Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы

Особенности, производители и советы по выбору блока питания для светодиодного светильника

Любой светодиод, независимо от мощности, чувствителен к различным факторам, которые отрицательно действуют на функциональность. Основное предназначение блоков питания для светодиодных светильников и лент – обеспечить стабильное напряжение и ток на выходе.

Особенности блоков питания

Для нормального функционирования светодиодов через них должен проходить постоянные ток и напряжение (вольамперная характеристика этих источников света нелинейная). При подключении к сети требуются источники питания, снижающие и выпрямляющее 220 В до требуемого значения. В противном случае при любом скачке резко увеличится электроток, p-n переход пекрегреется, светодиодный чип перегорит.

Основное требование к БП (блоку питания) – способность сгладить скачки, повышающие вольтаж в сети при авариях, коммутациях с мощным оборудованием, ударах молнии.

Внимание! Необходимо знать, что срок службы блока зависит не только от времени, которое он проработал, но и от срока хранения. В эту аппаратуру встраиваются электролитические конденсаторы, работоспособность которых снижается из-за испарения электролита. Исключение составляют самые дорогие модели БП, в которых электролитические конденсаторы заменены более современными керамическими.

При покупке необходимо обратить внимание на коэффициент мощности, который обозначается как λ или cos φ. Чем этот показатель выше (от 0,85), тем качественнее блок и сложнее его конструкция.

Сейчас можно купить Led лампы и светильники со встроенным в корпус (чаще всего цоколь) устройством для стабилизации электротока. Но они маломощные, поэтому способны обеспечить работу с сетью без значительных скачков. При малейших отклонениях в сторону повышения они выходят из строя. Чтобы избежать такой неприятности, желательно установить в систему светодиодного освещения отдельностоящий блок питания.

Классификация

Проблема рядового потребителя связана с запутанностью терминологии. Блоком питания называется источник, предназначенный для подключения любого радриоэлектроного оборудования, выдающий определенный уровень напряжения и тока.

Для большинства светодиодов требуется 4 В, при последовательном соединение максимальное количество 15 элементов, что соответствует напряжению 60 В. В российской сети 220 В, поэтому блок питания включается в систему обязательно.

Обозначать БП словом «драйвер» неверно, так как этот вид оборудования обеспечивает только стабильность тока (существуют модели, обеспечивающие диммирование). Драйвером можно назвать устройство, которое обеспечивает питание при подключении к сети 12 В или 24 В. Если осветительный прибор необходимо подключить к 220 В, требуется блок питания.

Исторически устройство, обеспечивающее параметры питания электроприбора, называется балластом (ПРА). При переходе на светодиодное освещение термин не стали менять. То же относится к термину «электронный трансформатор». Это устройство снижает напряжение и повышает частоты, запитать от него можно гирлянду или похожий на нее источник света.

БП может размещаться в корпусе или отдельно от осветительного прибора, включаться в комплект поставки или приобретаться отдельно.

По конструкции эти приборы делятся на 2 большие группы:

  • изолированные;
  • неизолированные.

У изолированного БП отсутствует гальваническая связь между входом и выходом, что повышает уровень безопасности во время эксплуатации благодаря невысокому уровню напряжения на выходе. Этот вид блоков питания производится на основе трансформатора, первичная обмотка которого подключается к сети. Светодиодный светильник или лента присоединяется к вторичной обмотке. Изолированные модели сравнительно дорогие, но хорошо сглаживают скачки и импульсы напряжения, что особенно важно для российской электросети.

В неизолированных БП между входом и выходом есть гальваническая связь. На выходе напряжение не превышает 60 В, но показатель между землей и одной из линий выхода может достигать значения сетевого напряжения. Это оборудование компактное и сравнительно дешевое, но с низким КПД. В комплект поставки их включают производители дешевой светодиодной продукции. Если в процессе монтажа присоединить выключатель к нулевому проводу, светодиодный осветительный прибор будет светиться в выключенном состоянии.

Внимание! Единственное изделие, в которое нельзя встроить заизолированный БП – лампа ретрофит.

Исходя из вышеизложенного, источники питания для светодиодов можно разделить на 3 группы;

  • трансформаторные;
  • импульсные;
  • драйверы.

