Схема и устройство светодиодной лампы на 220 вольт

Комплектация светильника и как его подобрать

Обычный светодиодный светильник включает в себя всего несколько элементов:

светодиоды;
корпус;
теплоотвод;
радиатор;
драйвер.

Если комплект стандартный, как же тогда подобрать светильник, чтобы его предустановленный драйвер прослужил как можно дольше?

Встраиваемый светодиодный светильник Kreonix с драйвером

Для исправной работы светодиодов от источника питания необходимо понизить напряжение. У каждого светильника есть следующие параметры, которые необходимо учитывать при выборе оптимального драйвера. Поговорим о них подробнее:

Мощность. Максимальная мощность у драйвера показывает, какую максимальную нагрузку он выдержит. К примеру, если на маркировке указанно (30х36)х1W, это значит, что к этому драйверу можно подключить 30 или 36 светодиодов мощностью 1 Ватт. Если мы говорим о подключении светодиодной ленты на 12-24 Вольт, то следует учесть, что источники питания для них ограничивают напряжение, а вовсе не ток.

Схема подключения светодиодных лент

А значит, мы должны внимательно следить за мощностью нагрузки, подключенной к блоку питания. В таком случае мощность драйвера ни в коем случае не должна быть ниже мощности цепи, иначе блок питания просто «сгорит».

Номинальные параметры тока и напряжения. Этот параметр указывается производителем на всех светодиодах, соответственно, и драйвер необходимо подбирать по этой отметке. Максимальный номинальный ток составляет 350 мА. При такой отметке в работе надо использовать источник питания с силой тока в интервале 300-330 мА. Это справедливо для любого вида подключения. Такой диапазон рабочего тока рекомендован для того, чтобы не сократить срок годности светильника, ведь теплоотвод может не выполнять свои функции в полной мере.
Класс герметичности и влагостойкости (защищенности). В настоящее время класс защиты определяется двумя цифрами, стоящими после IP. Первая цифра говорит о степени защиты от твердых воздействий (пыли, грязи, песка, льда). Вторая – о жидких средах (воде, веществах). Однако о требуемой температуре, при которой светильник может использоваться класс IP, ничего не сообщает. Можно или нельзя охлаждать, зависит от прочности корпуса.

Надо с не меньшей ответственностью подходить к покупке драйвера для светильника, чем к покупке самого светильника, потому что именно источник питания является гарантом долгой, исправной службы всего устройства. Если вы никак не можете выбрать подходящий драйвер для светильников, то его можно сделать своими руками. Схема сборки весьма проста.

Вероятные причины поломки и способы их устранения

Токоограничивающий конденсатор

Итак, прежде всего, необходимо определить причину неисправности вашего устройства. Если прожектор включается, но во включенном состоянии не горит равномерно, а мерцает и мигает – вероятно вышел из строя токоограничивающий конденсатор С1. Многие китайские производители грешат тем, что пытаясь добиться максимальной яркости от не самого мощного прожектора, используют токоограничивающий конденсатор, не подходящий по параметрам к драйверу. Токоограничивающий конденсатор на 400 Вольт номинального рабочего напряжения вполне подойдет.

Блок питания

Еще одной распространённой причиной может быть выход из строя блока питания. Вариантов выхода из ситуации два – обратиться в магазин электроники, где вам помогут подобрать подходящий блок питания (его характеристики указаны на нём, потому, желательно разобрать прожектор и прихватить блок с собой), либо подобрать блок питания (может подойти от сканера или принтера).

Второй вариант возможен, конечно, только если у вас вдруг завалялась ненужная и нерабочая оргтехника, которая может послужить донором блока питания. Сверьте блоки питания, чтобы они были схожи по параметрам. Точное совпадение не обязательно, но параметры не должны сильно расходиться. Как и говорилось ранее, при наличии навыков использования инструментов и понимания в вопросах электроники – вы легко сможете поменять блок питания самостоятельно.

