетью. При ремонте ламп не прикасайтесь к токоведущим частям. Хоть напряжение на них и не опасное, но «фаза» питающей сети может приходить напрямую.

Трансформаторные схемы применяются в мощных светодиодных лампах, инверторные – при большом количестве светодиодов или при необходимости регулировки яркости (диммируемые лампы).

Для выпрямления переменного напряжения используется диодный мост VD1, а для сглаживания пульсаций – электролитический конденсатор С4.

Резисторы R2 и R3 необходимы для ограничения тока в момент подачи напряжения на схему. Разряженный электролитический конденсатор имеет малое сопротивление и в первый момент времени ток через него большой. Он может вывести из строя полупроводниковые диоды выпрямителя. Дополнительно эти резисторы при коротких замыканиях играют роль предохранителей. Резистор R4 разряжает конденсатор после отключения от сети для скорейшего погасания лампы.

Детали R2, R3 и R4 некоторые производители не устанавливают. Конденсатор С1 нужен для предотвращения проникновения помех от работы лампы в питающую сеть.

Диагностика и замена светодиодов

Прежде, чем приступить к ремонту, снимают рассеиватель. Способы демонтажа различаются в зависимости от конструкции лампы. Большая часть рассеивателей снимается отверткой, для чего ею нужно его поддеть в нескольких местах, найдя слабое место.

Светодиоды нужно осматривают: черные точки на некоторых элементах говорят об их выходе из строя. Осматривается и качество пайки – оборвавшийся контакт в последовательной цепочке светодиодов прерывает цепь их питания. То же происходит и при выходе из строя любого из диодов.

Светодиодная лампа без рассеивателя

Исправность светодиодов проверяется мультиметром. Измеряется их сопротивление в прямом направлении. Оно должно быть небольшим, величина для сравнения определяется на исправных элементах. При проверке работоспособные диоды тускло светятся. Можно поверить светодиоды, подав на них напряжение от батарейки с напряжением 9 В через резистор сопротивлением 1 кОм.

Обнаруженные неисправные элементы выпаиваются из платы, и на месте их установки впаивается перемычка. При наличии лампы-донора светодиоды заменяют, или используют детали от светодиодной ленты с похожей конструкцией и характеристиками.

Выпаивают светодиоды аккуратно. Для этого сначала разогревают припой с одной стороны и удаляют его с помощью отсасывающих устройств. При их отсутствии после полного расплавления припоя на одном из выводов он удаляется путем энергичного встряхивания платы. Остатки удаляются чистым жалом (можно тоже предварительно его встряхнуть) с обильным количеством канифоли. Второй вывод отпаять уже проще.

После установки перемычки вместо диода вся лампа будет светиться тусклее. Это связано с тем, что общее сопротивление цепи хоть и незначительно, но уменьшится. Ток через лампу увеличится, в итоге на конденсаторе будет оставаться большее напряжение. При удалении одного-трех диодов это не скажется на работе лампы. Но когда их останется мало, то увеличение тока станет настолько ощутимым, что оставшиеся детали будут перегреваться, процесс выхода из строя приобретет лавинообразный характер. Поэтому при массовом характере поломки светодиодов оставьте лампу в качестве донора деталей, заменив ее новой.

Ремонт драйвера

Слабым местом драйверов являются токоограничивающие резисторы. Их проверяют в первую очередь. Заменить сгоревшие элементы можно такими же или ближайшими по величине сопротивления.

Проверка полупроводниковых диодов выпрямителя и конденсатора производится мультиметром в режиме проверки сопротивления. Однако есть более быстрый способ проверить исправность этого участка схемы. Для этого измеряется напряжение на конденсаторе фильтра. Ожидаемая величина подсчитывается путем умножения паспортного напряжения на одном диоде на их количество. Если измеренное напряжение не соответствует требуемому или равно нулю, поиск продолжается: проверяется конденсатор и диоды. Если напряжение в норме – ищите обрыв между светодиодами и драйвером.

Проверку диодов мультиметром можно провести, не выпаивая их из платы. Короткое замыкание в диоде или его обрыв будут видны. При замыкании прибор в обоих направлениях покажет ноль, при обрыве сопротивление в прямом направлении будет не соответствовать сопротивлению открытого p-n-перехода. Его вы узнаете на исправных элементах. Короткое замыкание в диодах дополнительно приводит к выходу из строя ограничительного резистора.

Виды драйверов светодиодных ламп

Ремонт трансформаторного драйвера немногим сложнее обычного. А вот с инверторным придется повозиться. Деталей в нем больше, а главное – в его состав всегда входит микросхема. Для того, чтобы сделать заключение о ее неисправности, понадобится либо изучит в деталях принцип работы драйвера, либо убедиться в исправности всех окружающих ее деталей.