Первые два типа предназначены для выработки постоянного напряжения, которое остается стабильным независимо от колебаний сети и изменения тока.

Трансформаторный БП состоит из:

  • трансформатора;
  • выпрямителя;
  • фильтра;
  • стабилизатора.

Такой прибор просто установить, он хорошо переносит режим холостого хода, но не терпит перегрузок, имеет большой вес и низкий КПД.

Импульсный БП меньше по размерам и легче благодаря работе с более высокими импульсами, но плохо переносит холостой ход и перегрузки.

Функция драйвера – выровнять уже стабилизированный электроток. Он состоит из дросселя, транзисторного ключа и схемы, управляющей ключом. Драйвер работает с частотами 30-50 Гц, контролирует ток, поступающий на светодиоды, регулирует вольтаж. Качественное оборудование этого типа имеет встроенный каскад для подавления гармотик, искажающих ток сети.

Внимание! Светодиодной ленте драйвер не нужен, так как на ней имеются резисторы.

Основные производители БП

Теоретически БП должен поставляться вместе с осветительным прибором. На практике такое встречается не всегда, Если БП в комплектацию не включен, нужно покупать изделия компаний, специализирующихся на этой продукции (Трион, Аргос-Электрон, Meanwell и др.).

Читайте так же:
Ремонт выключателей света: принцип работы и устройство

Компания «Трион» на рынке с 2012 года, занимает третье место по стране по объемам производства, продано 1, 5 млн модулей, отказов всего 0,2%. Производство БП для светодиодных осветительных приборов в этой компании является один из основных видов деятельности. Готовая продукция тестируется и испытывается по методикам, разработанным штатными инженерами. Качество контролируется на всех этапах производства.

Аргос-Электрон из Санкт-Петербурга на рынке с 2008 года. Это один из ведущих производителей комплектующих для систем освещения со светодиодными источниками света. Аргос-Электрон выпускает драйверы для промышленных, уличных и офисных светильников, приборы освещения для ЖХК. Готовая продукция тестируется с имитаторами светодиодов, в термошкафах и термокамерах.

Компания Meanwell Основа в 1982 году, поставляет импульсные блоки питания. Предлагает примерно 5 тыс. стандартных моделей для автоматизации светодиодного освещения. Продукция подвергается жесткому контролю на всех этапах производства, начиная от разработки проекта и отбора компонентов.

Под брендом Helvar предлагаются изолированные и незаизолированные импульсные блоки питания, управляемые и неуправляемые драйверы. Широкий ассортимент позволяется создавать простые локальные и масштабные светодиодные системы освещения.

Компания Vossloh-Schwabe (подразделения Panasonic Group) производит блоки питания, драйверы, системы управления для светильников и лент, устанавливаемых в помещениях и на улице. Оборудование поставляется укомплектованным. На производстве используется современное оборудование и передовые технологии.

Какой блок выбрать

По данным статистики на российском рынке основная масса блоков питания для светодиодных светильников импульсные (линейных всего 1-2%).

При выборе учитывается мощность осветительного прибора и требования к качеству света. Если второй критерий не важен, подойдет и линейная модель. При желании получить поток света без пульсаций следует выбрать импульсную модель.

Немаловажная деталь – место установки. Если создается система освещения для отапливаемого непыльного помещения, степень защиты может быть минимальная. В любой ситуации БП должен быть заводской сборки, иметь сертификат о совместимости и безопасности. Максимальный коэффициент пульсации 1%, для уличного светильника обязательна защита от грома, оптимальный КПД 88%.

Важно! Не желательно покупать прибор без гальванической развязки.

Важно так же учесть вид осветительного прибора (светильник или лента), рабочее напряжение, ток и мощность. Все эти параметры обозначаются в маркировке, поэтому лучше всего покупать все элементы комплекта одновременно.

Внешние блоки питания не входящие в комплект поставки

При покупке внешнего БП нужно знать, что он будет достигать максимального КПД при мощности 80% от номинальной. Чтобы получить оптимальное значение, необходимо умножить мощность светодиодного источника света на 1,2-1,15 (коэффициент запаса).

Если блок покупается с расчетом на то, что в будущем к нему будут подключаться дополнительные источники света, то мощность светильников, которые будут подключены сразу, должна быть в 1,2 раза меньше минимальной нагрузки БП. В противном случае при включении сработает защита от холостого хода.

