Диодная лампа схема. Схема с дополнительной защитой. Как проверить и заменить блок питания светодиодных светильников

Еще несколько лет назад LED лампы были очень дороги, из-за чего применялись крайне редко. С развитием технологии цены становились все ниже, параметры ламп все лучше. И сегодня многие хотят выбрать светодиодную лампу, но теряются в большом разнообразии моделей и разбросе цен на лампы одной и той же световой мощности. В чем разница и от чего это зависит — в статье.

Выбор по техническим параметрам

Выборе светодиодной лампы в квартиру или дом необходимо начинать с технических характеристик. Это у ламп накаливания была только мощность, да еще размер цоколя.

Светодиодные лампы — более серьезное оборудование, в котором кроме кристалла, который излучает свет, есть еще встроенный преобразователь напряжения — драйвер, который трансформирует переменное сетевое напряжение в 12 вольт постоянного тока. Так что для правильного выбора придется ознакомится с некоторыми техническими нюансами.

Мощность и световой поток

Мощность измеряется в ваттах. Сокращенно на русском это «Вт», на английском обозначения буквой W. Именно эта величина традиционно применялась для определения световой эффективности ламп накаливания. Так оно и продолжается, хотя современные осветительные приборы имеют во много раз меньшие номиналы, а светят также. Вот в этом и будем разбираться.

На нынешнем этапе развития технологий светодиодные лампы считаются наиболее экономичными: при потреблении минимального количества электроэнергии они вырабатывают большее количество света. Если сравнивать их с лампами накаливания, то они эффективнее почти в 10 раз. Это значит, что там, где раньше стояла 100-ваттная лампа «Ильича», надо поставить светодиодную на 9-10 Вт. Хороший способ значительно уменьшить счета за потребленное электричество. Чтобы проще было выбрать светодиодную лампу по мощности, есть таблица соответствия мощности источников света разного типа.

Сегодня в магазинах есть лампы разных типов — накаливания, галогенные, энергосберегающие, светодиодные. Все они имеют разную эффективность. И если нет у вас под рукой таблицы соответствия, можно ориентироваться на световой поток, создаваемый лампой. За основу можно взять все те же лампы накаливания — привыкли мы к ним, давно пользуемся и неплохо представляем, какой количество света дает, например, лампа на 100 Вт. Так вот, эта лампа дает около 1200 Лм. Запомнив эту цифру, можно более-менее точно представлять, какой световой поток выдает рассматриваемая вами лампа, так как на большинстве упаковок стоят именно Люмы, которые отображают количество света, которое излучает данный источник.

Цветовая температура

Вы, наверное, замечали, что свет искусственных источников имеет разную окраску. Это и есть цветовая температура света. Светодиоды имеют чрезвычайно широкий диапазон излучения — они могут быть цветными — зелеными, красными, синими, выдавать фиолетовый свет. Эта их особенность используется если необходима цветная подсветка.

При выборе светодиодных ламп для освещения дома или квартиры рассматривают только небольшую часть спектра. Но и тут выбор большой. Светодиоды воссоздают много оттенков света — от того, который излучает яркого полуденное солнце, до приглушенного с желтоватым или слегка красноватым оттенком — солнца на закате или рассвете.

Выбрать светодиодную лампу по цветовой температуре стоит исходя из назначения помещения. Для верхнего освещения в спальне имеет смысл выбрать теплый белый цвет с желтоватым, а лучше — красноватым оттенком. Он более других способствует расслаблению.

В то же время в лампы для чтения — бра или настольные — стоит поставить лампы с нейтральным белым светом. Их же рекомендуем использовать и во всех остальных помещениях. Несмотря на то, что более привычен нам желтоватый свет, с нейтральным белым вы будете себя чувствовать лучше — читать проще, глаза устают меньше. Это субъективные ощущения, основанные на личном опыте.

Цветопередача

Имея лампы одной и той же цветовой температуры мы можем получить различное восприятие цвета. Это зависит от точности цветопередачи, которая характеризуется индексом (коэффициентом) цветопередачи. Обозначается латинскими буквами CRI (Color Rendering Index), после которых стоят цифры от 0 до 100. Иногда обозначается как Ra.

Самое самое высокое значение — 100. Источник света с таким коэффициентом цветопередачи совершенно не искажает цвета, но стоимость такой лампы будет очень высокой. Для освещения дома нормальными считаются лампы с CRI от 80 и выше. Вот в этом диапазоне и стоит искать светодиодные лампы для освещения дома. И снова-таки придется подбирать в зависимости от назначения светильника. Например, для подсветки картин желательно использовать лампы с коэффициентом цветопередачи 100 или около того, так как они не будут искажать цвета. Для других помещений можно и с более низкими показателями.

Угол рассеивания

Отличительная черта светодиодов в том, что они светят прямо перед собой. В стороны отклоняется очень небольшое количество световых волн. То есть, сам кристалл выдает узконаправленный пучок света. Но светодиодная лампа содержит некоторое количество этих кристаллов. От того, как они расположены и зависит угол рассеивания света. Это позволяет создавать как очень узкий поток света, так и очень широкий. Угол рассеивания светодиодных ламп может быть от 30° до 360°.

Выбирать угол рассеивания светодиодной лампы также необходимо исходя из назначения светильника. Если это лампа общего освещения, размещенная на потолке, угол рассеивания стоит брать от 90° и больше — вплоть до 180 градусов. Если это лампа для чтения или для освещения какой-то небольшой зоны (для подсветки картин, например), стоит выбрать более узконаправленный луч.

В декоративные светильники с прорезями стоит поставить лампу с углом рассеивания 360° или установить узконаправленные. Можно получить очень интересный эффект.

Примеры использования светодиодных ламп с разным углом рассеивания

Если у вас раньше не получалось создать подобную игру теней, теперь знаете, что надо правильно выбрать светодиодную лампу.

Тип цоколя и наличие радиатора

Цоколь выбирается просто: под имеющийся в наличии светильник. Промышленность выпускает светодиодные лампы со стандартными патронами для замены ламп накаливания (Е14, Е 27, Е40), есть варианты для замены галогенных лам (G4, GU5.3, GU10). Есть светодиодные лампы, которые встраиваются в мебель — для подсветки шкафов и шкафчиков. Они имеют цоколь типа GX53.

Один из недостатков светодиодов в том, что они греются, а при значительном увеличении температуры теряют свою яркость. При сильном перегреве они вообще могут выйти из строя. Есть две конструкции светодиодных ламп — в виде привычной нам колбы и без нее — так называемая лампа-кукуруза. Для лучшего отвода тепла от кристаллов в колбовых лампах обычно ставят радиаторы. У кукурузы, за счет отсутствия колбы, отвод тепла происходит эффективно и без радиатора.

Для светодиодных ламп с колбой есть несколько типов радиаторов:

• Ребристый алюминиевый. Хорошо справляется с отводом тепла за счет ребристости, которая увеличивает площадь теплоотдачи. Но алюминий хорошо проводит ток, чтобы защитить от опасного прикосновения, поверхность радиатора покрыта обычно краской или лаком.

  

• Гладкий алюминиевый. Обычно это тонкий слой алюминия. Отвод тепла обычно хуже, для лучшей вентиляции могут иметься отверстия.

  

• Керамический. Наиболее эффективный способ отвода тепла, но такие светодиодные лампы — самые дорогие. Керамика не проводит ток, потому светодиоды часто монтируют прямо на радиатор, что способствует более эффективному охлаждению.

  

• Композитный. Это алюминиевый радиатор, поверх которого нанесен слой теплопроводящего пластика. Этот тип радиаторов широко распространен, так как наряжу с неплохим отводом тепла и безопасностью имеет невысокую цену. Соответственно, светодиодные лампы с композитными радиаторами — это средний или низкий ценовой сегмент.

  

  Композитные — средний и невысокий ценовой диапазон

• Пластиковый. Пластик используется специальный, хорошо проводящий тепло. Это самый недорогой вариант радиаторов для светодиодных ламп, который имеет среднюю эффективность. Для улучшения отвода тепла могут иметься отверстия.

Выбрать дешевую светодиодную лампу и надеяться, что в ней установлен керамический радиатор не стоит. Но и пугаться пластиковых охладителей тоже. Они имеют более чем приличный срок службы и многократно «отобьют» деньги, потраченные на их приобретение.

Лампы с керамическими или рифлеными алюминиевыми радиаторами стоит ставить в тех местах, где отвод тепла критичен. Например, во встроенных светильниках, у которых самая горячая тыльная часть лампы находится на уровне натяжного потолка или мебельного щита/древесины/ДВП. Тут сильный нагрев может привести к изменениям в структуре и цвете материала, что явно не хорошо. В менее критических ситуациях нормально работают даже пластиковые и композитные радиаторы — светодиодные лампы все равно греются в разы меньше ламп накаливания.

Рабочий ресурс и гарантийный срок

Один из наиболее важных для потребителей параметров — рабочий ресурс. Он указывается в часах и показывает, на протяжении какого времени LED лампа сохраняет работоспособность (при нормальных условиях эксплуатации). Средняя «продолжительность жизни» современных светодиодных ламп — около 30 000 часов, что эквивалентно 10 годам, максимальная- порядка 50-60 тыс — это около 15-18 лет. Но ЛЕД технология активно развивается и, скорее всего, в ближайшем будущем появятся светодиодные лампы с рабочим ресурсом в 100 000 часов или даже больше.

Но не стоит особо обольщаться. Рабочий ресурс — это то время, которое кристалл способен излучать свет. К сожалению есть такое явление, как выгорание светодиодов. В результате этого явления они теряют яркость свечения. Скорость этих изменений зависит от условий эксплуатации — чем меньше перегревается светодиод и чем меньше он находится при низких температурах, тем дольше сохраняется изначальная яркость. Как понять, как долго прослужит лампа без потери яркости? По гарантийному сроку эксплуатации. Эта цифра более реально отображает положение дел, так как при проблемах прибор просто заменяется на новый. Тут производители наоборот, склонны слегка занижать цифру, чтобы гарантийных случаев было как можно меньше.

Диммирование

Изменять яркость освещения в помещении можно двумя способами — увеличивая или уменьшая количество включенных осветительных приборов или . Второй способ удобнее, так как позволяет точно «настроить» освещение под требования плавно изменяя яркость свечения поворотом регулятора.

Но, если вам надо выбрать светодиодную лампу в сеть с диммером, в технических характеристиках должна стоять отметка о том, что она диммируемая. Обычная будет светить в полную силу, а при определенном положении диммера просто начнет мигать.

Кроме того, что лампа должна быть диммируемой, надо смотреть предел диммирования. У некоторых минимальный предел диммирования 5%, у других — 20%.

Рейтинг производителей

Выбрать светодиодную лампу по техническим параметрам — это еще не все. Вам придется еще определиться с производителем. В свете того, что светодиодные лампы не так уж дешевы, хочется сэкономить и купить из тех, что подешевле. Это, как правило китайские осветительные приборы, причем из, что не отличаются хотя-бы нормальным качеством. Их отличительная черта — плохая упаковка, отсутствие гарантийного срока или он есть, но очень маленький. Собираются они в основном из самых дешевых деталей, в результате коэффициент цветопередачи (реальный, а не написанный) может не превышать 60, из-за некачественных деталей в преобразователе лампы, она мерцает. О сроке службы таких изделий говорить сложно — тут как повезет. В общем, как бы ни хотелось сэкономить, лучше выбрать светодиодную лампу из продукции нормальных производителей.

Самые качественные

Очень хорошую продукцию выпускают европейские фирмы Philips и Osram. Офисы их находятся в Европе, но заводы вынесены в основном в Китай. Несмотря на это выпускают они светодиодные лампы очень хорошего качества. Имидж необходимо поддерживать, потому качество контролируется жестко. Это так, но и цены у них высокие. У Филипс светодиодные лампы стоят от 800 до 1800 рублей за штуку, у Осрам есть бюджетные линейки со стоимостью коло 100 рублей, есть премиум — с ценой 2700 рублей, а средний диапазон — от 400 до 800 рублей.

Нормальное качество при невысокой цене

Лучшее сочетание цены и качества можно найти у представителей средней ценовой категории. Тут есть российские производители, есть китайские, также представлены некоторые другие страны Азии. Продукция этих фирм имеет преимущественно хорошую оценку продукции. Также заявленные данные совпадают с реалиями:

Есть еще много других фирм, но отзывы на продукцию этих фирм чаще носят негативный характер. Если вы хотите выбрать светодиодную лампу хорошего качества за вменяемые деньги — присмотритесь к выше названным маркам.

Для многих многоквартирных домов актуальна проблема освещения лестничных площадок: хорошую лампу туда ставить жалко, а дешевые быстро выходят из строя.

С другой стороны качество освещения в данном случае не является критичным, так как люди находятся там очень недолго, то вполне можно поставить туда лапочки с повышенными пульсациями. А раз так, то схема светодиодной лампы на 220 В получиться совсем простой:

Список номиналов:

• C1 – значение емкости по таблице, 275 В или больше
• C2 – 100 мкФ (напряжение должно быть больше чем падает на диодах
• R1 – 100 Ом
• R2 – 1 MОм (для разряда конденсатора C1)
• VD1 .. VD4 – 1N4007

Я уже приводил схему подключение светодиодной ленты к сети 220В так вот её можно упростить выкинуть стабилизатор тока. Упрощенная схема не будет работать в широком диапазоне напряжений, это плата за упрощение.

Конденсатор C1 является тем компонентом, который ограничивает ток. И выбор его значения очень важен, его величина зависит от напряжения питания, напряжения на последовательно включенных светодиодах и требуемого тока через светодиоды.

Для 1 светодиода в сборке фильтрующий конденсатор C2 следует увеличить до 1000мкФ, а для 10 светодиодов, до 470мкФ.

По таблице можно понять, что для получения максимальной мощности (чуть более 4 Вт) нужен конденсатор на 1мкФ и 70 последовательно включенных светодиодов на 20мА. Для более мощных источников света лучше подойдет схема светодиодной лампы на 220 в использующая широтноимпульсную модуляцию для преобразования и стабилизации тока через светодиоды.

Схемы на основе широтноимпульсной более сложные, но зато обладают преимуществами: им не требуется большой ограничивающий конденсатор, эти схемы обладают высоким КПД и широким диапазоном работы.

Я заказал несколько светодиодных светильников в Китае. В основе преобразователей этих ламп лежат микросхемы драйверов разработанных в том же Китае, конечно качество работы этих схем ещё не дотягивает до западных стандартов, но вот стоимость более чем демократичная.

Итак, конкретно в последних светодиодных лампах была установлена микросхема WS3413D7P, являющаяся светодиодным драйвером с активным корректором коэффициента мощности.

Что же мы видим на схеме? Все тот же диодный мост VD1 — VD4, сглаживающий конденсатор С1. Остальные же компоненты работают нужны для работы микросхемы D1. Резистор R1 нужен для питания самой микросхемы в начальный момент времени, а после запуска микросхема начинает питаться со своего выхода через цепочку R5, VD5. Конденсатор С2 фильтрует питания собственных нужд. Конденсатор С3 служит для задания частоты преобразования. Резистор R2 нужен для измерения тока через светодиоды. Делитель на резисторах R3, R4 позволяет микросхеме получать информацию о напряжении на светодиодной сборке. Катушка индуктивности L1 и конденсатор C4 нужны для преобразования импульсной энергии в постоянную.

Существует куча других разновидностей микросхем, но основных типов высоковольтных драйверов светодиодов всего три: на основе емкостного гасящего сопротивления, активный гасящий стабилизатор тока и импульсный стабилизатор тока.

Навигация по записям

14 thoughts on “Схема светодиодной лампы на 220 в ”

1. Игорь

   Даже с «выброшенным» стабилизатором, светодиодная лампочка для подъезда получается слишком дорогой. Там лучше вкрутить обычную лампочку «Ильича Эдисона» с диодом, который монтируется в слегка модернизированный патрон.

   1. Валерий

      Не в патрон, в выключатель, там больше места.

2. Greg

   Не знаю, что слишком дорогого увидел здесь Игорь, но, уж если экономить по полной, то можно выкинуть сопротивления и мост. Останутся: С1, как реактивное сопротивление, один диод для выпрямления переменки и С2 (емкость увеличить в 2-3 раза) для сглаживания пульсаций. Затраты на питание и замену ламп накаливания гораздо выше, чем, даже первоначальный вариант схемы. Очень уж они неэкономичны, причем, во всех ракурсах. От них и избавляются поэтому везде, где только можно. А в подъездах — это архиважно и архинужно, как говаривал Ильич.

3. admin Автор записи

   У лампы накаливая маловат ресурс, на коробке пишут 1000ч, при круглосуточной работе это 42 дня. В лучшем случае лампочка прослужит несколько месяцев.
   Питание лампы однополупериодным напряжением должно значительно увеличить ресурс (якобы до 100 раз), вот только светоотдача упадет больше чем в два раза. И лампочка будет мерцать с частотой 50Гц.
   Чтобы вернуть частоту к 100Гц, достаточно включить две одинаковых лампочки последовательно — и ресурс возрастет и частота не снизиться.

4. олександр

   В первой схеме конденсатор С1 надо брать на большее допустимое напряжение в сети 220 в это действующее напряжение Максимальное 220*1,42= примерно 320 в к тому же как правило На конденсаторе указывается на постоянное напряжение а в сети 50 герц. Я рекомендую брать не меньше 450 В. Один диод как пишет Greg не пойдет так на светодиоды или выпрямительный диод будет действовать обратное напряжение.Я рекомендую Выкинуть диодный мост и С2 параллейно светодиодам в обратной полярности поставить диол один период пойдет через светодиод другой через силовой диод. Светодиод можно взять из не исправных фонариков.

5. Greg

   Ну, обратное напряжение светодиоды должны выдержать, но идея хороша. Зачем терять один период? С2 — выбрасываем, да, а вместо предложенного Олександром силового, ставим еще один световой — пусть моргают попеременно, усиливая общий световой поток и защищая друг дружку от обратного напряжения. А учитывая, что сверхъярких светодиодов, в некоторые фонарики тулят штук по 20, наковырять можно много. Можно и целиком взять, у многих ручных фонарей — ручка выполнена в виде удлиненной лампочки кругового рассеивания.

6. олександр

   Данную схему можно не только в подъезде как предполагает (Игорь) но где угодно, например освещение приусадебного участка по схеме Greg через понижающий трансформатор для безопасности и две группы светодиодов включенных параллейно и в противоположной полярности.или освещение кессона, душа летнего.

7. Анатолий

   Я часто видел в подъездах мерцающие лампочки накаливания, где использовался «хитрый» патрон с одним диодом. По моему самое то для подъезда, экономия энергии и непрезентабельный вид. Вот для дома схема №1 вполне подойдёт, скопирую её себе.

8. Николай

   разобрал «замолчавшую» светодиодную лампу на 11 ватт(100 эквивалента к накаливанию). То что автор называет драйвером, обычный инвертор, схема которого вошла в быт повсеместно, от лампочек до компьютеров и сварочных аппаратов. Так вот на моей лампе стоит 20 диодных светоизлучающих элементов. Исследуя их я пришел к выводу, что они включены как елочная гирлянда — последовательно. Обнаружить неисправный диод не составило труда. Припаяв перемычку из резистроа порядка 50 ом, лампа восстановилась. Так что светоизлучатели работают не при 9.8 иольтах а на всё напряжение выдаваемое инвертором. То есть 220 вольт.
   Дале — у меня есть фонарь ЭРА летучая мышь, с 6 вольтовым АКБ и люминесцентной лампой. Эта лампа светит очень гумозно при своих 7 ваттах. А АКБ хватает на 4 часа. Что я сделал — выпаял из схемы «драйвера» диодный мост и плату со светоизлучателями. В точки пайки проводов от инвертора обозначенные + и — , впаял этот мост соблюдая полярность. На вход моста подал переменное напряжение которое вырабатывал штатный генератор «Эры». Лампа заработала как надо. Светоотдача осталась той же как и от сети 220 вольт. Поскольку холостой ход генератора обеспечивал это напряжение на светоизлучателях.
   Как то вот так.

Что такое светодиоды?

Светодиод (light emitting diode, LED) — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение и состоящий из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.

Какие преимущества светодиода?

В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. При должном теплоотводе светодиод мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист, что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК- излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

Как получить белый свет с использованием светодиодов?

Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый - смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И, наконец, в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой светодиод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Светодиод - низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).

При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4° до 140°. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.

Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача - величина светового потока на один ватт электрической мощности. Другой интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?

В рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

Можно ли регулировать яркость светодиода?

Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания - этого-то как раз делать нельзя, - а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет. Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.

Чем определяется срок службы светодиода?

Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и составляет в настоящее время 20 - 50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.

Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?

Спектр излучения светодиода близок к монохроматическому, в чем его кардинальное отличие от спектра солнца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо - доподлинно не известно, потому что, серьезных исследований в этой области нигде не проводилось. Какие-либо данные о вредном воздействии светодиодов на человеческий глаз отсутствуют. Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально.

Где сегодня целесообразно применять светодиодные изделия?

Светодиодные находят применение практически во всех областях светотехники, незаменимы в дизайнерском освещении благодаря их чистому цвету, а также в светодинамических системах. Выгодно же их применять там, где дорого обходится частое обслуживание, где необходимо жестко экономить электроэнергию, и где высоки требования по электробезопасности.

Какие светодиоды лучше?

Конечно, однозначного ответа на такой вопрос быть не может. В настоящее время производителей светодиодов можно сравнить с автопроизводителями. Ведь у всех них машины выпускаются на четырех колесах, оснащены двигателем, подушками безопасности и автомагнитолой! Но для их сравнения сопоставляют многочисленные технические характеристики, а не голословно утверждается, что BMW лучше Lexus или Audi лучше Volvo.

При выборе светодиодов необходимо обращать внимание на следующие характеристики, которые обычно бинуются (BIN) по группам:

• яркость (60-70 Lm, 70-80 Lm, 80-90 Lm);
• угол (80°-90°, 90°-100°, 100°-110°);
• цветовая температура (5000-5500K, 5000-6000K, 5000-7500K, 5000-10000K);
• напряжение (2,8-3V, 2,8-3,2V, 2,8-3,6V).

Чем лучше сбинованы светодиоды, тем более однородными характеристиками они будут обладать, а значить тем надежнее получится конечное изделие. И надо отметить, чем меньше диапазон BIN, тем дороже светодиод (ведь светодиоды в таком случае приходится сортировать).

Соответственно для ответа на вопрос какие светодиоды лучше, необходимо сравнить однотипные виды с похожими техническими характеристиками и их соответствие заявленным BIN от производителей.

Что такое IP? Как расшифровать степени пыле- и влаго- защиты (степени защиты IP)?

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:

1. DIP – состоит из кристалла с расположенной сверху линзой и присоединенными двумя проводниками. Он наиболее распространен и используется для подсветки, в световых украшениях и табло.
2. «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.
3. SMD-светодиод – размещается на поверхности, за счет чего удается уменьшить габариты, улучшить теплоотвод и обеспечить множество вариантов исполнения. Используется в любых источниках света.
4. 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 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.

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.

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.

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.

Драйвер LED-лампы

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.

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.

Конструкция светодиодных ламп

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

1. Рассеиватель. Предназначен для равномерного распределения светового потока в пространстве и исключения ослепления при взгляде на светодиоды.
2. Светодиоды.
3. Основание светодиодов с печатными проводниками для их последовательного соединения.
4. Радиатор охлаждения. Необходим для отвода тепла, выделяющегося при работе светодиодов.
5. Драйвер. Формирует напряжение, требующееся для работы светодиодов.
6. Корпус драйвера (лампы).
7. 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.

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.

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.

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.