Подключение светодиодных ламп Т8 вместо люминесцентных с ЭПРА

Заходя в любое производственное помещение, учебное заведение или даже некоторые квартиры, можно увидеть люминесцентные светильники. Они по праву завоевали репутацию лучших приборов освещения прошлых лет. Но время идет, и уже сейчас многие стараются заменить световые приборы на более высокотехнологичные, долговечные и энергосберегающие – светодиодные лампы. И все же, как установить освещение на кристаллах на 220 вольт вместо ЛДС?

Читать еще: КОЛЛЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Для некоторых такая замена не представляет ничего сложного, но основная масса людей не представляет, как можно подключить светодиодную лампу взамен люминесцентной. Им проще и надежней поменять светильник целиком, и единственное, что их останавливает – это высокая стоимость такого устройства.

А ведь при затрате минимума усилий люминесцентный прибор очень быстро превращается в светодиодный светильник. Нужно лишь понять, как это сделать.

Подключение светодиодной лампы Т8
Преимущества светодиодов
Светодиодная трубка Т8
Технические преимущества
Особенности платы
Схема подключения
Схема светодиодного фонаря
Вывод

Подключение светодиодной лампы Т8

Самым распространенным корпусом люминесцентных ламп является Т8, обычная и привычная для всех ЛДС. Для большего удобства замены светодиоды выпускаются в том числе и в подобных корпусах. Особенность диодных трубок заключается в том, что для их работы не требуется пускорегулирующий аппарат, все, что нужно, уже встроено в саму светодиодную лампу.

Схема подключения светодиодной трубки

Для того чтобы модернизировать люминесцентный светильник, требуется лишь исключить из схемы стартер и дроссель и изменить подачу напряжения на лампы. Если электричество на ЛДС поступает по принципу «контактный штырь – фаза, контактный штырь – ноль» с каждой стороны, то светодиодные трубки подключаются «фаза на одну сторону лампы, ноль на другую». При этом не имеет значения, на какой из штырьков цоколя будет подходить провод, т. к. каждая сторона закорочена внутри осветительного прибора.

Существование светодиодных светильников, которые нужно подключать лишь с одной стороны (один штырь цоколя – фаза, другой – ноль), также имеет место. Такие лампы сейчас уже отсутствуют в свободной продаже, т. к. производятся они в Украине, но встретить их все-таки возможно. На таком световом приборе указана сторона подключения.

Если замена люминесцентных ламп происходит в арендованном офисе, и нет уверенности, что не придется со временем переехать в другой, демонтировать дроссели и стартеры будет неправильно. Лучше их просто отключить с возможностью восстановления до исходного состояния. Тогда при необходимости можно вернуть на место люминесцентные лампы, а светодиодные забрать с собой.

Преимущества светодиодов

Люминесцентные светильники потребляют большее количество электроэнергии за счет потерь, связанных с работой пускорегулирующего аппарата. А если установлен более старый образец, работающий посредством электромагнитного балласта, энергопотребление возрастает еще на 20–25%.

Светодиодной трубке не требуется стартера, балласта или ЭПРА. К тому же такой осветительный прибор не содержит опасных тяжелых металлов (таких, как ртуть), а потому не требует особой утилизации, в отличие от люминесцентных.

Также у световых приборов на кристаллах отсутствует мерцание и гудение, что более положительно сказывается на состоянии организма, как физическом, так и психическом. Да и долговечность службы люминесцентных ламп всего около 6 000 часов против 50 000 у светодиодной.

Светодиодная трубка Т8

Технические преимущества

Основной особенностью, обеспечивающей большой срок службы светодиодной лампы на 220 вольт, можно назвать грамотно продуманное отведение тепла от световых элементов. Основной радиатор, обеспечивающий теплоотведение, дублирует дополнительное приспособление в виде продольной пластины по всей длине трубки. В результате чего оборудование не перегревается, а значит, дольше не выходит из строя.

К тому же есть и третья точка теплоотведения – это двухсторонняя печатная плата, изготовленная из особого стеклотекстолита с повышенной плотностью.

Строение светодиодной трубки

Особенности платы

Удивительно, но контакты на плате диодной лампы не паяные. Монтаж производится с помощью инновационных контактных соединений, которые позолочены с целью повышения надежности и увеличения срока службы.

Драйвер выполнен на основе микросхем, минимизирующих габариты и позволяющих обойтись без таких деталей, как высоковольтный электролитический конденсатор. В результате данных инноваций улучшается работа светового прибора, снижаются до нуля скачки напряжения, в частности и при подаче его на лампу, а также не имеется электрических помех.

