Рекомендуем обратить внимание на диммируемый 40-ваттный драйвер, который будет идеален для офисных светильников, а также для освещения парковок и общественных зданий, где есть необходимость в функции энергосбережения.
Схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов
Светодиодные источники света становятся всё более распространёнными, замещая неэффективные лампы накаливания и потенциально опасные люминесцентные трубки. Они выделяются высокой энергоэффективностью, длительным сроком службы и возможностью ремонта в случае повреждения.
Для того чтобы корректно заменить или отремонтировать неисправный компонент светодиодной лампы, необходимо обладать знанием электрической схемы этого устройства и пониманием его конструктивных особенностей. В нашей статье мы обширно рассматриваем различные типы светодиодных ламп и их конструкцию, включая краткий обзор наиболее популярных моделей Led от известных производителей.
Как устроена светодиодная лампа?
Знание конструкции светодиодных ламп может понадобиться в различных ситуациях, особенно если вам необходимо провести ремонт или улучшение источника света.
Умельцы, обладающие определёнными знаниями в области электроники и имеющие набор компонентов, могут самостоятельно изготовить светодиодную лампу, однако для новичка это может представлять определённые трудности.
Светодиодные приборы освещения стали основой современных систем освещения в домах и офисах. Умение разбираться в устройстве этих ламп и способах их ремонта может значительно сократить расходы на электричество и новые лампы, что в свою очередь сэкономит значительную сумму в семейном бюджете.
Те, кто ознакомился с электрической схемой и имеют базовые знания по электронике, могут научиться разбирать лампу, менять неисправные детали и возвращать светильник в рабочее состояние. Подробные инструкции по выявлению поломок и самостоятельному ремонту светодиодных ламп доступны по специальной ссылке.
Есть ли смысл в ремонте светодиодной лампы? Безусловно. Если сравнить с обычными лампами накаливания, которые стоят около 10 рублей, светодиодные устройства значительно дороже.
Например, цена «лампочки» GAUSS составляет порядка 80 рублей, а высококачественная альтернатива от OSRAM может стоить и 120 рублей. Заменив такой компонент, как конденсатор, резистор или диод, вы можете значительно сократить затраты, а срок службы вашей лампы увеличится благодаря своевременной замене вышедших из строя деталей.
Существует множество модификаций светодиодных ламп: свечи, обычные лампы, глобусы, колпачки, капсулы, ленты и другие обозначения. Все они различаются формой, размерами и конструкцией. Для более наглядного сравнения с лампами накаливания, мы рассмотрим стандартную лампу грушевидной формы.
В светодиодной лампе стеклянная колба замещена матовым рассеивателем; нить накала, как в традиционных лампах, заменена долговечными светодиодами на печатной плате. Избыточное тепловыделение рассеивается специальным радиатором, а стабильность выходного напряжения обеспечивается встроенным драйвером.
Если взглянуть на конструкцию светодиодных ламп за пределами привычной формы, то первым узнаваемым элементом будет основание, которое остаётся стандартным и подходит к обычным патронам, что исключает необходимость в специальном источнике питания. Тем не менее, сходство на этом заканчивается, так как внутренняя архитектура светодиодных устройств гораздо сложнее устройства ламп накаливания.
Следует отметить, что светодиодные светильники не могут быть подключены напрямую к сети с напряжением 220 вольт. Поэтому в их конструкции всегда присутствует драйвер, который, по сути, выполняет функции как источника питания, так и блока управления. Драйвер состоит из нескольких небольших элементов, основная задача которых — выпрямление тока и преобразование напряжения.
Разновидности схем и их особенности
Для создания оптимального рабочего напряжения для светодиодов драйвер может отличаться по своим схемам между конденсаторной и понижающей трансформаторной схемой. Первый вариант обычно дешевле и проще, а второй применяется для мощных светильников.
Также существует третий тип — инверторные схемы, которые используются, как правило, для создания ламп с возможностью регулировки яркости или в устройствах с большим количеством диодов.
Вариант #1 — с конденсаторами для снижения напряжения
Рассмотрим в качестве примера схему с конденсатором, так как такие конструкции часто встречаются в домашнем использовании.
На данной схемке изображён базовый драйвер для светодиодной лампы. Наиболее значительными элементами, отвечающими за демпфирование напряжения, являются конденсаторы (C2, C3), хотя резистор R1 также выполняет эту функцию.
Конденсатор C1 защищает устройство от сетевых помех, тогда как C4 сглаживает импульсные колебания. Во время протекания тока два резистора R2 и R3 контролируют общий уровень тока и защищают от возникновения коротких замыканий, а элемент VD1 отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное.
При отсутствии тока конденсатор разряжается через резистор R4. Примечание: не все производители используют R2, R3 и R4 в своей продукции.
Кроме того, конденсаторы часто проверяют с помощью мультиметра, что помогает безопасно выявлять неисправности.
Но у конденсаторной схемы есть и недостатки:
- Светодиоды могут выйти из строя из-за нестабильного питания, так как напряжение на нагрузке полностью зависит от этого напряжения.