Драйвер

Если в ремонте нуждается маломощный прожектор, вполне вероятно, что он может не иметь своего блока питания, а функцию изменения токов в нем выполняет светодиодный драйвер. Поскольку светодиод не может питаться напрямую от сети, нуждаясь в переменном токе, отличающемся от того, что может предложить ему сеть, в устройстве прожектора задействуется драйвер, учитывающий разброс характеристик светодиода в зависимости от рабочей температуры и времени, корректируя на выходе ток, подающийся на светодиод. Именно этот драйвер может выйти из строя.

Для его замены необходимо будет разобрать светодиодный прожектор и выяснить маркировку драйвера, чтобы купить или заказать замену. Если вы уверенный пользователь электроинструмента – можно найти вышедший из строя элемент драйвера и выпаять его и заменить. Если вы ремонтируете светодиодный прожектор, собранный своими руками, скорее всего вам будет достаточно легко найти проблему в драйвере или же найти аналогичный драйвер и произвести замену. Это будет однозначно дешевле, чем покупать или собирать новый прожектор с нуля.

Выгорание матрицы

Еще одним вариантом выхода из строя конструкции вашего светодиодного прожектора, помимо неисправности драйвера, блока питания или других мелких элементов, участвующих в процессе преобразования тока, может быть выгорание самой светодиодной матрицы. В случае выхода из строя самого светодиода, необходимо найти и приобрести аналогичный по характеристикам диод. После разбора прожектора, нужно будет аккуратно деинсталлировать сгоревшую матрицу, открутив четыре винтика крепления и отпаяв токопроводящие элементы. Затем нужно будет равномерно и аккуратно нанести слой термопасты на новый диод, припаять токоподводящие элементы и аккуратно прикрутить матрицу. Нужно учесть, что форма матрицы должна оставаться нетронутой, то есть желательно использовать те же винтики, что были использованы изначально. Они не должны иметь головки конической формы, так как при использовании таковых, если вы закрутите их с чуть большим усилием, они могут повредить матрицу, и вся ваша работа будет насмарку.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант – импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой. Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм2;
свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров. Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Советы по выбору LED-ламп

При покупке LED-устройств важно обращать внимание как на их технические характеристики, так и на ряд других нюансов. Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Представленные советы помогут приобрести качественный светильник, который прослужит долго и будет комфортен для глаз.

На упаковке LED-ламп должна быть надпись об отсутствии пульсации.
Световой поток должен быть больше, чем у заменяемой лампы накаливания.
Рекомендуется сравнивать свечение ламп одинаковой мощности ещё в магазине.
При наличии выключателя с индикатором желательно предварительно убедиться в корректной работе с ним LED-ламп.
Потолочные лампы с небольшим углом рассевания света могут слепить глаза.
Рекомендуется покупать лампы в крупных магазинах, предоставляющих минимум 2 года гарантии.

Желательно приобретать светильники только известных производителей, потому что изделия дешевых малоизвестных брендов зачастую не соответствуют заявленным на упаковке характеристикам.

Преимущества и недостатки светодиодов

Ещё недавно на вершине популярности были люминесцентные лампы, но за несколько лет они были вытеснены LED-светильниками.

Последние годы светодиодное освещение завоевало львиную рыночную долю благодаря множеству потребительских достоинств, среди которых можно выделить следующие:

Экономичность. Новые LED-светильники потребляют в 9-10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные по световому потоку лампы накаливания.
Долговечность. Срок беспрерывной службы хороших светодиодов исчисляется годами, хотя их светимость и несколько снижается со временем.
Высокий КПД, благодаря которому лампы практически не нагреваются.
Безопасность. При повреждении LED-лампы не образуется острых осколков и не выделяются вредные вещества. В излучаемом потоке отсутствует УФ излучение.
Возможность регулирования цветовой температуры.
Высокая прочность светодиодов.
Регулирование яркости свечения.
Работоспособность в широком диапазоне температур.
Широкий ассортимент. Возможность выпуска осветительных приборов произвольной формы.