Стабилизирующее устройство смонтировано с использованием ШИМ (широтно-импульсный модулятор), который поддерживает необходимое напряжение на светодиодах при разнице этих показателей от 175 вольт до 275 вольт.

Максимально допустимая нагрузка на широтно-полюсной модулятор составляет 35 ватт. Поэтому даже при большой нагрузке температура прибора не возрастает.

Светодиодная трубка с модульной системой

Схема подключения

Схема подключения светодиодного светильника не представляет собой ничего сложного. Световые элементы на основе кристаллов подключаются к сети с переменным напряжением 220 вольт через диммер или к стабилизирующему трансформатору 12 В или 24 В. При желании стабилизирующее устройство для подключения чипов к общей электрической сети можно собрать своими руками, хотя процесс это непростой и довольно продолжительный по времени.

Что же касается светодиодных трубок Т8 с цоколем G13 и им подобных, равно как и приборов освещения с цоколем Е27, то для их подключения не требуется устанавливать дополнительные устройства. Все, что нужно для их бесперебойной стабильной работы – подать напряжение на контакты. Все необходимые элементы схемы уже включены в устройство.

Вообще при приобретении имеет смысл обратить внимание на упаковку осветительного прибора, точнее на маркировки на ней. В обязательном порядке помимо информации о номинальном напряжении, силе светового потока и цветовой температуры там будет указано, требуются ли дополнительные устройства для подключения лампы.

Схема подключения светодиодной лампы

Но обычно приборы со встроенным диммером называются лампами, в то время как требующие дополнительного оборудования – светодиодами или LED-элементами.

Также установка стабилизирующего трансформатора, а иногда и контроллера необходима и при монтаже светодиодной полосы. Контроллер – это своего рода мозг подсветки. Монтируется он при условии того, что световая полоса является многоцветной, и «продумывает» переменное включение разных цветов при помощи пульта дистанционного управления.

Схема светодиодного фонаря

Большое распространение получили в наше время и переносные фонари на основе светодиодов. Небольшие и налобные фонарики могут иметь в своей схеме от трех до двадцати двух элементов на кристаллах. Более мощные, с использованием аккумуляторных батарей и возможностью подзарядки от сети в 220 В – до 64 светодиодов. Их несомненное преимущество перед приборами на основе лампы накаливания – в яркости свечения и в то же время экономичности. Заряд батареи расходуется в 10–20 раз медленнее. При этом сила светового потока в разы сильнее.

Схема светодиодного аккумуляторного фонаря

Все дело в том, что обычные лампы накаливания рассеивают свет вокруг себя, а значит, половина светового потока идет назад. В фонарях установлены отражатели с целью уменьшить потери и направить луч в нужном направлении. Но проблема в том, что лампочка находится очень близко к отражателю, а значит, загораживает часть отраженного светового потока.

Таким образом, лампа теряет около 30 процентов света.

Светодиоды, в отличие от приборов с нитью накаливания, изначально светят вперед, не тратя силу на освещение пространства вокруг и позади себя. Конечно, отражатель здесь тоже присутствует, но служит он больше для коррекции луча светового потока, а не для его усиления.

Схема, по которой происходит подключение светодиодного фонаря, предельно проста и вполне жизнеспособна при ее сборке своими руками.

Вывод

Подключение светодиодной лампы – дело простое и не требующее каких-либо особых знаний и навыков. Главное – делать все правильно и четко по инструкции. Экономичные и имеющие очень большой срок эксплуатации осветительные приборы – хороший вариант для дома, квартиры или дачи.

При ассортименте, присутствующем сейчас на полках магазинов, возможен подбор любого типа подобных ламп в любом корпусе и для любых люстр. Замена любого вида освещения, даже люминесцентных приборов, очень проста. Ну а о лампах накаливания и говорить не приходится. А выгода от такой замены, конечно же, немалая.

СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Данная модель имеет на борту 160 светодиодов и цоколь стандартного типоразмера — Е27. Провожу первое включение — сразу отмечу неочень приятный иссиня — белый свет. Очень напоминает обычную люминисцентную энергосберегалку. Надо будет в следующий раз брать цветовую температуру не выше 4000К. Зато лампа совершенно не греется, и её можно в любой момент открутить и закрутить в патрон. Субьективно данная светодиодная лампа по яркости эквивалентна обычной лампе накаливания на 60 ватт, только свет белее.