- Отсутствие гальванической развязки создаёт риск удара электрическим током. Рекомендуется избегать контакта с токоведущими частями при разборке лампы, так как они могут находиться под напряжением.
- Невозможно обеспечить высокие токи свечения, так как для этого потребовалось бы увеличение ёмкости конденсаторов, что усложняет конструкцию.
Тем не менее, существует множество преимуществ, благодаря которым конденсаторные схемы продолжают оставаться распространёнными. К их преимуществам относятся простота монтажа, широкий диапазон выходного напряжения и невысокая стоимость компонентов.
Не стесняйтесь попробовать собрать такую схему самостоятельно, ведь некоторые детали можно легко найти в старых телевизорах или приемниках.
Вариант #2 — с импульсным драйвером
В отличие от линейного драйвера на основе конденсатора, импульсный драйвер эффективно защищает светодиоды от колебаний напряжения и помех в электросети.
Примером такой технологии служит популярная электронная модель CPC9909. Рассмотрим её особенности подробнее. КПД данного драйвера достигает 98%, что позволяет говорить об реальной экономии энергии и ресурсов.
Чип CPC9909, разработанный компанией Clare, часто используется для самостоятельной сборки светодиодов, в том числе с повышенной эффективностью. Контроллер помещён в компактный пластиковый корпус.
Устройство способно работать с высоким напряжением до 550 В благодаря встроенному стабилизатору. Такой драйвер значительно упрощает конструкцию и снижает затраты на сборку.
Вместо стеклянной колбы в светодиодных лампах используется матовый рассеиватель, а нить накала заменена долговечными диодами, которые расположены на печатной плате. Избыточное тепло отводится специальным радиатором, а стабилизация напряжения осуществляется за счёт драйвера.
Что такое светодиодные источники света
Светодиодный светильник представляет собой высокотехнологичное изделие, где в качестве источника света выступает светодиод или диод. Его также называют светодиодным компонентом. По своим характеристикам светодиодные лампы значительно превосходят традиционные лампы накаливания и люминесцентные лампы. К их основным преимуществам относятся простота установки, длительное время службы и высокая энергоэффективность.
Светодиодные светильники были разработаны как современный аналог ламп накаливания и на сегодняшний день почти полностью вытеснили своих предшественников. Светодиоды находят применение как в бытовом, так и в промышленном освещении, в растениеводстве, медицине, в автомобильной отрасли и других областях. При этом они не содержат веществ и материалов, которые бы угрожали здоровью человека или окружающей среде.
К основным преимуществам светодиодных источников света можно отнести:
- долговечность и продолжительный срок службы,
- экономичное использование электроэнергии,
- экологичность и безопасность,
- высокое качество освещения,
- низкий коэффициент пульсации,
- незначительная потеря яркости в течение времени эксплуатации.
Виды светодиодных светильников
Рынок светодиодных светильников предлагает широкий ассортимент, разнообразие видов которых может затруднить выбор. Светодиодные светильники классифицируются в зависимости от типа конструкции, особенностей монтажа, формы и множества других характеристик. При выборе важно учитывать, для каких целей будет использоваться светильник и в каком именно помещении.
Наиболее актуальные типы светодиодных светильников включают:
- Настенные светильники, которые могут быть установлены на вертикальных поверхностях или использоваться в качестве потолочных, а также подвешиваться.
- Перезаряжаемые светильники, обычно оснащённые встроенным зарядным устройством. Они широко используются возле аварийных выходов и в местах с риском возникновения чрезвычайных ситуаций.
- Встраиваемые светильники, которые монтируются в подвесные или натяжные потолки, обеспечивая аккуратный внешний вид.
- Линейные светильники, которые могут использоваться как дополнительное освещение, включая светодиодные ленты.
- Поворотные светильники, которые позволяют изменять направление светового потока с помощью подвижного механизма.
С точки зрения принципа рассеивания света, светильники делятся на устройства с узким и широким углом рассеивания света. Первые обеспечивают направленное свечение, тогда как вторые равномерно распределяют свет в различных направлениях.
Устройство светодиодных приборов освещения
Структурная единица светодиодной лампы состоит из корпуса с отражателем и из определённого количества светодиодов. Основные компоненты освещающего прибора — это непосредственно светодиоды, от стабильности и долговечности работы которых зависят другие составные элементы. Для обеспечения высокого качества светового потока при производстве светильников используются специальные матрицы и теплоотводы.
Теплоотвод с использованием теплопроводящей пасты предназначен для предотвращения перегрева светодиодных элементов. Корпус светодиодной лампы может быть изготовлен из пластика или алюминия и его форма варьируется в зависимости от целей применения.
Алюминиевая пластина в конструкции лампы имеет несколько слоёв теплоотводящего материала, необходимого для оптимальной передачи тепла от светодиодов к теплоотводам. В отличие от люминесцентных трубок, в конструкции светодиодной лампы нет вредных веществ, что делает её более безопасной.
Рассеиватель в светодиодной лампе — это элемент, который обеспечивает равномерное распределение светового потока. Он должен быть прочным и устойчивым не только к механическим повреждениям, но и к критическим температурным режимам. Поэтому многие производители предпочитают использовать поликарбонат для диффузора.
