Особенности устройства и схема светодиодных ламп на 220 В

Особенности устройства и схема светодиодных ламп на 220 В

Светодиодные светильники уже не считаются новинкой, их используют в общественных зданиях, офисах, на производственных предприятиях и улицах, в театрах и концертных залах, в частных домах и квартирах. Схема светодиодной лампы достаточно сложная, состоящая из полупроводника, установленного на подложку, оптической систему, блока питания и корпуса. В магазинах предлагается широкий ассортимент от различных производителей, не зная, как устроены светодиодные источники света, ориентироваться бывает сложно.

Как устроена светодиодная лампа?

Близкое знакомство с конструкцией LED-светильника может потребоваться только в одном случае – если необходимо отремонтировать или усовершенствовать источник света.

Домашние умельцы, имея на руках комплект элементов, могут самостоятельно собрать лампу на светодиодах, но новичку это не по силам.

Зато, изучив схему и имея элементарные навыки работы с электроникой, даже новичок сможет разобрать лампу, заменить сломанные детали, восстановив функциональность прибора. Чтобы ознакомиться с подробными инструкциями по выявлению поломки и самостоятельному ремонту светодиодной лампы, переходите, пожалуйста, по этой ссылке.

Имеет ли смысл ремонт LED-лампы? Безусловно. В отличие от аналогов с нитью накаливания по 10 рублей за штуку, светодиодные устройства стоят дорого.

Предположим, «груша» GAUSS – около 80 рублей, а более качественная альтернатива OSRAM – 120 рублей. Замена конденсатора, резистора или диода обойдется дешевле, да и срок службы лампы своевременной заменой можно продлить.

Существует множество модификаций LED-ламп: свечи, груши, шары, софиты, капсулы, ленты и др. Они отличаются формой, размером и конструкцией. Чтобы наглядно увидеть отличие от лампы накаливания, рассмотрим распространенную модель в форме груши.

Если отвлечься от привычной формы, можно заметить только один знакомый элемент – цоколь. Размерный ряд цоколей остался прежним, поэтому они подходят к традиционным патронам и не требуют смены электросистемы. Но на этом сходство заканчивается: внутреннее устройство светодиодных приборов намного сложнее, чем у ламп накаливания.

LED-лампы не предназначены для работы напрямую от сети 220 В, поэтому внутри устройства заключен драйвер, являющийся одновременно блоком питания и управления. Он состоит из множества мелких элементов, основная задача которых – выпрямить ток и снизить напряжение.

В этом варианте схемы ограничивающим ток элементом является сопротивление R1. Такая схема будет иметь показатель коэффициента мощности или cos φ близкий к единице, в отличие от предыдущих вариантов с токоограничивающим конденсатором, представляющих из себя реактивную нагрузку. Недостаток такого варианта в необходимости рассеивать значительное количество тепла на резисторе R1.

Для разрядки остаточного напряжения конденсатора C1 до нуля в схеме применен резистор R2.

Схемы

Чтобы собрать схему и получить на ее основе светодиодное устройство для освещения дома от питания 220 Вольт, вам потребуется:

  • Выровнять переменный ток,
  • Добиться требуемых параметров мощности,
  • Обеспечить необходимое сопротивление.

Все это можно сделать двумя способами. Существует две основные вариации:

  1. Схема на основе диодного моста.
  2. Резисторная схема, где используется четкое количество светодиодов.

Они достаточно простые, потому устройство собирается без особых проблем.

С диодным мостом

  • Конструкция диодного моста включает 4 разнонаправленных светодиода,
  • Задача моста сделать пульсирующий ток из синусоидального переменного,
  • Полуволны проводят через 2 диода, за счет чего минус теряет полярность,
  • В схеме необходимо подсоединить на плюс конденсатор со стороны источника переменного тока перед диодным мостом,
  • Перед минусом устанавливается сопротивление с номиналом 100 Ом,
  • Параллельному мосту, сзади него, потребуется закрепить еще один конденсатор. Он будет сглаживать перепады напряжения,
  • При элементарных навыках работы с паяльником, собрать подобную схему не будет сложно для начинающего мастера.