Внешний блок желательно подключить даже к тем осветительным приборам, в которые встроены драйверы. Важна так же степень защиты БП. Если лампа будет установлена на улице или в помещении с повышенным уровнем влажности, потребуется уровень защиты IP65. Не стоит переплачивать, если система освещения устраивается в отапливаемом жилом помещении.

Собрать своими руками

Своими руками можно сделать не только Лед светильник, но и простой блок питания для него (не импульсный). Схема может быть трансформаторная и бестрансформаторная (вторая проще). Требуется диодный мост, резисторы и конденсаторы.

Первым устанавливается конденсатор, ограничивающий переменный электроток. Правильно подобранная емкость – гарантия того, что на светодиоды будет подаваться требуемая сила тока. Напряжение этого элемента от 300 В.

Важно! Электролитический конденсатор для БП не подходит.

Параллельно подключается резистор-шунт с сопротивлением, достаточным для разряжения конденсатора в момент отключения светильника. Мощность большого значения не имеет.

Следующий элемент – диодный мост, превращающий переменный ток в постоянный. Можно купить сборку или спаять несколько диодов с подходящими для схемы характеристиками. Сила тока должна быть больше той, которая протекает по светильнику, обратное напряжение от 300 В.

После моста электроток постоянный, но скачкообразный. Ситуацию может улучшить сглаживающий конденсатор на 300-400 В с емкостью от 10 микрофарад. Для шунтирования к нему подключается резистор.

Такой БП подходит для последовательного подключения до 75-и ярких светодиодов с напряжением 3,5 В и током 20 мА. Яркость свечения меняется с изменением емкости первого конденсатора.

Эта схема недостаточно безопасна, так как при попадании влаги светильник может бить током.

Если использовать трансформатор, то его мощность должна быть в полтора раза больше мощности светильника. На выходе должно быть 12-20 В. После трансформатора включается фильтрующая емкость и стабилизатор на основе микросхемы 7812, обеспечивающей на выходе ток до 1,5 А.

Основные выводы

Чтобы не ошибиться при выборе блока питания для светодиодного источника света, необходимо знать, какие виды этого оборудования доступны и для каких целей предназначены. Опытные мастера считают, что в схеме подключения светильника обязательно должен быть драйвер.

Если прибор освещения питается только от БП, часть энергии расходуется на нагрев резистора. Драйвер защищает от скачков вольтажа, таким образом продлевается срок службы светодиодного светильника. Преимущество сборки своими руками – возможность подобрать параметры под ранее купленные светодиоды.

Читайте так же:
Как работает и как подключить IP-камеру видеонаблюдения

Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы

Светодиодное освещение считается наиболее энергоэффективным. Однако есть весомый недостаток – светодиоды требуют особого питания. Нельзя просто взять и подключить светодиодную ленту или лампу в обыкновенную розетку с напряжением 220 В. Для производительной и бесперебойной работы требуется установка специальных блоков питания.

Как выбрать блок питания для светодиодных ламп

Для выбора подходящей модели требуется правильно рассчитать его мощность, оснащение системой охлаждения. Также роль играет тип исполнения и функциональность.

Основная задача охлаждающей системы – снижение температуры источника, продление его эксплуатационного срока. Делится данная конструкция на несколько видов, может быть активной и пассивной. Первая система оснащена вентилятором, имеет компактные размеры, но более шумная в сравнении со второй и требует регулярной чистки. Пассивная конструкция занимает больше места, но при этом работает практически бесшумно и проста в использовании.

Блоки питания светодиодного светильника по своим функциональным возможностям делятся на следующие виды:

  • Обычные БП. Их основная задача – обеспечивать бесперебойную работу ленты.
  • БП, оснащенные встроенным управляющим устройством, которое носит название – диммер. Его задача обеспечивать работу и управлять яркостью и цветами светодиодных ламп.
  • С дистанционным управлением. В комплекте прилагается пульт, работающий по ИК-каналу или по радиоканалу.
  • Модификации с максимальной комплектацией. К светодиодной лампе прилагается пульт дистанционного управления и диммер. Такая конструкция позволяет избегать монтажа дополнительного оборудования в разных местах.