Многочисленные плюсы светодиодных ламп способствуют массовому переходу потребителей на эти источники освещения.

Чтобы обеспечить себе преимущества LED-светильников в полной мере, следует покупать модели именитых брендов, которые гарантируют качество своей продукции

Однако LED-светильники имеют и свои минусы, о которых следует помнить при покупке:

Дороговизна. Стоимость дешевых LED-ламп в 4-5 раз выше ламп накаливания.
Использование матовых колб ухудшает визуальные эффекты хрустальных люстр.
Стремительное падение светимости при регулярном перегреве.
Световое мерцание у дешевых моделей, которое негативно сказывается на зрении и общем самочувствии.
Однонаправленность света, которая заставляет применять радиальное расположение светодиодов.
Электронные компоненты дешевых LED-ламп ломаются быстрее, чем перегорает кристалл, что сокращает реальный срок эксплуатации.
Некорректная работа при подключении к выключателю с индикатором.

Несмотря на недостатки светодиодных ламп, население продолжает их покупать. Реальная экономия достигается лишь за 3-4 года и только при условии работоспособности всех приобретенных светильников. Поэтому целесообразность их покупки ещё стоит оценить.

Ремонт светодиодной лампы серии «LL» GU10-3W

Лампу типа «LL» GU10-3W с виду было сложно разобрать. Стекло начинало трескаться в тот момент, когда я пытался его извлечь.

Что означает маркировка?

G — наличие штыревого цоколя;
U — лампа энергосберегающая;
10 – размер между штырями (измеряется в мм)

Благодаря расширительным штырям, лампа крепко держится в патроне.

Эта лампу можно было разобрать при помощи высверленного отверстия. Место сверления находилось на уровне печатной платы. Свело было выбрано диаметром 2,5 мм. Во время сверления нужно учесть тот факт, что сверло может повредить светодиод. Если дрели нет, то отверстие можно сделать шилом.

В проделанное отверстие задевается отвертка. Используя ее как рычаг, необходимо приподнять стекло. Если при проверке светодиодов проблем не выявлено, извлекаем печатную плату.

В обеих лампах были обнаружены сгоревшие резисторы номиналом 160 Ом. По размеру можно было установить, что их мощность равна 0, 25 Вт. Она не соответствует мощности, которая выделяется при работе лампы.

Плата была залита силиконом, отсоединять ее я не стал. Я заменил сгоревшие резисторы более мощными. В одной лампе применил резистор на 150 Ом и 1 Вт, на другой 2 параллельно спаянных на 320 Ом и 0,5 Вт.

Во избежание короткого замыкания, выводы резисторов были промазаны силиконом. Он действует как изолятор.

На рынке можно встретить 2 вида силикона: жидкий в трубочках и твердый, имеющий вид стержня. Стержневой хорош тем, что его можно отделить паяльником и нанести на нужную поверхность. После застывания он становится крепким.

Обе лампы светились. Осталось прикрепить плату и надеть защитное стекло.

Чтоб закрепить платы, я пользуюсь жидкими гвоздями «Монтаж» момент. После высыхания этот клей имеет пластичность и хорошую термостойкость.

Клей наносится отверткой. Минут через 15 он будет удерживать нашу деталь.

Чтоб не держать плату до полного высыхания клея, я фиксирую ее силиконом в некоторых точках. Стекло было приклеено с помощью жидких гвоздей, лампа стала работоспособной.

Особенности систем питания комбинированных осветительных сетей

Для производства светодиодных светильников (СДС) обычно используют специальные светодиодные модули. Все светодиодные модули (СДМ), состоящие из одного или нескольких светодиодов, питаются постоянным током, величина которого может изменяться. Для получения постоянного тока должно использоваться устройство со специальной электрической схемой — драйвер. Входное напряжение драйвера обычно выбирают из стандартного ряда номинальных значений: 12, 24 или 48 В. Для СДС, способных освещать помещение с высотой потолков 4 метра и даже уличные пространства, целесообразно использовать стандарт 48 В. Этот номинал напряжения достаточно широко распространен в слаботочных системах современных зданий. Кроме того, в стандарте 48 В во всем мире массово выпускаются источники питания для телекоммуникационных применений, которые с успехом могут использоваться в осветительных системах благодаря высокой надежности и низкой стоимости.

Традиционно источник питания с входным напряжением 220 В переменного тока и СДМ располагали в одном корпусе, что было продиктовано единичными случаями их использования. С появлением возможности создания осветительных систем, использующих совместно СДС с традиционными ИС, острее стал вопрос о пересмотре концепции выбора для конкретного объекта номиналов питающего напряжения и принятия допустимых уровней отклонения его параметров .

Используемое сейчас при проектировании совмещение силовых и осветительных питающих сетей не приводит, как правило, к улучшению экономических показателей и создает неудовлетворительный режим подачи питающего напряжения для ламп. Совмещение питающих сетей оправдано сегодня только для небольших зданий и при использовании схем промежуточной трансформации ввиду чувствительности традиционных ИС к отклонениям и колебаниям напряжения. Снижение напряжения на 1% вызывает уменьшение светового потока у ламп накаливания на 3–4%, у люминесцентных ламп — на 1,5%, у ртутных ламп (ДРЛ) — на 2,2% . Снижение напряжения на 10% вызывает у люминесцентных ламп уменьшение светового потока на 30–40%. При снижении напряжения на 20% и более не происходит зажигания газоразрядных ламп. Повышение напряжения на 10% у ламп накаливания и люминесцентных сокращает срок их службы до 25–30% . Однако используемый в СДС драйвер способен поддерживать требуемые выходные параметры даже при уровне напряжения в питающей сети, равном 70% от номинального. Таким образом, при питании СДМ от магистрального силового щита появляется возможность соблюдения необходимых требований к качеству электроэнергии для осветительных приборов с длиной групповых сетей, которая ранее были недопустима.

Уровень напряжения в осветительных электросетях средних и крупных зданий может по ряду причин резко изменяться. По статистике, напряжение в электросети в ночное время повышается. При малой величине реактивной мощности в ночные часы это повышение во многих случаях может быть велико, что неизбежно приводит к выходу из строя ламп. Колебания напряжения вызываются также изменением силовой нагрузки в течение суток, особенно при большой длине питающих линий 220/380 В и высокого напряжения. Колебания напряжения имеют также сезонный характер: в летнее время отключаются отопительная система, котельные, сокращается осветительная нагрузка, и, как следствие, напряжение в это время в низковольтной электросети повышается.

Наиболее часто применяемая схема осветительной части электрооборудования типовой блок-секции шестнадцатиэтажного дома приведена на рис. 3 . Электроснабжение жилых домов имеет некоторые особенности. В схеме выделяются следующие группы потребителей:

освещение эвакуационных балконов;
освещение приквартирных холлов;
освещение лестничных клеток;
освещение лифтовых холлов;
освещение коридоров;
освещение балконов;
освещение лифтовых шахт;
освещение технических помещений;
освещение подвала;
освещение тамбуров;
освещение чердаков;
подсветка номеров дома.

Рис. 3. Принципиальная однолинейная схема электроснабжения 2-подъездного 16-этажного жилого дома

Все эти потребители подключаются от отдельных групп электропитания. При таких схемах включения светильники, освещающие приквартирные холлы, получают питание от того же щитка, что и электродвигатели лифтов, вентиляции, систем водоснабжения и пожаротушения. Кроме того, эти устройства работают в повторно-кратковременном режиме и, следовательно, влияют на качество электроэнергии в сети.

Подключение без адаптера

Существует еще один способ соединения, который позволяет применять светодиодная лента 220В (подключение без блока питания). Эту процедуру может выполнять только профессиональный электрик. В этом случае нагрузка подается прямо на прибор. Схема такого соединения используется при изготовлении светодиодных лампочек. Если 2 диода подключить параллельно, а также навстречу друг другу, их можно запитать от источника переменного тока на длительное время.

Чтобы избежать мерцания осветителя, применяется специальное устройство. Это электролитический конденсатор С1 с напряжением 300 Вт (емкость 4,7-10 мФ). Чтобы выровнять переменный ток сети, также потребуется дополнительный прибор. Это диодный мост VD1-VD4. После соединения системы необходимо проверить напряжение. Если оно больше допустимого значения, добавляют еще отрезок ленты или перед диодным мостом впаивают резистор или конденсатор.

Подключаем светодиодную ленту 12 В к блоку питания от компьютера

Часто у тех, кто занимается моддингом компьютеров возникает желание подключить светодиодную ленту к блоку питания от него. На первый взгляд это сложная задача. Но только на первый взгляд. На самом деле эта процедура не стоит выеденного яйца. И любой сможет справиться с этой задачей.

Для начала нам необходимо найти исправный блок питания и подготовить в нем 4-х контактный разъем. Выглядит он вот таким образом.

Для подключения нам нужны только желтый и черный провода. Черный – это минус, желтый – 12В. Для общей информации – красный +5В. Черный провод можно использовать любой. Это два минуса.

Подключения ленты 12 В к блоку можно провести двумя способами – либо использовать разъем “папа” и “мама”, либо только проводами.

Мне больше предпочтителен был способ с использованием двух разъемов, так как разборные схемы меня больше устраивают.

В любом случае необходимо припаять проводники ( не забудьте пролудить ) к светодиодной ленте и концы соединить с одним из разъемов ( пустым ), который и вставляем в питающий.

Можно просто отрезать все разъемы и непосредственно провести соединение блока митания компьютера с LED лентой только проводами. Кому как нравится.

Такая схема подключения подойдет, если у Вас лента до 120 диодов на метр.

Виды лент

Помимо цвета свечения, ленты могут различаться по нескольким основным факторам. Светодиоды бывают разных размеров. Сегодня чаще всего выпускают устройства с габаритами 35 х 28 и 50 х 50 мм. Размер указывают в маркировке изделия (3528 или 5050). В первом случае диод имеет меньшую площадь, поэтому яркость его свечения меньше, и наоборот.

Значение имеет частота, с которой LED-элементы размещают на 1 м ленты. Если их количество находится в пределах 30-120 штук, устройство работает от напряжения 12В. Это может быть зональная или общая подсветка, которую предоставляет светодиодная лента (220В). Подключение на кухню, в гостиную, спальню и другие комнаты можно сделать такими устройствами. Для приборов на 24В плотность LED-элементов достигает 240 штук. Выбор ленты зависит от назначения устройства. Одноцветные разновидности чаще всего работают от напряжения 12В, а RGB-устройства – от 24В. Это связано с плотностью диодов на метре ленты.

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.

Заключение

Стоимость светодиодных ламп медленно, но верно снижается. Однако цена все же остается высокой. Не каждому по карману менять некачественные, но дешевые, лампы или покупать дорогостоящие. В этом случае ремонт таких осветительных приборов — неплохой выход

Если соблюдать правила и меры предосторожности, то экономия составит приличную сумму

Лампа «кукуруза» дает больше света, но и потребление энергии у нее выше

Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, будет полезна читателям. Вопросы, возникшие по ходу прочтения, можно задать в обсуждениях. Мы ответим на них как можно полно. Если у кого-либо был опыт подобных работ, будем благодарны, если Вы им поделитесь с другими читателями.

А напоследок, уже по традиции, короткое познавательное видео по сегодняшней теме:

Watch this video on YouTube

Предыдущая ОсвещениеПрактические советы, как повесить люстру на натяжной потолок
Следующая ОсвещениеДиммеры для светодиодных ламп 220 В: что это такое и в каких случаях используются

Список источников