Теперь проведём измерения и убедимся в разрекламированной энергосберегательности светодиодов. Цифровой амперметр показал 0,08А. Но вот ваттметр показывает всего 7 ватт. Непонятно — ведь по закону ома для расчёта мощности должно быть 220В х 0,08 = 17.6 ватта? В любом случае экономичность налицо. Даже КЛЛ будет тянуть в два раза больше энергии.

Разбираем LED лампу и смотрим чего там китайцы засунули внутрь. Всё конечно проще простого — обычный бестрансформаторный выпрямитель в виде диодного моста с гасящим конденсатором.

На фото всё отлично видно, но для наглядности нарисую реальную схему светодиодной лампы.

Получается как бы две одинаковые линейки светодиодов по 80 штук с отдельным блоком питания дл каждой. Напряжение сети 220В через ограничительный конденсатор 0,82мкФ 400В выпрямляется диодным мостом на IN4007 и сгладив пульсации небольшим электролитом 4,7мкФ 400В поступает на цепочку из 80-ти светодиодов. Всё просто, как диффузия.

Конечно более мощные светодиодные лампы содержат специальный импульсный драйвер для токоограничения и питания LED элементов, но в данном случае вполне достаточно и такого недорогово решения. Вот купите 160 светодиодов и посмотрите — хватит ли вам 15 долларов. Тем более тут установлены не обычные светодиоды, а с увеличенной площадью кристалла.

Конечно такой метод питания сужает возможный диапазон питающих напряжений, зато просто ремонтировать. А это рано или поздно делать придётся, ведь если хоть один из 80-ти светодиодов перегорит — погаснет половина лампы.

В общем выводы такие: С одной стороны имеем неплохую экономичность и экологичность, но яркости всё же недостаточно для освещения комнаты или кухни — разве что поставить сразу 2-3 светодиодные лампы. А это уже почти полсотни баксов! Данную LED лампу разве что ставить в коридор или ванную комнату. Как вариант — использовать её в светодиодном настенном светильнике.

Читать еще: Проектирование схемы трехфазного электроснабжения для частного дома на 15 кВт

Форум по обсуждению материала СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Светодиодные лампы схема электрическая

Светодиод – это полупроводниковый прибор, свечение которого происходит при протекании через него тока в прямом направлении. Принцип работы светодиода основан на p — n (электронно-дырочном) переходе.

При прохождении электрического тока через p — n переход от анода к катоду (прямое направление) происходит рекомбинация электронов и дырок, что сопровождается излучением фотонов. В зависимости от применяемых полупроводниковых материалов количество излучаемого света и цвет изменяются.

Светодиодные лампы, или же светильники, в качестве источника излучаемого света используют один или группу светодиодов.

Рисунок 1 — Общий вид светодиода

Светодиодная лампа – осветительное устройство, которое предназначено для замены как сгоревших диодных ламп, так и других видов ламп (ламп накаливания, люминесцентных). Виды цоколей светодиодных лампочек разнообразны для возможности использования в бытовых патронах. Максимальная мощность таких ламп – 40Вт.

Светодиодный светильник – это отдельный, самостоятельный прибор, конструкция корпуса такого светильника уникальна и организована под специфичность излучаемого светового потока светодиодом, а так же зависит от цели применения, места эксплуатации. Для надежной работы используют драйвер для светодиодов, который от блока питания отличается тем, что способен сглаживать скачки тока и напряжения.

Применение светодиодных ламп:

— в местном освещении, например, настольные лампы. Светодиоды имеют в отличие от других источников света направленное свечения (от 15 ° до 180 ° ) без использования светонаправляющих, отражающих плафонов, светильников специальной конструкции

— освещение фасадов зданий, реклам, улиц, парков – при использовании на улице необходимо водонепроницаемый корпус и хороший теплоотвод, пылезащищенность.

— освещение картин в галереях – преимущество в том, что они не имеют ультрафиолетового излучения, а работают в узком световом диапазоне.

— офис, производство – здесь предъявляются высокие требования к качеству света и цветопередаче.

Срок службы светодиодных ламп значительно выше, чем у других электрических источников света и равен 30000 – 100000 часов работы, но снова-таки, это при выполнении правил эксплуатации.

Диодные лампы могут работать отлично и без проблем при очень низких температурах окружающей среды. А вот при повышении температуры возникают проблемы с использованием. Хоть нагревание светодиода не такое сильное, как у других ламп, его рабочая температура не должна превышать 60-80 ° С, то есть зачастую необходимо применить искусственный отвод тепла. Как и все полупроводники, светодиоды чувствительны к высоким температурам.

Тускнение светодиодных ламп происходит очень медленно – 2-5% в год, что говорит о возможности их длительной эксплуатации с качеством освещения как при покупке.