Далее необходимо определиться, какой тип блоков питания для светодиодной ленты по исполнению будет предпочтительнее. Конструкции бывают полностью открытыми, полугерметичными и полностью герметичными. При выборе нужно анализировать, в каком помещении будет работать лампа – производственный участок, жилая комната или ванная. Максимальная степень защиты требуется, если осветительный прибор предназначен для работы на улице.

Самая простая, бюджетная и распространенная конструкция – открытые модели, помещенные в корпус из качественного пластика. Такой тип лишь частично защищен от попадания внутрь пыли, подходит для использования исключительно внутри сухих помещений. В машине, например, источники используют для освещения приборной панели потолка или пола. При установке в жилом помещении стоит обратить внимание на сравнительно небольшую мощность (до 75 Вт). Для нормального освещения потребуется не менее 2-3 лент. Их, как правило, маскируют за подвесным или натяжным потолком.

Характерная особенность полугерметичного блока питания – сравнительно доступная стоимость и средние размеры. Они предназначены для установки в помещениях с повышенной влажностью, но с небольшой вероятностью попадания воды непосредственно на корпус. Например, в ванной комнате или на кухне их монтируют под потолками или специальными навесами. Также они могут эксплуатироваться на промышленных объектах.

Герметичные конструкции представляют собой блоки, размещенные в защитные капсулы, они оберегают механизм от пагубных воздействий окружающей среды. Управляющая плата заливается силиконом, находится внутри прозрачного стекла. Такая разновидность используется, как правило, для создания наружного освещения машины, а также для работы в условиях повышенного уровня запыленности и влажности.

В сравнении с аналогами размер и вес герметичных модификаций больше. Увеличена мощность до 100 ватт, что позволяет питать длинные ленты.

Характеристики блока управления

Блок питания – это электротехническая конструкция, основная задача которой преобразовать силу тока 220В в 12В или 24В в зависимости от требуемой величины рабочего напряжения. В большинстве случаев для питания светодиодных ламп используются импульсные блоки питания. Здесь ограничителями выступают резисторы. Есть распространенный аналог блока питания – драйвер, его недостаток заключается в отсутствии ограничителей тока.

При выборе блока питания для светодиодных лампочек требуется ознакомиться с характеристическими особенностями, которыми должно обладать устройство.

  • Рабочее напряжение осветительного прибора.
  • Суммарная мощность светодиодной ленты.
  • Необходимость защиты корпуса БП от пагубных воздействий окружающей среды.
  • Габаритные размеры конструкции.

Рабочее напряжение

Рабочее напряжение светодиодных ламп в зависимости от модификации конструкции бывает – 12В, 24В и порой 36В. Рабочее напряжение управляемых светодиодных лент SPI составляет всего 5В. Для беспрепятственной работы выходное напряжение блока питания должно соответствовать установленным параметрам.

Существуют блоки питания, которые позволяют вручную регулировать силу выходного напряжения, их используют для реализации нестандартных проектов, а также, когда нужно компенсировать падение напряжения на длинных проводах.

Также существуют нестандартные модификации БП, оснащенные несколькими каналами. Каждое имеет разное выходное напряжение. Это может быть очень кстати, если запитать разные ленты на один источник.

Мощность осветительного прибора

Выбрать блок питания по мощности необходимо следующим образом: мощность = суммарная мощность светодиодных ламп * коэффициент запаса КЗ (он равен 15-30%). Если пренебречь коэффициентом запаса при выборе, электрический прибор будет работать на пределе, его срок службы будет весьма ограниченным.

Для вычисления суммарной мощности светодиодной ленты требуется каждый метр ее длины умножить на мощность.

Габариты

Имеют большое значение размеры корпуса. Мощные БП могут быть габаритными, скрыть их будет практически невозможно, к тому же большинство из них оснащено встроенным вентилятором. Если потребуется подсоединить длинный участок ленты, можно пересмотреть схему подключения и использовать вариант эксплуатации нескольких меньших по размерам и мощности блоков.

При выборе места для установки нужно учитывать: чем выше мощность прибора, тем сильнее он нагревается, поэтому важно обеспечить достаточное количество места для теплоотвода, в противном случае он будет перегреваться и быстро выйдет из строя.

