Виды светодиодов
Светоизлучающий диод, или попросту светодиод, представляет собой устройство на основе полупроводников, которое при прохождении через него электрического тока вырабатывает световое излучение. Конструктивно светодиод выполнен как чип, в состав которого входят многослойный кристалл и площадка для подключения токоведущих проводов.
В зависимости от того, по какому принципу собирается вышеобозначенный чип, различают следующие виды светоизлучающих диодных устройств:
- DIP-светодиод – представляет собой кристалл с линзой, расположенной поверх него, и двумя подключенными к данной конструкции проводниками; это наиболее популярная модификация, применяемая для организации различного вида подсветок, рекламных вывесок и табло;
- «пиранья» — схожа по конструкции с вышеупомянутой моделью, но имеет при этом четыре электрических вывода, что делает эту «рыбку» более надежной ввиду прочности монтажа и интенсификации теплообмена; основная сфера ее применения – автомобильная техника;
- SMD-светодиод – является монтируемым поверхностно и припаиваемым непосредственно к самой плате, его конструкция отличается повышенной компактностью, а также интенсивностью теплообмена, а сфера применения – наиболее обширна;
- COB-светодиод – предполагает монтаж непосредственно в плату, такая конструкция компактна, защищена от окисления и хорошо охлаждается в процессе эксплуатации; данная технология считается самой перспективной на сегодняшний день.
SMD-светодиоды
Так или иначе, все светодиоды отличаются малыми размерами, соответственно, для организации полноценного освещения посредством их требуется объединение диодных источников света в целые блоки, на основе которых изготавливаются светодиодные лампы.
Технические характеристики светодиодных ламп т8
Прежде, чем начинать рассматривать параметры LED ламп Т8, необходимо понять, что люминесцентные и светодиодные лампочки созданы по совершенно разным технологиям и работают каждая на своем принципе. Объединяет их только одинаковая форма и способ установки в гнездо осветительного прибора. Все остальные параметры соответствуют конструкционным особенностям каждого типа приборов и между собой мало связаны.
Параметры этих устройств сложно сравнивать между собой, но по общим характеристикам сделать некоторое сопоставление вполне возможно. Обычно пользователей мало интересуют специфические данные, им достаточно знать базовые характеристики.
Светодиодные лампы Т8 обладают следующими техническими показателями:
- длина — 600, 900, 1200 и 1500 мм. Наиболее распространенными являются 600 и 1200 мм, которые могут быть установлены в подвесной потолок Армстронг. Есть конструкции по 1500 мм, нуждающиеся в использовании светильников соответствующего размера;
- напряжение питания — производится прямое подключение к сети 220 В, поскольку оснащены собственным встроенным драйвером (блоком питания);
- тип цоколя — G13, который полностью аналогичен контактам люминесцентных ламп;
- срок службы — до 50000 часов (около 5 лет непрерывного свечения без потери первоначального качества);
- количество ЛЕД элементов — 120 или 240;
- мощность — 8-20 Вт;
- световой поток — 670-1240 Лм;
- цветовая температура — выпускаются в двух вариантах — ХБ (холодный белый) и ТБ (теплый белый). В первом варианте значение цветовой температуры находится в диапазоне 4000-5500 К, во втором — 3000-4000 К;
- способ теплоотведения — металлический радиатор (алюминиевый);
- габаритные размеры — 600 × 26, 900 × 26, 1200 × 26 и 1500 × 26 мм;
- материал корпуса — прозрачный или матовый пластик.
Схемы драйверов и их принцип работы
Расположенные в колбе кристаллы работают от постоянного тока низкого напряжения. Диоды могут функционировать в определенном диапазоне, который создает встроенный преобразователь.
Устройство выполняет такие задачи:
- выпрямление электричества;
- понижение его до заданного значения;
- стабилизация напряжения;
- защита от электромагнитного излучения;
- сглаживание импульсов.