Преимущества светодиодных ламп:

— возможность работы на очень низком напряжении;

— старение или тускнение лампы происходит гораздо медленнее, чем у ламп накаливания и люминесцентных ламп из-за отсутствия тела накала и большой температуры нагрева;

— огромный срок службы, но и они не вечные, кристалл стареет, деформируется и свечение становится слабым;

— низкая температура нагрева (60-80 ° С );

— отличные показатели цветопередачи;

— не чувствительны к вибрациям, отсутствуют хрупкие и шаткие элементы конструкции;

— мгновенное включение – очень низкая инерционность лампы, нет необходимости для нагревания каких-либо элементов;

— экологически чистые, отсутствуют вредные вещества (ртуть, фосфор);

— высокая светоотдача, которая уже достигла 231 лм/Вт, и это еще не предел.

Первый в мире светодиод был изобретен и применен в 1962 году компанией General Electric , а именно Ник Холоньяк разработал конструкция диода, излучающего свет в красном диапазоне.

При появлении светодиодов их применение не набрало популярности из-за очень высокой стоимости (200 долларов за штуку). С каждым днем цены на них снижаются. Сейчас же сигнальные светодиоды стоят копейки, а мощные для освещения все еще имеют высокую ценовую категорию (10 долларов).

Стоимость светодиодных светильников или отдельных ламп выше имеющихся на рынке альтернатив. Высокий срок службы, надежность конструкции и крайне низкое потребление электроэнергии в кротчайшие сроки вернет потраченные деньги.

Характеристики светодиодов определяются, прежде всего, материалами полупроводника. ВАХ диода (светодиода) – вольтамперная характеристика описывает режимы работы и представлена на рисунке ниже:

Рисунок 2 – Вольтамперная характеристика светодиода

Для реализации работы светодиода необходимо в прямом направлении (на анод) подать напряжение. Для того чтобы не путать анод с катодом, можно воспользоваться следующим способом: на схематическом изображении светодиода:

изображена повернутая буква К (катод):

Существует начальное, пороговое значение напряжения U_нач, которое необходимо для открытия полупроводника: пока оно не будет приложено, светодиод будет оставаться закрытым. Все зоны ВАХ – нелинейные, с увеличением напряжения, значение тока изменяется по нелинейному, близкому к экспоненциальному, закону. Увеличивая значение прямого напряжения , достигается некое граничное U_{пр max} , при котором, значение тока может превысить гранично-допустимое I_max и светодиод перегорит.

Для всех полупроводников характерен ток утечки. Поэтому при приложенном обратном напряжении имеет место малое значение тока, с увеличением обратного напряжение, когда оно достигнет U_обр _max, происходит пробой полупроводника и дальнейшая его работа станет невозможной.

Основные параметры светодиода:

— U пр max, U обр max– соответственно максимальные значения приложенного прямого и обратного напряжения;

— f_max – максимальная частота;

— Δ U – падение напряжения на светодиоде.

Для того чтобы обеспечить безопасную работу, подключение и эксплуатацию светодиода, нужно рассчитать сопротивление, которое включается последовательно в цепь.

Расчет резистора для светодиода выполняется в несколько формул.

Расчет необходимого сопротивления:

Δ U – падение напряжение на диоде, если несколько подсоединено последовательно, то значение складывается,

I max – максимально допустимый ток, протекающий через светодиод,

k =0,75 – поправочный коэффициент для повышения надежности.

Также для выбора резистора нужно рассчитать мощность по формуле:

г де R — ранее рассчитанное сопротивление.

Теперь по имеющимся параметрам: сопротивление и мощность резистора, мы с легкостью осуществим его выбор.

Как подключить светодиод к 220? Выше приведенного расчета вполне достаточно. Введенным резистором регулируем значение тока, который будет протекать через светодиод. Используют, конечно, и более сложные схемы, которые устраняют недостатки и являются более надежными, но зачастую применения самой простой схемы нам подходит:

Рисунок 3 – Схема подключения светодиода к 220

Полного, яркого свечения светодиода мы не получим, но зато тем самым повысим срок его службы с очень простой схемой подключения.

Cхема светодиодной лампы на 220 В

Несмотря на высокую стоимость, потребление электроэнергии полупроводниковыми светильниками (LED) намного меньше, чем у ламп накаливания, а срок службы в 5 раз больше. Схема светодиодной лампы работает при подаче 220 вольт, когда входной сигнал, вызывающий свечение, преобразуется до рабочей величины с помощью драйвера.

Светодиодные светильники на 220 В

Каким бы ни было напряжение питания, на один светодиод подается постоянное напряжение 1,8-4 В.