PFC в характеристике трансформатора

Порой на корпусе БП можно увидеть маркировку PFC, которая в переводе с английского означает коррекция реактивной мощности. Этот параметр указывает, на каком именно схемотехническом решении спроектирована данная модель, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.

Читайте так же:
Моющие роботы-пылесосы: лучшие модели с функцией влажной уборкой + как выбирать

Таким модификациям свойственно высокое значение коэффициента мощности, они относятся к моделям высокого качества с низким пусковым током. Еще одно преимущество таких моделей заключается в том, что при большом количестве одновременно используемых БП нет необходимости устанавливать и эксплуатировать специальные пусковые автоматы.

Блок питания – это электротехническая конструкция, без которой не обойтись при установке светодиодных ламп дома, на работе, в гараже и т.д.

СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ LED СВЕТИЛЬНИКОВ

В январском номере журнала радио есть статья "Простой источник питания на BP2857D для светодиодных светильников" Схема довольно простая, да и микросхема дешевая, 8 грн с копейками. Так вот, случайно попал на эту статью и решил сделать такой источник питания. Валялись у меня без дела 2 планки со светодиодами последовательная сборка из 12 1-ваттных групп. Каждая группа состоит из 4 светодиодов в параллель заявленный ток до 300 мА, напряжение 36 В. Взял профиль алюминиевый 60х20х30 длиной 60 см, планки со светодиодами зашкурил наждачкой Р800 шкурить надо, так как во время их резки по краям есть кромки и будет плохой контакт с теплоотводом. Промазал пастой с промежутками, а в промежутках (на планку их 4 по 2 см) намазал теплопроводящим клеем и приклеил планки к профилю.

Печатную плату развел по быстрому (скачать файл), под те компоненты которые были в наличии — все с горелых энергосберегающих ламп. Со схемы исключил ККМ. Основные требования в схеме — это дроссель L3, выдрал его с энергосберегайки, проварил в чайнике, разобрал и перемотал по новой, зазор оставил какой есть там около 0.75 мм, подбирал витками до 1000 мкГн.

Спаял, первое подключение через лампу, затем нагрузил лампочку 220 В 150 Вт и подобрал токозадающие резисторы, в моем случае 3 штуки в паралель по 2.2 Ом, ток 240 мА. За час работы на плате нагрелся только дроссель до 30-35 градусов, профиль со светодиодами также нагрелся где-то до 35 градусов. Диода HS1K не было, был установлен SF28.

Статья из журнала Радио

Основа БП — микросхема BP2857D (см. даташит). При желании можно удалить помехоподавляющий фильтр C1-C4L1L2RU1, пассивный корректор коэффициента мощности (микросхема не имеет встроенной функции коррекции коэффициента мощности) VD5-VD7C6C7R1 и увеличив ёмкость конденсатора С5 до 33 мкФ. Источник, собранный по данной схеме, имеет следующие технические характеристики:

  • Входное переменное напряжение 165. 265 В
  • Выходной ток 350 мА
  • КПД не менее 93%
  • Нестабильность выходного тока не более 3%
  • Интервал выходного напряжения 60. 110 В
  • Коэффициент пульсаций светового потока 1%
  • Коэффициент потребляемой мощности (PF) 0,91

В момент подачи сетевого напряжения встроенный в микросхему DA1 полевой транзистор открыт. Ток протекает по цепи: плюс диодного моста (корректора коэффициента мощности), сток полевого транзистора (выводы 5 и 6 микросхемы DA1), исток (вывод 8), токоизмерительный резистор R2-R4, дроссель L3, нагрузка, минус диодного моста. В это время дроссель накапливает энергию, одновременно заряжается конденсатор С10. Когда полевой транзистор закроется, нагрузка начнёт питаться запасённой в конденсаторе С10 энергией, а дроссель L3 станет поддерживать ток через диод VD9, подпитывая конденсатор С10. Микросхема DA1 контролирует напряжение на конденсаторе С10 через делитель R8R9C8.