Светодиоды

  • Светодиодную плату можно использовать стандартную, позаимствованную у нефункционирующего светильника,
  • Перед сборкой обязательно проверьте каждый элемент на предмет работоспособности. Чтобы сделать это, воспользуйтесь 12 Вольтным аккумулятором,
  • Если есть нерабочие компоненты, их контакты нужно отпаять и установить новые,
  • Особое внимание уделяйте ножкам катода и анода. Их следует соединять последовательно,
  • Если вы просто меняете несколько деталей старого светильника, достаточно нерабочие элементы заменить функционирующими, установив их на старые места,
  • Если вы решили собрать устройство самостоятельно, запомните важное правило лампы светодиодов соединяются последовательно по 10 единиц, после чего цепи следует подключить параллельно.

В результате схема у вас должна выглядеть следующим образом.

  1. 10 светодиодов идут в один ряд. Затем ножки анода и катода спаиваются так, чтобы получилось 9 соединений и по 1 хвостику по краям, которые находятся в свободном положении.
  2. Все полученные цепи соединяют с проводами. К одному идут концы катода, а к другому концы анода.
  3. Не забывайте, что катод является положительным и соединяется с минусом. Анод отрицательный, и его необходимо соединять с плюсом.
  4. Следите за тем, чтобы на схеме спаянные между собой концы не прикасались к другим концам. Если подобная ситуация случится, схема сгорит, возникнет короткое замыкание.

Резисторная

Схема электронного балласта может обеспечивать требуемую мощность работы светодиодных светильников, питающихся от 220в.

Схемы драйверов светодиодных ламп

Создание балласта и подключения здесь не сложное, потому с подобной задачей способен справиться относительно новичок в сфере электроники.

  • Резисторная схема для светодиодов состоит из пару резисторов 12 К и пары цепочек,
  • Цепочки состоят из одинакового количества светодиодных элементов,
  • Светодиодные элементы припаиваются последовательно и имеют разную направленность,
  • Со стороны R1 выполняется припаивание одной полосы светодиодных элементов катодом, а вторая полоса анодом,
  • Второй отвод, идущий к R2, выполняется наоборот,
  • За счет такой схемы свечение светодиодных ламп получается мягким. Это обусловлено тем, что светодиодные элементы начинают гореть по очереди, потому пульсирующие вспышки человеческому глазу практически не видны,
  • Подобное светодиодное устройство, питающееся от 220 Вольт, может применяться для освещения рабочего стола, подсветки определенных зон. Потому им можно заменить традиционные светильники, получив аналогичный по эффективности свет или даже свечение более высокого качества,
  • Практика показывает, что резисторная схема светодиодного устройства эффективнее всего себя показывает при использовании минимум 20 светодиодов. А еще предпочтительнее задействовать 40 элементов,
  • За счет такого количества светодиодов и особенностей схемы, вы получаете высококачественное освещение. Проблем со сборкой схемы совершенно нет, все очень просто,
  • Единственными нюансами схемы с 20-40 светодиодами является то, что пайку осуществлять требуется очень аккуратно, дабы не повредить соседние контакты. Плюс собрать все это в единый компактный корпус еще одна задача.

Схема и последовательность ремонта светодиодной лампы своими руками

С печатной платы была срисована принципиальная схема. Она очень похожа на ту, что находится в сети по запросу «LED драйвер SM7513» (можно скачать ниже), но упрощена фильтрация выпрямленного высоковольтного питания и отсутствуют элементы защиты от импульса обратной полярности, стоящие параллельно первичной обмотке трансформатора.

Причина неработоспособности нашлась сразу. При начале «прозвонки» тестером в цепи выходного питания V+/V- обнаружилось короткое замыкание. Сначала подозрение пало на диод VD US1D, но он оказался исправен, а «коротил» керамический конденсатор С. Чтобы к нему подобраться, нужно выпаять трансформатор преобразователя.

Читайте также  Замена щеток шуруповерта

По описанию к схеме из сети этот конденсатор должен иметь ёмкость 10 мкФ и рабочее напряжение 16 В, но именно такого на замену найти не удалось, поэтому был установлен 5,6 мкФ, 16 В. После возвращения трансформатора в плату и подпайке к ней светодиодной панели и сетевого провода, проведено пробное включение. Всё благополучно заработало и примерно через час были проверены температурные режимы — алюминиевая пластина грелась (но это так и должно быть), а электроника на плате была чуть тёплой.