Типы светодиодов

Светодиод – это полупроводниковый кристалл из нескольких слоев, преобразующий электричество в видимый свет. При изменении его состава получается излучение определенного цвета. Светодиод делается на основе чипа – кристалла с площадкой для подключения проводников питания.

Чтобы воспроизвести белый свет, «синий» чип покрывается желтым люминофором. При излучении кристалла люминофор испускает собственное. Смешивание желтого и синего света образует белый.

Разные способы сборки чипов позволяют создавать 4 основных типа светодиодов:

DIP – состоит из кристалла с расположенной сверху линзой и присоединенными двумя проводниками. Он наиболее распространен и используется для подсветки, в световых украшениях и табло.
«Пиранья» – похожая конструкция, но с четырьмя выводами, что делает ее более надежной для монтажа и улучшает отвод выделяющегося тепла. Большей частью применяется в автомобильной промышленности.
SMD-светодиод – размещается на поверхности, за счет чего удается уменьшить габариты, улучшить теплоотвод и обеспечить множество вариантов исполнения. Используется в любых источниках света.
СОВ-технология, где чип впаивается в плату. За счет этого контакт лучше защищен от окисления и перегрева, а также значительно повышается интенсивность свечения. Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, поскольку ремонт своими руками с заменой отдельных чипов не возможен.

Недостатком светодиода является его маленький размер. Чтобы создать большое красочное световое изображение, требуется много источников, объединенных в группы. Кроме того, кристалл со временем стареет, и яркость ламп постепенно падает. У качественных моделей процесс износа протекает очень медленно.

Устройство LED-лампы

В состав лампы входят:

корпус;
цоколь;
рассеиватель;
радиатор;
блок светодиодов LED;
бестрансформаторный драйвер.

Устройство LED-лампы на 220 вольт

На рисунке изображена современная LED-лампа по технологии СОВ. Светодиод выполнен как одно целое, с множеством кристаллов. Для него не требуется распайка многочисленных контактов. Достаточно присоединить всего одну пару. Когда делается ремонт светильника с перегоревшим светодиодом, его меняют целиком.

По форме лампы бывают круглыми, цилиндрическими и прочими. Подключение к сети питания производится через резьбовые или штырьковые цоколи.

Под общее освещение выбираются светильники с цветовой температурой 2700К, 3500К и 5000К. Градации спектра могут быть любыми. Их часто используют для освещения реклам и в декоративных целях.

Простейшая схема драйвера для питания лампы от сети изображена на рисунке ниже. Количество деталей здесь минимальное, за счет наличия одного или двух гасящих резисторов R1, R2 и встречно-параллельного включения светодиодов HL1, HL2. Так они защищают друг друга от обратного напряжения. При этом частота мерцания лампы увеличивается до 100 Гц.

Простейшая схема подключения LED-лампы в сеть 220 вольт

Напряжение питания 220 вольт поступает через ограничительный конденсатор С1 на выпрямительный мост, а после – на лампу. Один из светодиодов можно заменить на обычный выпрямительный, но при этом мерцание изменится до 25 Гц, что плохо повлияет на зрение.

Читать еще: Условные графические обозначения на электрических принципиальных схемах

На рисунке ниже изображена классическая схема источника питания LED-лампы. Он применяется во многих моделях, и его можно извлекать, чтобы производить ремонт своими руками.

Классическая схема включения LED-лампы в сеть 220 В

На электролитическом конденсаторе выпрямленное напряжение сглаживается, что устраняет мерцание с частотой 100 Гц. Резистор R1 разряжает конденсатор при отключении питания.

Ремонт своими руками

В простой LED-лампе с отдельными светодиодами можно сделать ремонт с заменой неисправных элементов. Она легко разбирается, если аккуратно отделить от стеклянного корпуса цоколь. Внутри располагаются светодиоды. У лампы MR 16 их 27 штук. Для доступа к печатной плате, на которой они размещены, надо удалить защитное стекло, поддев его отверткой. Порой эту операцию сделать довольно трудно.

Лампа светодиодная на 220 вольт

Прогоревшие светодиоды сразу заменяются. Остальные следует прозвонить тестером или подать на каждый напряжение 1,5 В. Исправные должны загораться, а остальные подлежат замене.

Изготовитель рассчитывает лампы так, чтобы рабочий ток светодиодов был как можно выше. Это значительно снижает их ресурс, но «вечные» устройства продавать невыгодно. Поэтому последовательно к светодиодам можно подключить ограничивающий резистор.

Если светильники моргают, причиной может быть выход из строя конденсатора С1. Его следует заменить на другой, с номинальным напряжением 400 В.