Вывод 8 микросхемы является одновременно и истоком полевого транзистора, и входом токоизмерительной цепи. Падение напряжения на датчике тока R2-R4 служит для контроля микросхемой протекающего через полевой транзистор и нагрузку тока. Моменты открывания и закрывания коммутирующего полевого транзистора зависят от уровней напряжения на выводах 8 и 2 микросхемы. Запуск и питание микросхемы осуществляются через делитель R5-R7. Цепь R10VD8, подключённая к выводу 4 микросхемы, — дополнительное питание в рабочем режиме. Три параллельно включённых резистора R2-R4 позволяют выставить выходной ток с большой точностью. При желании можно обойтись и одним резистором мощностью 0,5 Вт.

Гантелевидный дроссель L1 — стандартный, подходящего размера, с индуктивностью 3 мГн и допустимым током не менее 150 мА. Вместо диодов SMA4007 (VD1-VD4) можно использовать любые малогабаритные выпрямительные для поверхностного монтажа с допустимым обратным напряжением не менее 400 В. Диоды корректора мощности VD5-VD7, а также VD8 — малогабаритные быстродействующие FR107FH в исполнении для поверхностного монтажа или аналогичные. Диод VD9 — сверхбыстродействующий HS1K или аналогичный. Для выходного тока 350 мА резисторы токоизмерительного шунта R2-R4 должны иметь сопротивление 1,6 Ом каждый.

Читайте так же:
Как правильно установить автоматические выключатели и УЗО в электрощитке

В общем схема вполне приличная и рекомендуемая к повторению, единственный недостаток — нет гальванической развязки от сети. Автор схемы: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл. Испытание и фото: djsanya123

Схема светодиодной лампы на 220 в

В отличие от обычных ламп накаливания, полупроводниковые лед светильники потребляют намного меньшие объёмы электроэнергии и относятся в связи с этим к категории экономичных. При этом долговечность их эксплуатации для некоторых моделей осветителей возрастает в несколько раз. С образцами современных моделей светодиодных лед ламп можно ознакомиться на рисунке, приводимом ниже.

Образцы светодиодных ламп

Схема светодиодной лампы на 220 в спроектирована таким образом, что напряжение на её выходе посредством драйвера понижается до требуемой величины, которая, как правило, не превышает 1,8-4,0 Вольта (на каждом из светодиодов).

Принцип действия светодиодных ламп

Светодиодная лампочка представляет собой полупроводниковый элемент, содержащий в своём составе несколько слоёв, ответственных за преобразование текущего через них тока в видимый свет.

Важно! При изменении состава этого слоя в нём генерируется излучение определенного цвета (красного, зелёного, жёлтого или синего).

Поскольку лампы, в состав которых входят светодиоды, должны обеспечивать получение чистого дневного света, их разработчикам пришлось применить небольшую хитрость, заключающуюся в покрытии синего излучателя жёлтым люминофором. В такой конструкции под воздействием фотонов синего диапазона жёлтый люминофор начинает испускать собственное бесцветное излучение.

Типы светодиодов

За счёт различных подходов к сборке полупроводниковых чипов удалось создать следующие разновидности светодиодных излучателей:

  • DIP – светодиодные лампы, изготавливаемые на основе кристалла с размещённой сверху линзой и двумя подводящими проводниками. Этот вариант наиболее распространён на практике и используется для организации подсветки в различных световых устройствах;
  • Так называемая «Пиранья», частично напоминающая предыдущую конструкцию, но имеющая четыре вывода. Увеличение числа контактов повышает её надёжность и способствует улучшению отвода тепла (смотрите рисунок ниже);

Лампа типа «Пиранья»

Дополнительная информация. Такие светодиоды по большей части применяются в автомобилестроении.

  • SMD-светодиодные излучатели могут размещаться на плоских поверхностях, за счет чего удается уменьшить габариты светильника, а также улучшить теплоотводящие свойства. Они выпускаются в самых различных исполнениях и применяются в современных источниках светового излучения;
  • Изделия, изготавливаемые по СОВ технологиям, согласно которым чип впаивается непосредственно в плату. За счет такого устройства полупроводниковый лед переход надёжно защищается от окисления и перегрева. Одновременно с этим существенно повышается интенсивность диодного свечения.

Обратите внимание! Особенность перечисленных выше исполнений состоит в том, что в случае перегорания светодиода его придётся менять полностью, поскольку отремонтировать эти изделия путём замены отдельного чипа невозможно.