В зависимости от конструкции драйверы подразделяются на такие категории:
- Со стабилизацией тока. Устройство работает по принципу широтно-импульсной модуляции, создавая ровный и равномерный сигнал, обеспечивающий качественную и долговременную службу кристаллов. Изделия отличаются высоким КПД, способностью преобразовывать ток любого напряжения, широким температурным диапазоном эксплуатации. Основой устройства является микросхема, подключаемая непосредственно к сети. Оно нашло применение в лампах, которые используются для уличного освещения и в системах пожарной сигнализации.
- Со стабилизацией напряжения. Основой блока является электронный чип, который отвечает за точные границы выходного сигнала. Благодаря этому исключается риск сгорания лампы из-за пиковых нагрузок и достигается ровное свечение. Минус заключается в дороговизне изделия.
- Без стабилизации. Узел смонтирован на плате и имеет довольно простое устройство, что сказывается на конечной цене товара. Преобразователь, резистор и конденсаторы защищают кристаллы от помех сети, короткого замыкания, сглаживают пульсации и выпрямляют ток. Достоинством является простота ремонта светодиодных ламп и вариативность выходного сигнала. Недостаток в том, что устройство преобразует входной сигнал без его стабилизации, что приводит к сгоранию диодов. Такие модели используются при производстве ламп малой мощности, использующихся для подсветки поверхностей и объектов.
Преимущества светодиодных ламп
Современные источники света должны быть экономичными, эффективными и безопасными. Светодиоды полностью подходят под эти характеристики. Для работы светоизлучающего диода требуется небольшое количество энергии, при этом они выдают яркое освещение с минимальным выделением тепла. Светодиодные источники света обладают пониженной чувствительностью к скачкам в сети и имеют большое количество циклов включения и выключения. При подаче напряжения они загораются сразу, не нужно время для разогрева. Светодиоды для ламп освещения выгодно отличаются от других источников света своим долгим сроком службы – до 50000 часов.
Безопасность светодиодов заключается в отсутствии в них вредных компонентов. В колбе отсутствуют пары ртути и смесь инертных газов, поэтому они не требуют особых условий утилизации. Также светодиоды выполняются в прочном качественном корпусе. Устройства имеют низкий коэффициент пульсаций, поэтому они безопасны для человеческого здоровья.
Маркировка светодиодных лент и их различия
Один из распространенных типов светодиодного освещения — лента. Ее мощность напрямую зависит от того, сколько подключено к сети питания рабочих диодов. В производстве допускаются диоды разных габаритов, отсюда и получилось две категории лент:
- SMD 3028;
- SMD 5050.
Теперь рассмотрим расшифровку маркировки. Цифры 30 и 28, к примеру, указывают на конкретный размер. То есть размер светодиода будет 3,0 мм на 2,8 мм. В случае с 5050, размер будет 5,0 на 5,0 миллиметров. Ленты с маркировкой SMD 3028 могут содержать 60, 120 и 240 световых диодов. На ленте SMD 5050 может располагаться 30, 60 и 120 диодов.
Преимущества светодиодных ламп
В настоящее время большое значение придается экономичной и долговечной работе осветительных приборов. Поэтому на первый план выходят светильники, создающие яркое освещение с выделением минимального количества тепла и небольшим энергопотреблением. Они обладают низкой чувствительностью к перепадам тока и напряжения, могут выдерживать большое количество включений и выключений.
Всеми этими качествами в полной мере обладают светодиодные лампы. Они имеют несколько разновидностей, отличающихся по конструктивным и техническим характеристикам, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант. Все лампы отличаются наличием или отсутствием мерцания, степенью экологической безопасности, необходимостью в использовании выпрямителей тока и других дополнительных приборов.
Диммер для светодиодных ламп: что такое, какой выбрать, почему не работает
Выключатель с подсветкой: установка, подключение, схема
Диммер своими руками: устройство, принцип работы + как сделать диммер самому
Выключатель с подсветкой – схема подключения и монтаж
Диммер: Виды, подключение и принцип работы
Диммер своими руками: 5 схем сборки самодельного светорегулятора
Шаг 1 – Проверяем лампочки
Принцип работы и устройство ламп.
Конструкция LED лампы.
Светодиодный источник света состоит из нескольких элементов, соединенных в одном корпусе. Это цоколь, драйвер, радиатор, светодиод и светорассеивающая колба.