Изготовить своими руками

Заново светильники на светодиодах делают редко. Лампу проще изготовить из неисправной. Фактически получается, что ремонт и изготовление нового изделия – это один процесс. Для этого LED-лампу разбирают и восстанавливают перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера. В продаже часто бывают оригинальные светильники с нестандартными лампами, которым в дальнейшем трудно найти замену. Простой драйвер можно взять из неисправной лампы, а светодиоды – из старого фонарика.

Схема драйвера собирается по классическому образцу, рассмотренному выше. Только к ней добавляется резистор R3 для разрядки конденсатора С2 при отключении и пара стабилитронов VD2,VD3 для его шунтирования на случай обрыва цепи светодиодов. Можно обойтись одним стабилитроном, если правильно подобрать напряжение стабилизации. Если конденсатор выбрать под напряжение больше 220 В, можно обойтись без дополнительных деталей. Но в этом случае его размеры увеличатся и после того, как будет сделан ремонт, плата с деталями может не поместиться в цоколь.

Схема драйвера приведена для лампы из 20 светодиодов. Если их количество будет другим, необходимо подобрать такую величину емкости конденсатора С1, чтобы через них проходил ток 20 мА.

Схема питания LED-лампы является чаще всего бестрансформаторной, и следует соблюдать осторожность при монтаже своими руками на металлическом светильнике, чтобы не было замыкания фазы или нуля на корпус.

Конденсаторы подбираются по таблице, в зависимости от количества светодиодов. Их можно закрепить на алюминиевой пластине в количестве 20-30 шт. Для этого в ней сверлятся отверстия, и на термоклей устанавливаются светодиоды. Их пайка производится последовательно. Все детали можно разместить на печатной плате из стеклотекстолита. Они располагаются со стороны, где отсутствуют печатные дорожки, за исключением светодиодов. Последние – крепятся пайкой выводов на плате. Их длина составляет около 5 мм. Затем устройство собирается в светильнике.

Настольная лампа на светодиодах

Лампа на 220 В. Видео

Об изготовлении светодиодной лампы на 220 В своими руками можно узнать из этого видео.

Правильно изготовленная самодельная схема светодиодной лампы позволит эксплуатировать ее многие годы. Для нее бывает возможным ремонт. Источники питания могут быть любые: от обычной батарейки до сети на 220 вольт.

Крабовые Ручки ♋ Almois Jobbing Official

Журнал о технических устройствах и технологиях. Ковыряние в бытовой технике, электронике: что внутри, как это работает, опыт эксплуатации. Выбор лучшего товара — отзывы, достоинства и недостатки. ПоДЕЛОчная: ремонт (техники, электроники) своими руками, сделай сам, самоделки. Полезные советы, лайфхаки.

Как разобрать, что внутри, схема светодиодной лампы Lexman E14 5.5 Вт

Вслед за сенсационной, нашумевшей на весь мир статьёй «Как разобрать и что внутри светодиодной лампы», в которой было показано, как разобрать лампочку от Lexman (бренд Леруа Мерлен) типа «свеча», но с цоколем Е27, настало время показательного вскрытия похожей, но как будет видно ниже совершенно из других компонент состоящей, лампы типа «миньон» с цоколем Е14.

Фото 1. Светодиодная лампа Lexman E14, 5.5 Вт из Леруа Мерлена

Стоила эта лампа 80 руб ($1.2), ни разу не сломалась, но любопытство требует жертв.

Как разобрать

Инструкция по разборке в виде комикса:

Илл 1. Фото-инструкция по разборке светодиодной лампы

Пару слов про происходящее на этой иллюстрации:

Чтобы оторвать матовый колпак, плафон, нужно как бы сломать лампу пополам. Т. е. обхватить двумя руками (лучше без перчаток, чтобы ладони своей естественной липкой кожей крепко вцепились в пластик) плафон и другую половину лампы и большими пальцами упереться в середину, в стык, создав давление на излом. Вообще говоря, плафон приклеен белым каучуковым герметиком, но очень непрочно.
Плафон имеет уступ,

Фото 2. Матовый плафон можно не приклеивать — есть защёлка

благодаря которому он защёлкивается в основание (так что клей-герметик здесь, в общем-то, и не нужен) и при обратной сборке приклеивать его не нужно.

Центральный контакт — просто кнопка с зазубринами, которая механически прижимается к контакту адаптера питания.
Цоколь тоже можно стащить с пластикового основания путём переламывания-расшатывания.
Цоколь не приклеен и может слететь уже во время этапа 1, когда пытаемся снять плафон, если правая рука надавит на цоколь, а не на основание.
Алюминиевая площадка со светодиодами и драйвером сзади приклеена каким-то типа резино-силиконовым клеем-герметиком. С помощью ножа/скальпеля прорезаем по кругу. (Позже выяснилось, что проще соскрести его отвёрткой с плоским шлицем.)
Вытаскиваем блок электроники из корпуса-основания лампы пассатижами. (Или лучше протолкнуть/выдавить металлическим стержнем с обратной стороны.) Это делается со значительным усилием, т. к. подложка светодиодов вставлена/защёлкнута в паз металлизированного изнутри корпуса.

Фото 3. Корпус пластиковый с металлизацией изнутри

Так это сделано для того, чтобы алюминиевая пластина подложки светодиодов плотно прилегала к корпусу и передавала тепло ему для дальнейшего охлаждения.

Драйвер (плата питания) соединён с подложкой со светодиодами разъёмами, которые не припаяны. Часовой отвёрткой отгибаем пластинки, вытаскиваем плату блока питания, затем подгибаем пластинки обратно, если хотим собрать обратно.

Светодиодный драйвер

Итак, по вскрытии мы поимели электронную плату, блок питания:

Фото 4. Плата драйвера со стороны крупных деталей

Преобразователь напряжения/тока основан на микросхеме стабилизатора тока BP9938F ([краткий даташит] или [полный даташит на китайском]) с обвязкой.

Фото 5. Плата драйвера со стороны чип-деталей и дорожек

Без нагрузки он выдаёт 300 вольт DC, но это формальное напряжение; оно, в зависимости от типа нагрузки, проседает до уровня соответствующего закону Ома или вольт-амперной характеристике диодов, при заданном уровне силы тока, фиксацией-стабилизацией которого занимается микросхема BP9938F, и величина которого определяется номиналом сопротивления R1-R2 (который в даташите называется current sensor — датчик тока).

Схема драйвера

Собственно, вот вам схема всего этого безобразия, со всеми номиналами:

Схема 1. Конкретная реализация драйвера на BP9938F

Сопротивление резистора R_cs (R1-R2) здесь 2.7Ω, и это задаёт микросхеме BP9938F стабилизировать выходную силу тока на уровне 70 мА. Замеры параметров работы светодиодов (ток/напряжение) показали следующее:

Фото 6. Какие светодиоды стоят в Lexman E14 5.5W

8 светодиодов, соединены последовательно, на выводах всех — 70 вольт, на каждом по 8.75, ток через все/каждый — 70 мА, итого — 4.9 ватта. Измерение ваттметром потребления с электросети конкретно этой лампы показало 5.1 Вт (у других таких же лампочек имеют место быть варианты: 5.3, 5.2). Стало быть, 0.2 ватта потребляет драйвер, его КПД — 96%. То, что падение напряжения на светодиодах составляет 9 вольт означает, что они составные: внутри три последовательно соединённых светодиода.

Е14 v.s. E27

Сравним с лампой с цоколем E27 такого же цвета (4200К), производителя (Lexman), мощности и формы [из предыдущего поста]:

Фото 7. Сравнение похожих светодиодных ламп Lexman с разными цоколями Е14 и Е27

Вообще всё разное (светодиоды, микросхем драйвера, корпуса). при том, что светят совершенно одинаково (по цвету, спектру, яркости). И мне не понравился этот цвет: зеленушно-желтушный какой-то, что хорошо заметно на контрасте с естественным дневным светом из окна, если включить их днём. Так же ещё и CRI у обеих ламп не очень-то высок по современным меркам — 85.

Полезные ссылки

Тестирование этой и других ламп из Леруа Мерлена на яркость, CRI, мерцание и т. п. — публикация на сайте ЛампТест.ру
Светодиодные лампы и ленты с CRI больше 85, 90, 95 — видео на Ютубе про то как светит эта лампа в сравнении с тем, что можно купить на Алиэкспрессе
Светодиоды c CRI ≥95 с Алиэкспресса — видео на Ютубе о покупке этих LED и сравнение их цвета/света с другими.

Update 08/15/2020

Оказывается, эти светодиодные лампы умеют перегорать, вот так:

Фото 8. Обугленные светодиоды, лампа не светит

Сначала на одном светодиоде появляется обугленная точка, потом обугливание начинает распространяться, ползти в стороны вплоть до того, что выползает за пределы светодиода, так что гореть начинает каким-то непонятным образом плата на алюминиевой подложке. При этом все остальные светодиоды продолжают светить. Потом начинает гореть следующий светодиод и так до тех пор, пока один из них не разомкнётся от сгорания, после чего перестают светить все, т. к. они включены последовательно.

Вот, снял «шокирующее» видео, как это выглядит:

голоса

Рейтинг статьи