Ещё один недостаток таких светодиодов – их маленький размер, что вынуждает собирать их в группы по несколько штук. Кроме того, встроенный в них кристалл постепенно стареет, вследствие чего яркость лед излучателя со временем снижается. Далее будет рассмотрено устройство светодиодной лампы на 220в.

Устройство LED-диодов

Устройство светодиодной лампы на 220 вольт не отличается большой сложностью и вполне может быть рассмотрено даже на любительском уровне. Классическая светодиодная лампа на 220 вольт включает в свой состав следующие обязательные элементы:

  • Несущий корпус с цоколем;
  • Специальную рассеивающую линзу;
  • Отводящий тепло радиатор;
  • Модуль светодиодов LED;
  • Драйверы светодиодной лампы;
  • Блок питания.

Ознакомиться со строением LED-лампы на 220 вольт (технология СОВ) можно на размещённом ниже рисунке.

Строение светодиодного осветителя

Этот светодиодный прибор изготавливается как единое целое и содержит в своей конструкции большое количество однородных кристаллов, распаиваемых при сборке с образованием многочисленных контактов. Для его подключения к драйверу достаточно присоединить всего одну из контактных пар (остальные кристаллы подключены параллельно).

По своей форме эти изделия могут быть круглыми и цилиндрическими, а к сети они подсоединяются посредством специального резьбового или штырькового цоколя. Для светодиодной системы общего пользования, как правило, выбираются светильники, показатель цветовой температуры которых составляет 2700К, 3500К или 5000К (при этом градации спектра могут принимать любые значения). Такие приборы довольно часто применяются в декоративных целях и для освещения рекламных баннеров и щитов.

Рассмотрим отдельные модули светодиодной лампы более подробно.

Драйвер

В упрощённом виде схема драйвера, используемого для питания лампы от сети 220 Вольт, выглядит, как это изображено на рисунке ниже.

Схема простейшего драйвера

Количество деталей в этом устройстве, выполняющем согласовательную функцию, относительно невелико, что объясняется особенностями схемного решения. Его электрическая схема содержит в своём составе два гасящих резистора R1, R2 и подключённые к ним по встречно-параллельному принципу светодиоды HL1и HL2.

Дополнительная информация. Такое включение ограничительных элементов обеспечивает защищённость схемы от обратных выбросов напряжения питания. Помимо этого, в результате такого включения частота поступающего на лампы сигнала возрастает вдвое (до 100 Гц).

Сетевое напряжение питания с действующим значением 220 Вольт подаётся в схему через ограничительный конденсатор С1, с которого оно поступает на выпрямительный мостик, а затем – непосредственно на лампу.

На заметку. Простота схемы согласующего устройства (драйвера) допускает возможность его ремонта своими руками.

Источник питания

Типовая схема источника питания LED-лампы изображена на рисунке, представленном ниже.

Читайте так же:
Как выбрать сетевой фильтр с предохранителем от скачков напряжения

Схема модуля питания с драйвером

Эта часть осветительного прибора выполнена в виде отдельного блока и поэтому может свободно извлекаться из корпуса (с целью её ремонта своими руками, например). На входе схемы имеется выпрямительный электролит (конденсатор), после которого пульсации с частотой 100 Герц частично исчезают.

Резистор R1 необходим для образования цепочки разряда конденсатора при отключении схемы от источника питания.

Самостоятельный ремонт

В случае выхода из строя простейшего LED-осветителя, изготовленного на основе отдельных светодиодных элементов, его ремонт может быть осуществлён своими руками. Самостоятельный ремонт светодиодных ламп и устройств, электрические схемы которых были рассмотрены ранее, сводится к простой замене неисправных блоков и деталей.

Корпус изделия легко разбирается после того, как его аккуратно отделяют от цокольной части. Внутри конструкции располагается плата с рабочими светодиодами, количество которых отличается у разных моделей (смотрите фото ниже).

Разборка светодиодной лампы

Обратите внимание! У широко распространённой модели лампы типа «MR 16», например, общее число светодиодов равно 27-ми 1,5 вольтовым элементам.

Для того чтобы получить доступ к печатной плате с размещенными на ней диодами, достаточно удалить защитную стеклянную линзу, аккуратно поддев её хорошо отточенной отверткой.