- Цоколь – элемент, который вкручивается в патрон люстры или другого светильника. Чаще всего для бытового применения выпускают винтовой цоколь типа Е27 и Е14. Он изготовлен из латуни с никелевым антикоррозийным покрытием. Для других нужд выпускаются источники света со штырьковым цоколем.
- Драйвер – элемент, который стабилизирует поступающее напряжение, преобразуя переменный ток в постоянный. Также он обеспечивает питание светодиода. Драйвер состоит из микросхем, импульсного трансформатора, конденсаторов. В недорогих LED изделиях драйвер может отсутствовать. Вместо него применятся простой блок питания, не обеспечивающий стабилизации тока и напряжения. Также драйвер не устанавливают в миниатюрных лампочках из-за нехватки места внутри корпуса.
- Радиатор – элемент, который отводит тепло от светодиодов и обеспечивает для них оптимальный температурный режим работы. Обычно он составляет видимую часть корпуса осветительного прибора. Радиатор может изготавливаться из различных материалов: от дорогой керамики до дешевого пластика. Алюминиевые и композитные материалы занимают среднюю нишу: они достаточно бюджетны и качественно отводят тепло.
- Рассеиватель – прозрачный «колпак», который помогает распределять свет в пространстве. Изготавливается в виде полусферы для рассеивания пучков света под широким углом. В качестве материала применяют поликарбонат или пластик. Кроме этого рассеиватель предотвращает попадание внутрь корпуса пыли и влаги. Для смягчения резкости света и уменьшения раздражающего влияния на глаза этот элемент изнутри покрывают люминофором. При этом достигается цветовая температура, аналогичная естественному освещению.
- Светодиоды – главный рабочий элемент лампы. За счет работы диода и появляется свечение.
Принцип работы светодиодных ламп основан на физических процессах в полупроводниках. Свечение появляется после прохождения электрического тока через границу соприкосновения двух полупроводников (n и p), в одном из которых должны преобладать отрицательно заряженные электроны, а в другом – положительно заряженные ионы. Стоит отметить, что данные материалы пропускают ток только в одну сторону. При его прохождении в носители заряда осуществляют рекомбинацию – электроны переходят на другой энергетический уровень. В результате появляется видимое глазу световое излучение. Кроме свечения происходит еще и выделение тепла, которое отводится от светодиода при помощи радиатора.
Схема появления оптического излучения в LED-элементе.
На заре появления светодиоды могли испускать только определенную световую волну: зеленую, красную или желтую. Поэтому LED-элементы встраивались в электрические схемы в виде индикаторов. В процессе развития микроэлектроники были найдены материалы, позволяющие получить световую волну широкого спектра. Однако полностью эта проблема не решена: в свечении светодиодных ламп преобладает или синяя длина волны или красная с желтым. По этой причине они и делятся на холодные и теплые соответственно.
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.
Учитывая, что приборы со светодиодами стали основой систем освещения современных квартир, умение разбираться в устройстве ламп и ремонтировать их может сохранить весомую часть семейного бюджета
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.
Вместо стеклянной колбы – матовый рассеиватель, нить накала заменили «долгоиграющие» диоды на плате, лишнее тепло отводит радиатор, а стабильность напряжения обеспечивает драйвер
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.
Устройство светодиодных ламп для цепей переменного тока напряжением 220В
Светодиодные лампочки состоят из следующих компонентов:
- Цоколя (Е27, Е14, Е40 и так далее) для вкручивания в патрон светильника, бра или люстры;
- Диэлектрической прокладки между цоколем и корпусом;
- Драйвера, на котором собрана схема для преобразования переменного напряжения в постоянного необходимой величины;
- Радиатора, который служит для отвода тепла от светодиодов;
- Печатной платы, на которую впаиваются светодиоды (типоразмеров SMD5050, SMD3528 и так далее);
- Резисторов (чипы) для защиты светодиодов от пульсирующего тока;
- Светорассеивателя для создания равномерного светового потока.
Проблемы с проводкой
Если перегорание лампочек происходит постоянно, даже уже при смене ламп разных производителей, то проблему надо искать в электропроводке. Если нет возможности вызвать электрика, то проводить проверку следует хотя бы при наличии определенных навыков.
При этом стоит проверить:
- Распределительные коробки.
- Скрутки проводов, особенно при соединении медного провода с алюминиевым. Такие соединения проводятся при помощи колодок.
- Светодиодный светильник должен качественно соединяться с выведенными со стены или потолка проводами. Плохой контакт послужит причиной частого перегорания ламп.
Не проводите поиски неисправности проводки без опыта, это приведет к неприятностям.
Изучаем устройство светодиодных ламп на 220В
Выводы и полезное видео по теме Как устроена светодиодная лампа? Близкое знакомство с конструкцией LED-светильника может потребоваться только в одном случае — если необходимо отремонтировать или усовершенствовать источник света. Учитывая, что приборы со светодиодами стали основой систем освещения современных квартир, умение разбираться в устройстве ламп и ремонтировать их может сохранить весомую часть семейного бюджета Зато, изучив схему и имея элементарные навыки работы с электроникой, даже новичок сможет разобрать лампу, заменить сломанные детали, восстановив функциональность прибора.
Как устроена и работает схема светодиодного светильника 230V, 27W с LED драйвером на дросселе 19 ноября 2022 5,9K прочитали – В этой статье хочу разобрать устройство и работу электронной схемы обычного, недорогого светодиодного светильника, продолговатой формы, питаемого от сетевого напряжения 230 вольт и имеющего мощность 27 ватт. И в целом, понимая общий принцип действия подобных схем светодиодных светильников становится намного легче их ремонтировать или дорабатывать под свои нужны. Изображение вида светильника можно увидеть ниже
Устройство светодиодного светильника продолговатой формы на 230V 27W Устройство светодиодного светильника продолговатой формы на 230V 27W Ну, особо заострять внимание на конкретной форме светильника не вижу особого смысла. Можно лишь сказать, что длина светильника равна 61 см, ширина 7,5 см, высота 2,4 см
Основание сделано из алюминиевого профиля имеющего пазы, в которые вставляются три длинных светодиодных полоски каждая по 52 см, и шириной 0,8 см. Такое основание способствует хорошему охлаждению LED полосок.
Проводка с заземлением требует применения трёхжильного провода. Расположение и конфигурацию каждого светильника продумывают ещё на этапе проектирования
Лучше пропаять и изолировать изделия, если на них встречаются скрутки первоначально К каждому из светильников важно подвести отдельный гибкий провод. Медные гильзы или специальный «клеммник» помогают соединить элементы вместе В последнем случае потом для изоляции используют ленту
Разметка и прокладка кабеля На этом этапе тоже нужно выполнить несколько действий. Планирование общего пространства. Потолки на нескольких уровнях предполагают выделение освещения по отдельным контурам. Надо заранее точно проработать монтажную схему.
Срок службы отремонтированной лампы
Драйвер для светодиода
Драйвер для разнообразных светодиодных светильников или уличного фонаря — преобразователь тока. Основная его функция заключается в том, чтобы получить 220V, а на выходе отдать необходимые 12V.
Для экономии бюджета можно сделать драйвер из энергосберегающей лампы. В люминесцентных лампах, чаще всего, просто перегорает нить накаливания, но сам элемент, обеспечивающий поджигание, остается невредимым. Из этого можно сделать выводы, что подойдет практически любая старая лампа, чтобы сделать драйвер для светодиодов.
По поясу аккуратно вскрывается лампа и откусываются проводки для извлечения электронной составляющей механизма. В соответствии со схемой, будущий преобразователь переделывается и драйвер готов к использованию.
Также широко применяется диммируемый драйвер, ведь с его помощью можно настроить яркость светодиодной ленты.
Что еще может быть
Люди никогда не замечают, сколько раз за сутки они включают, выключают лампочки в люстре. Но это оказывает существенное влияние на продолжительность службы светодиодных ламп. Хотя на упаковке производители не делают на этом вопросе ограничений.
Удобно пользоваться выключателями с подсветкой. Их легко найти в темноте, но и красивые они. Именно они являются причиной мерцания или тусклого свечения лампочек в выключенном состоянии. Такое поведение лампочек также приведет к сокращению срока эксплуатации. Решение проблемы – отключение подсветки или замена выключателя.
Редко, но встречается перегорание светодиодов на 12 W. Причиной может служить неправильная схема подключения или неправильно подобранный блок питания.
Если перестали гореть сразу все лампочки на 12 W, то это проблема с блоком питания.
Интересное видео по теме:
Как отремонтировать люминесцентный светильник
Оптимальный способ ремонта – замена неисправного элемента
В большинстве случаев наиболее простой выход состоит в замене неисправных элементов. Проверить можно путем установки заведомо исправного элемента. Полноценный ремонт люминесцентного светильника сопряжен с рядом трудностей и требует наличия определенной квалификации и опыта. Перед тем как разобрать светильник дневного света, необходимо убедиться, что он отключен от сети и электричество на него не подано.
Проще всего найти замену неисправному стартеру. Заставить светильник включиться можно, установив вместо него кнопку. Данный способ опасен тем, что удержание кнопки сверх необходимого времени может вызвать перегорание нитей накаливания электродов.
Сложнее использование ламп без дросселя. Разработано несколько работоспособных вариантов такого включения. Большинство схем использует принцип умножения напряжения сети для устойчивого запуска. В данных схемах применяются выпрямительные диоды и батареи конденсаторов, что вызывает увеличение габаритов самодельной ПРА. В качестве дросселя для ограничения тока используется мощный резистор или лампа накаливания 25-40 Вт, в зависимости от мощности люминесцентного светильника.
Преимущество резисторов в малых габаритах, но проблема состоит в высоком тепловыделении на нем во время работы. Лампы накаливания создают дополнительный световой поток, но поскольку они работают при сниженном напряжении, срок их службы практически не ограничен.
Филаментные лампы
Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.
Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.
Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.
Конструкция светодиодной лампы
Устройство светодиодных ламп на 220в представляет собой сочетание следующих конструктивных элементов:
- корпус;
- цоколь;
- рассеиватель;
- радиатор;
- блок светодиодов;
- драйвер для светодиодной лампы 220 В.
Как упоминалось выше, самой прогрессивной технологией является COB-диодная. В случае ее применения светодиодный блок представляет собой единую совокупность кристаллов, для которой не требуется распайка многочисленных мелких контактов. При всей простоте такой конструкции она требует полной замены в случае выхода из строя одного из COB-светодиодов.
По форме своего исполнения светодиодные лампы могут быть:
- общего назначения (напоминающие по форме лампы накаливания, свечи, цилиндры и т.п.);
- направленного света (плоские);
- линейные (выполнены в виде трубки, как люминесцентные).
Конструкция лампы
Подключение LED-ламп к электрической сети осуществляется посредством цоколей, которые могут быть резьбовыми либо штырьковыми.
Элементы светодиодных источников света
Прежде чем разбирать на составные части вышедшую из строя светодиодную лампу, обязательно изучите ее устройство и принцип работы. Стандартное оборудование данного типа имеет в составе электронную плату питания, световой фильтр и корпус с цоколем. Более дешевые модели вместо ограничителей тока и напряжения используют обычные конденсаторы.
Принцип действия светодиода практически идентичен полупроводниковому элементу. Ток между анодом и катодом перемещается по прямой линии, что приводит к образованию свечения. Каждый светодиод по отдельности характеризуется минимальной мощностью, из-за чего используется сразу несколько штук. Для создания нужного светового потока применяют люминофорное покрытие, трансформирующее свет в видимый для человеческого глаза спектр.
Качественные модели содержат высокотехнологичный драйвер, выполняющий функцию преобразователя наряду с диодной группой. Первичное напряжение идет на трансформатор, уменьшающий характеристики тока. На выходе элемента получаем постоянный ток, необходимый для питания led-диодов. С целью уменьшения пульсации в цепи используется вспомогательный конденсатор.
Несмотря на многочисленные разновидности, отличия устройств, количество используемых светодиодов, все осветительные приборы данного типа характеризуются одной конструкцией, что упрощает их техническое обслуживание.