  • Читайте нашу статью о диагностике и ремонте бойлеров

Провода были отпаяны, лампочка собрана и вкручена в настольный светильник, где без проблем проработала ещё несколько часов — никаких сбоев замечено не было.

Компоненты диодного светильника

Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.

  • Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
  • керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
  • резистор 500кОм — 1Мом 0,5 — 1Вт – 1 ш.т;
  • диод на 100В – 4 шт.;
  • электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
  • стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.

Схема и последовательность ремонта светодиодной лампы своими руками

С печатной платы была срисована принципиальная схема. Она очень похожа на ту, что находится в сети по запросу «LED драйвер SM7513» (можно скачать ниже), но упрощена фильтрация выпрямленного высоковольтного питания и отсутствуют элементы защиты от импульса обратной полярности, стоящие параллельно первичной обмотке трансформатора.

Причина неработоспособности нашлась сразу. При начале «прозвонки» тестером в цепи выходного питания V+/V- обнаружилось короткое замыкание. Сначала подозрение пало на диод VD US1D, но он оказался исправен, а «коротил» керамический конденсатор С. Чтобы к нему подобраться, нужно выпаять трансформатор преобразователя.

По описанию к схеме из сети этот конденсатор должен иметь ёмкость 10 мкФ и рабочее напряжение 16 В, но именно такого на замену найти не удалось, поэтому был установлен 5,6 мкФ, 16 В. После возвращения трансформатора в плату и подпайке к ней светодиодной панели и сетевого провода, проведено пробное включение. Всё благополучно заработало и примерно через час были проверены температурные режимы — алюминиевая пластина грелась (но это так и должно быть), а электроника на плате была чуть тёплой.

  • Читайте нашу статью о диагностике и ремонте бойлеров

Провода были отпаяны, лампочка собрана и вкручена в настольный светильник, где без проблем проработала ещё несколько часов — никаких сбоев замечено не было.

Схема подключения светодиодных ламп вместо люминесцентных

И с каждым переделанным прибором, с пришедшим опытом это будет делаться все быстрее.

Эффективность такого охлаждения крайне низкая, так как пластина имеет малую площадь, да и наносить термопасту китайские производители, как правило, забывают.

Радиатора, который отводит тепло от печатной платы с утопленными в ней светодиодами. Составляющие светильника до замены: провода; колодки-патроны, расположенные по обоим бокам корпуса.

Потребляемая мощность светильника будет складываться из суммарной мощности светодиодных ламп. Каждая светодиодная лампа состоит из следующих частей: Рассеиватель — специальный полусферы, увеличивающей угол и равномерно разбрасывающей направленный пучок светодиодного излучения. В одной из последних статей я считал экономический эффект замены люминесцентных ламп на светодиодные трубки Т8. Обратите внимание на то, что этот провод крепится не к клеммной колодке, как другие два, а к корпусу светильника в месте, зачищенном от краски обычно прижимается винтом.

Чтобы не попасть под опасное напряжение фазы , нужно выключить выключателем подачу напряжения и проверить с помощью индикатора, что на клеммной колодке, с помощью которой обычно подобные светильники подключаются к электросети, отсутствует фаза. Из электрической цепи исключить конденсатор, дроссель, стартер.

А нужно ли менять люминесцентные лампочки на LED-лампы?

К ней можно подсоединить оба идущих от патрона провода, что, во-первых, повышает надежность подключения, а во-вторых, избавляет от необходимости изолировать провода. При установке нескольких ламп в один светильник используйте параллельное подключение.

До крепления светильника к потолку проверьте работу ламп. Причем целесообразнее будет снятие напряжения в сети путем отключения вводного автомата, т. Светодиодные лампы — плюсы и минусы таких приборов описаны в статье.

Обычно кроме нулевого N и фазного провода L к корпусу светильника подключен еще и заземляющий провод PL желто — зеленого цвета. Этот провод, тоже нужно отпустив винт, освободить.
Светодиоды вместо ламп дневного света

Изготовить своими руками

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

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

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

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

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

Настольная лампа на светодиодах