После разборки корпуса светодиодного изделия необходимо будет предпринять следующие шаги:

  • Обнаруженные ранее неисправные (несветящиеся) диоды после дополнительной проверки нужно будет заменить. Для оценки их исправности следует воспользоваться измерительным прибором (мультиметром), включённым в режим «Прозвонка»;

Дополнительная информация. Проверить исправность остальных элементов, которые содержит данная электросхема, можно путём подачи на них напряжения величиной от 1,5 до 2,5 Вольт (исправные диоды при подаче такого потенциала должны загораться).

  • При проверке потенциалами более 5-ти Вольт последовательно с проверяемым элементом включается ограничивающий резистор номиналом порядка 4,7-5,1 Ком;
  • В случае если все установленные в плату диоды исправны, но при горении постоянно мерцают, причиной этого может быть «пробой» конденсатора С1.

Для того чтобы убедиться в этом, следует проверить его номинальную ёмкость тем же мультиметром (о том, как это сделать, можно узнать в инструкции по применению прибора). Другой подход к решению данной проблемы предполагает простую замену конденсатора другим, заведомо исправным элементом, рассчитанным на напряжение не менее 400 Вольт.

Самостоятельное изготовление светильника

Изготовить осветитель на основе светодиодов своими руками, как говорится, «с нуля» – дело хлопотливое и не для всех подходящее. Проще сделать это, воспользовавшись уже отработавшим свой ресурс старым светильником подобного типа.

В этом случае самодельная светодиодная лампа будет набрана из новых элементов, запаянных на демонтированную из старого устройства или отремонтированную плату. Если на ней остались рабочие диоды, нужно будет заменить сгоревшие элементы новыми (желательно того же типа и конструкции).

Обратите внимание! При изготовлении фирменных ламп из соображений выгодности продаж рабочий ток отдельных светодиодов выбирается с предельно большим значением. При переделке такого устройства желательно впаять последовательно с каждым элементом ограничительное сопротивление порядка 1 Ком.

При необходимости для изготовления лампы своими руками можно использовать старую плату со схемой драйвера, заменив в ней все неисправные детали.

При отсутствии необходимых плат и деталей драйвер можно изготовить, ориентируясь на рассмотренную выше схему блока питания, совмещённого с преобразователем (смотрите рисунок выше). При доработке к ней следует добавить ещё один резистор (обозначим его как R3), используемый для разрядки конденсатора С2. В результате получится приведённая ниже схема.

Схема самодельного драйвера

Помимо резистора, в неё добавлены два типовых стабилитрона (VD2,VD3), обеспечивающих его шунтирование при обрыве цепи нагрузки.

Дополнительная информация. Если грамотно подобрать напряжение стабилизации ограничивающего диода, вполне можно будет обойтись одним стабилитроном.

Данная схема драйверного устройства рассчитана для подключения 20-ти бесцветных светодиодов определённого типа. Если их класс или общее количество будет иным, следует изменить номинал конденсатора С1 таким образом, чтобы нагрузочный ток в диодной цепочке был не менее 20-ти мА. Указанное его значение гарантирует достаточную яркость свечения этих приборов.

В качестве питающей драйвер схемы, как правило, используется узел, в состав которого не входит громоздкий трансформаторный элемент (такое включение называется «прямым»). Отсутствие трансформатора существенно упрощает сборку модуля и сокращает его размеры.

Важно! Но в этом случае реальна угроза попадания высокого напряжения на выход схемы (в случае пробоя ряда последовательно включённых элементов, например). Единственное утешение состоит в том, что такое случается крайне редко.

В заключительной части обзора отметим, что принципиальные схемы большинства из поступающих в продажу светодиодных изделий почти не отличаются одна от другой. Определённые различия наблюдаются лишь в типе используемых в них компонентов, а также в способе формирования выходного напряжения, осуществляемого драйвером.

Добавим к этому, что лампы на светодиодах, оснащённые специальными драйверами, надёжно защищаются от колебаний напряжения в сети, а входящий в их состав радиатор обеспечивает защиту изделия от перегрева. Применение самостоятельно изготовленных модулей за счёт их дополнительной доработки может существенно продлить сроки эксплуатации осветительных устройств, собранных на их основе.

Видео

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию