Схема светильника на светодиодах от 220 в: Подробная схема светодиодной лампы на 220В

Схема светильника на светодиодах от 220 в: Подробная схема светодиодной лампы на 220В

Содержание

Подробная схема светодиодной лампы на 220В

Устройство светодиодной лампы на 220В значительно сложнее, чем у аналогичной лампы накаливания. Пытаясь сохранить привычную грушевидную форму, инженерам пришлось немало потрудиться. И, как оказалось, не зря! Новые осветительные приборы практически не греются, потребляют малое количество электроэнергии и стали значительно менее хрупкими. Но чего же особенного в светодиодной лампе и в чем сложность ее схемы? Давайте разберемся.

Конструктивная схема

Конструктивно схема светодиодной лампы на 220В состоит из трех основных частей: корпуса, электронной части и системы охлаждения. Сетевое напряжение через цоколь поступает на драйвер, где преобразуется в сигнал постоянного тока, необходимый для свечения светодиодов. Свет от излучающих диодов обладает широким углом рассеивания и поэтому не требует установки дополнительных линз. Достаточно обойтись рассеивателем. В процессе работы детали драйвера и светодиоды нагреваются. Поэтому в конструкции лампы обязательно должен быть продуман отвод тепла.

К корпусной части светодиодной лампы относится цоколь, оболочка из пластика, внутри которой размещен драйвер, и полупрозрачная крышка в виде полусферы, по совместительству являющаяся рассеивателем света. В дорогих моделях ламп большую часть корпуса занимает ребристый радиатор из алюминия или специального теплопроводящего пластика. В лампочках бюджетного класса радиатор либо вовсе отсутствует, либо расположен внутри, а по окружности корпуса сделаны отверстия. Дешёвая китайская продукция мощностью до 7 Вт вовсе имеет сплошной корпус, без какого-либо отвода тепла.

В фирменных светодиодных лампах на 220В печатная плата с SMD светодиодами крепится к радиатору через термопасту для эффективного отвода тепла.

В дешевых китайских моделях эта плата либо просто вставлена в пазы корпуса, либо прикреплена саморезами к металлической пластине для охлаждения кристаллов. Эффективность такого охлаждения крайне низкая, так как пластина имеет малую площадь, да и наносить термопасту китайские производители, как правило, забывают. Вывод излучения происходит через рассеиватель, как правило, из матового пластика. А в дешевых светодиодных лампах на 220В такой корпус ещё надёжно скрывает недостатки китайской сборки от любопытных глаз потребителя. Крепится рассеиватель к основанию либо герметиком, либо резьбовым соединением.

Электрическая схема

Касательно электрической части между светодиодными лампами на 220В разных ценовых категорий также много отличий. В этом можно убедиться сразу после демонтажа рассеивателя. Достаточно рассмотреть качество пайки SMD элементов и соединительных проводов.

Недорогой китайской лампы на 220В

В лампочках стоимостью 2-3$ отсутствует какая-либо симметрия на плате со светодиодами, что свидетельствует о ручной пайке, а провода выбраны с минимально возможным сечением. Вместо надежного драйвера в них собрана простая схема бестрансформаторного питания с конденсаторами и выпрямителем. Напряжение сети сначала снижается неполярным металлопленочным конденсатором, выпрямляется, а затем сглаживается и повышается до нужного уровня. Ток нагрузки ограничивается обычным SMD резистором, который расположен на печатной плате со светодиодами.

При диагностике и ремонте светодиодных ламп такого типа важно соблюдать технику безопасности, т.к. все элементы электрической цепи потенциально находятся под высоким напряжением. Прикоснувшись пальцем к токоведущей части схемы по неосторожности можно получить электрический удар, а соскользнувший щуп мультиметра может закоротить провода с неприятными последствиями.

Фирменной светодиодной лампы

Фирменная светодиодная продукция отличается не только приятным внешним видом, но и качеством элементной базы. Непосредственно драйвер имеет более сложное устройство и зачастую собирается одним из двух способов. Первый предусматривает наличие импульсного трансформатора, импульсного преобразователя напряжения с последующей стабилизацией тока нагрузки.

Во втором случае обходятся без трансформатора, а основная функциональная нагрузка ложится на специальную микросхему – сердце драйвера. Её универсальность в том, что она стабилизирует входное напряжение, поддерживает выходной ток с заданной частотой (ЧИМ) или шириной импульса (ШИМ), допускает возможность диммирования, имеет систему отрицательной обратной связи. В качестве примера можно назвать, например, CPC9909.

Светодиоды в лампе на 220В с токовым драйвером надёжно защищены от перепадов напряжения и помех в сети, ток через них соответствует номинальному паспортному значению, а радиатор обеспечивает качественный теплоотвод. Такие лампочки прослужат намного дольше дешёвых китайских аналогов, тем самым доказывая преимущество светодиодов на деле.

Простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)

Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:

  1. Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
  2. Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.

Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.

В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.

Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.

Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:

R = (Uвх — ULED) / I

А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:

P = (Uвх — ULED)2 / R

где Uвх = 220 В,
ULED — прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=Uвх/I,
I — ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.

Пример расчета балластного резистора

Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:

R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)

P = (220В)2/11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)

Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.

Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.

Сопротивление резистора, кОм Амплитудное значение тока через светодиод, мА Средний ток светодиода, мА Средний ток резистора, мА Мощность резистора, Вт
43 7.2 2.5 5 1.1
24 13 4.5 9 2
22 14 5 10 2.2
12 26 9 18 4
10 31 11 22 4.8
7.5 41 15 29 6.5
4.3 72 25 51 11.3
2.2 141 50 100 22

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт — 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на «землю» (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Как быть с пульсациями?

В обеих схемах светодиод будет светиться только в положительный полупериод сетевого напряжения. То есть он будет мерцать с частой 50 Гц или 50 раз в секунду, причём размах пульсаций будет равен 100% (10 мс горит, 10 мс не горит и так далее). Это будет заметно глазу.

К тому же, при подсветке мерцающими светодиодами каких-либо движущихся объектов, например, лопастей вентилятора, колес велосипеда и т.п., неизбежно будет возникать стробоскопический эффект. В некоторых случаях данный эффект может быть неприемлем или даже опасен. Например, при работе за станком может показаться, что фреза неподвижна, а на самом деле она вращается с бешенной скоростью и только и ждет, чтобы вы сунули туда пальцы.

Чтобы сделать пульсации менее заметными, можно удвоить частоту включения светодиода с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодного моста):

Обратите внимание, что по сравнению со схемой #2 при том же самом сопротивлении резисторов, мы получили в два раза больший средний ток. И, соответственно, в четыре раза большую мощность рассеивания резисторов.

К диодному мосту при этом не предъявляется каких-либо особых требований, главное, чтобы диоды, из которых он состоит, выдерживали половину рабочего тока светодиода. Обратное напряжение на каждом из диодов будет совсем ничтожным.

Еще, как вариант, можно организовать встречно-параллельное включение двух светодиодов. Тогда один из них будет гореть во время положительной полуволны, а второй — во время отрицательной.

Фишка в том, что при таком включении максимальное обратное напряжение на каждом из светодиодов будет равно прямому напряжению другого светодиода (несколько вольт максимум), поэтому каждый из светодиодов будет надежно защищен от пробоя.

Светодиоды следует разместить как можно ближе друг к другу. В идеале — попытаться найти сдвоенный светодиод, где оба кристалла размещены в одном корпусе и у каждого свои выводы (хотя я таких ни разу не видел).

Вообще говоря, для светодиодов, выполняющих индикаторную функцию, величина пульсаций не очень-то и важна. Для них самое главное — это максимально заметная разница между включенным и выключенным состоянием (индикация вкл/выкл, воспроизведение/запись, заряд/разряд, норма/авария и т.п.)

А вот при создании светильников, всегда нужно стараться свести пульсации к минимуму. И не столько из-за опасностей стробоскопического эффекта, сколько из-за их вредного влияния на организм.

Какие пульсации считаются допустимыми?

Все зависит от частоты: чем она ниже, тем заметнее пульсации. На частотах выше 300 Гц пульсации становятся совершенно невидимыми и вообще никак не нормируются, то есть даже 100%-ные считаются нормой.

Не смотря на то, что пульсации освещенности на частотах 60-80 Гц и выше визуально не воспринимаются, тем не менее, они способны вызывать повышенную усталость глаз, общую утомляемость, тревожность, снижение производительности зрительной работы и даже головные боли.

Для предотвращения вышеперечисленных последствий, международный стандарт IEEE 1789-2015 рекомендует максимальный уровень пульсаций яркости для частоты 100 Гц — 8% (гарантированно безопасный уровень — 3%). Для частоты 50 Гц — это будут 1.25% и 0.5% соответственно. Но это для перфекционистов.

На самом деле, для того, чтобы пульсации яркости светодиода перестали хоть как-то досаждать, достаточно, чтобы они не превышали 15-20%. Именно таков уровень мерцания ламп накаливания средней мощности, а ведь на них никто и никогда не жаловался. Да и наш российский СНиП 23-05-95 допускает мерцание света в 20% (и только для особо кропотливых и ответственных работ требование повышено до 10%).

В соответствии с ГОСТ 33393-2015 «Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности» для оценки величины пульсаций вводится специальный показатель — коэффициент пульсаций (Кп).

Коэфф. пульсаций в общем рассчитывается по сложной формуле с применением интегральной функции, но для гармонических колебаний формула упрощается до следующей:

Кп = (Еmax — Emin) / (Emax + Emin) ⋅ 100%,

где Емах — максимальное значение освещенности (амплитудное), а Емин — минимальное.

Мы будем использовать эту формулу для расчета емкости сглаживающего конденсатора.

Очень точно определить пульсации любого источника света можно при помощи солнечной панели и осциллографа:

Как уменьшить пульсации?

Посмотрим, как включить светодиод в сеть 220 вольт, чтобы снизить пульсации. Для этого проще всего подпаять параллельно светодиоду накопительный (сглаживающий) конденсатор:

Из-за нелинейного сопротивления светодиодов, расчет емкости этого конденсатора является довольно нетривиальной задачей.

Однако, эту задачу можно упростить, если сделать несколько допущений. Во-первых, представить светодиод в виде эквивалентного постоянного резистора:

А во-вторых, сделать вид, что яркость светодиода (а, следовательно, и освещенность) имеет линейную зависимость от тока.

Давайте попробуем приблизительно рассчитать емкость конденсатора на конкретном примере.

Расчет емкости сглаживающего конденсатора

Допустим, мы хотим получить коэфф. пульсаций 2.5% при токе через светодиод 20 мА. И пусть в нашем распоряжении оказался светодиод, на котором при токе в 20 мА падает 2 В. Частота сети, как обычно, 50 Гц.

Так как мы решили, что яркость линейно зависит от тока через светодиод, а сам светодиод мы представили в виде простого резистора, то освещенность в формуле расчета коэффициента пульсаций можем спокойно заменить на напряжение на конденсаторе:

Кп = (Umax — Umin) / (Umax + Umin) ⋅ 100%

Подставляем исходные данные и вычисляем Umin:

2.5% = (2В — Umin) / (2В + Umin) 100% => Umin = 1.9В

Период колебаний напряжения в сети равен 0.02 с (1/50).

Таким образом, осциллограмма напряжения на конденсаторе (а значит и на нашем упрощенном светодиоде) будет выглядеть примерно вот так:

Вспоминаем тригонометрию и считаем время заряда конденсатора (для простоты не будем учитывать сопротивление балластного резистора):

tзар = arccos(Umin/Umax) / 2πf = arccos(1.9/2) / (23.141550) = 0.0010108 с

Весь остальной остаток периода кондер будет разряжаться. Причем, период в данном случае нужно сократить в два раза, т.к. у нас используется двухполупериодный выпрямитель:

tразр = Т — tзар = 0.02/2 — 0.0010108 = 0.008989 с

Осталось вычислить емкость:

C = ILEDdt/dU = 0.02 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ)

На практике вряд ли кто-то будет ставить такой большой кондер ради одного маленького светодиодика. Хотя, если стоит задача получить пульсации в 10%, то нужно всего 440 мкФ.

Повышаем КПД

Обратили внимание, насколько большая мощность выделяется на гасящем резисторе? Мощность, которая тратится впустую. Нельзя ли ее как-нибудь уменьшить?

Оказывается, еще как можно! Достаточно вместо активного сопротивления (резистора) взять реактивное (конденсатор или дроссель).

Дроссель мы, пожалуй, сразу откинем из-за его громоздкости и возможных проблем с ЭДС самоиндукции. А насчет конденсаторов можно подумать.

Как известно, конденсатор любой емкости обладает бесконечным сопротивлением для постоянного тока. А вот сопротивление переменному току рассчитывается по этой формуле:

Rc = 1 / 2πfC

то есть, чем больше емкость C и чем выше частота тока f — тем ниже сопротивление.

Прелесть в том, что на реактивном сопротивлении и мощность тоже реактивная, то есть ненастоящая. Она как бы есть, но ее как бы и нет. На самом деле эта мощность не совершает никакой работы, а просто возвращается назад к источнику питания (в розетку). Бытовые счетчики ее не учитывают, поэтому платить за нее не придется. Да, она создает дополнительную нагрузку на сеть, но вас, как конечного потребителя, это вряд ли сильно обеспокоит =)

Таким образом, наша схема питания светодиодов от 220В своими руками приобретает следующий вид:

Но! Именно в таком виде ее лучше не использовать, так как в этой схеме светодиод уязвим для импульсных помех.

Включение или выключение распложенных на одной с вами линии мощной индуктивной нагрузки (двигатель кондиционера, компрессор холодильника, сварочный аппарат и т.п.) приводит к появлению в сети очень коротких выбросов напряжения. Конденсатор С1 представляет для них практически нулевое сопротивление, следовательно мощный импульс направится прямиком к С2 и VD5.

К сожалению, электролитические конденсаторы, из-за своей большой паразитной индуктивности, плохо справляются с ВЧ-помехами, поэтому большая часть энергии импульса пойдет через p-n-переход светодиода.

Еще один опасный момент возникает в случае включения схемы в момент пучности напряжения в сети (т.е. в тот самый момент, когда напряжение в розетке находится на пике своего значения). Т.к. С1 в этот момент полностью разряжен, то возникает слишком большой бросок тока через светодиод.

Все это со временем это приводит к прогрессирующей деградации кристалла и падению яркости свечения.

Во избежание таких печальных последствий, схему нужно дополнить небольшим гасящим резистором на 47-100 Ом и мощностью 1 Вт. Кроме того, резистор R1 будет выступать в роли предохранителя на случай пробоя конденсатора С1.

Получается, что схема включения светодиода в сеть 220 вольт должна быть такой:

И остается еще один маленький нюанс: если выдернуть эту схему из розетки, то на конденсаторе С1 останется какой-то заряд. Остаточное напряжение будет зависеть от того, в какой момент была разорвана цепь питания и в отдельных случаях может превышать 300 вольт.

А так как конденсатору некуда разряжаться, кроме как через свое внутреннее сопротивление, то заряд может сохраняться очень долго (сутки и более). И все это время кондер будет ждать вас или вашего ребенка, через которого можно будет как следует разрядиться. Причем, для того, чтобы получить удар током, не нужно лезть в недра схемы, достаточно просто прикоснуться к обоим контактам штепсельной вилки.

Чтобы помочь кондеру избавиться от ненужного заряда, подключим параллельно ему любой высокоомный резистор (например, на 1 МОм). Этот резистор не будет оказывать никакого влияния на расчетный режим работы схемы. Он даже греться не будет.

Таким образом, законченная схема подключения светодиода к сети 220В (с учетом всех нюансов и доработок) будет выглядеть так:

Значение емкости конденсатора C1 для получения нужного тока через светодиод можно сразу взять из Таблицы 2, а можно рассчитать самостоятельно.

Вот здесь можно посмотреть, как еще сильнее усовершенствовать данную схему, добавив в нее стабилизатор тока на одном транзисторе и стабилитроне. Это существенно понизит пульсации и продлит срок службы светодиодов.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Не буду приводить утомляющие математические выкладки, дам сразу готовую формулу емкости (в Фарадах):

C = I / (2πf√(U2вх — U2LED)) [Ф],

где I — ток через светодиод, f — частота тока (50 Гц), Uвх — действующее значение напряжения сети (220В), ULED — напряжение на светодиоде.

Если расчет ведется для небольшого числа последовательно включенных светодиодов, то выражение √(U2вх — U2LED) приблизительно равно Uвх, следовательно формулу можно упростить:

C ≈ 3183 ⋅ ILED / Uвх [мкФ]

а, раз уж мы делаем расчеты под Uвх = 220 вольт, то:

C ≈ 15 ⋅ ILED [мкФ]

Таким образом, при включении светодиода на напряжение 220 В, на каждые 100 мА тока потребуется примерно 1.5 мкФ (1500 нФ) емкости.

Кто не в ладах с математикой, заранее посчитанные значения можно взять из таблицы ниже.

Таблица 2. Зависимость тока через светодиоды от емкости балластного конденсатора.

C1 15 nF 68 nF 100 nF 150 nF 330 nF 680 nF 1000 nF
ILED 1 mA 4.5 mA 6.7 mA 10 mA 22 mA 45 mA 67 mA

Немного о самих конденсаторах

В качестве гасящих рекомендуется применять помехоподавляющие конденсаторы класса Y1, Y2, X1 или X2 на напряжение не менее 250 В. Они имеют прямоугольный корпус с многочисленными обозначениями сертификатов на нем. Выглядят так:

Если вкратце, то:

  • X1 – используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4 кВ;
  • X2 – самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250 В, выдерживают скачек до 2.5 кВ;
  • Y1 – работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;
  • Y2 – довольно-таки распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250 В и выдерживает импульсы в 5 кВ.

Допустимо применять отечественные пленочные конденсаторы К73-17 на 400 В (а лучше — на 630 В).

Сегодня широкое распространение получили китайские «шоколадки» (CL21), но в виду их крайне низкой надежности, очень рекомендую удержаться от соблазна применять их в своих схемах. Особенно в качестве балластных конденсаторов.

Внимание! Полярные конденсаторы ни в коем случае нельзя использовать в качестве балластных!

Итак, мы рассмотрели, как подключать светодиод к 220В (схемы и их расчет). Все приведенные в данной статье примеры хорошо подходят для одного или нескольких маломощных светодиодов, но совершенно нецелесообразны для мощных светильников, например, ламп или прожекторов — для них лучше использовать полноценные схемы, которые называются драйверами.

Схема светодиодной лампы на 220 в

Для многих многоквартирных домов актуальна проблема освещения лестничных площадок: хорошую лампу туда ставить жалко, а дешевые быстро выходят из строя.

С другой стороны качество освещения в данном случае не является критичным, так как люди находятся там очень недолго, то вполне можно поставить туда лапочки с повышенными пульсациями. А раз так, то схема светодиодной лампы на 220 В получиться совсем простой:

Список номиналов:

  • C1 – значение емкости по таблице, 275 В или больше
  • C2 – 100 мкФ (напряжение должно быть больше чем падает на диодах
  • R1 – 100 Ом
  • R2 – 1 MОм (для разряда конденсатора C1)
  • VD1 .. VD4 – 1N4007

Я уже приводил схему подключение светодиодной ленты к сети 220В так вот её можно упростить выкинуть стабилизатор тока. Упрощенная схема не будет работать в широком диапазоне напряжений, это плата за упрощение.

Конденсатор C1 является тем компонентом, который ограничивает ток. И выбор его значения очень важен, его величина зависит от напряжения питания, напряжения на последовательно включенных светодиодах и требуемого тока через светодиоды.

количество светодиодов последовательно, шт 1 10 20 30 50 70
напряжение на сборке из светодиодов, В 3,5 35 70 105 165 230
ток через светодиоды, мА (С1=1000нФ) 64 57 49 42 32 20
ток через светодиоды, мА (С1=680нФ) 44 39 34 29 22 14
ток через светодиоды, мА (С1=470нФ) 30 27 24 20 15
ток через светодиоды, мА (С1=330нФ) 21 19 17 14
ток через светодиоды, мА (С1=220нФ) 14 13 11

Для 1 светодиода в сборке фильтрующий конденсатор C2 следует увеличить до 1000мкФ, а для 10 светодиодов, до 470мкФ.

По таблице можно понять, что для получения максимальной мощности (чуть более 4 Вт) нужен конденсатор на 1мкФ и 70 последовательно включенных светодиодов на 20мА. Для более мощных источников света лучше подойдет схема светодиодной лампы на 220 в использующая широтноимпульсную модуляцию для преобразования и стабилизации тока через светодиоды.

Схемы на основе широтноимпульсной более сложные, но зато обладают преимуществами: им не требуется большой ограничивающий конденсатор, эти схемы обладают высоким КПД и широким диапазоном работы.

Я заказал несколько светодиодных светильников в Китае. В основе преобразователей этих ламп лежат микросхемы драйверов разработанных в том же Китае, конечно качество работы этих схем ещё не дотягивает до западных стандартов, но вот стоимость более чем демократичная.

Итак, конкретно в последних светодиодных лампах была установлена микросхема WS3413D7P, являющаяся светодиодным драйвером с активным корректором коэффициента мощности.

Что же мы видим на схеме? Все тот же диодный мост VD1 — VD4, сглаживающий конденсатор С1. Остальные же компоненты работают нужны для работы микросхемы D1. Резистор R1 нужен для питания самой микросхемы в начальный момент времени, а после запуска микросхема начинает питаться со своего выхода через цепочку R5, VD5. Конденсатор С2 фильтрует питания собственных нужд. Конденсатор С3 служит для задания частоты преобразования. Резистор R2 нужен для измерения тока через светодиоды. Делитель на резисторах R3, R4 позволяет микросхеме получать информацию о напряжении на светодиодной сборке. Катушка индуктивности L1 и конденсатор C4 нужны для преобразования импульсной энергии в постоянную.

Существует куча других разновидностей микросхем, но основных типов высоковольтных драйверов светодиодов всего три: на основе емкостного гасящего сопротивления, активный гасящий стабилизатор тока и импульсный стабилизатор тока.

Схема светодиодной лампы на 220 в, как сделать лампочку своими руками

Прежде чем продолжить читать, обязательно ознакомьтесь с этой информацией. Любой источник электроэнергии опасен для жизни, если не соблюдать правила безопасности. Описанные здесь схемы создания LED не имеют трансформаторов и, следовательно, представляют опасность. Сборку таких схем можно выполнять людям, которые имеют элементарные знания основ электротехники.

Светоизлучающий диод — это электронное устройство, излучающее свет, когда через него проходит ток. Светодиоды при своих небольших размерах чрезвычайно эффективны, очень яркие, при этом состоят из дешёвых и доступных электронных компонентов. Многие думают, что светодиоды — просто обычные светоизлучающие лампочки, но это совсем не так.

История светодиодов

Капитан Генри Джозеф Раунд, один из пионеров радио, во время эксперимента заметил необычное свечение, испускаемое карбидом кремния. Свои наблюдения он опубликовал в General World, но объяснить природу явления он не мог.

Русский учёный Олег Лосев наблюдал излучение света кристаллами — диодами. В 1927 году он опубликовал подробности своей работы в российском журнале и оформил патент на «Световое реле».

В 1961 году инфракрасный диод создали Б. Биард и Г. Питмен. Однако отцом-основателем светодиода по праву считывается Ник Холоняк. Его ученик Дж. Крэфорд в 1972 г. создал светодиод жёлтого цвета. В конце 80-х годов благодаря исследованиям русского учёного Ж. И. Алферова были открыты новые светодиодные материалы, которые дали толчок дальнейшему развитию светодиодов.

В начале 70-х впервые были изобретены светодиоды зелёного цвета, в 1971 году появился синий светодиод, который был очень неэффективным. Прорыв сделали японские учёные только в 1996 году, которые изобрели дешёвый светодиод синего цвета.

Принцип работы LED

Наиболее распространённые светодиоды состоят из галлия (Ga), мышьяка (As) и фосфора (P). Светодиод представляет собой диодный PN-переход, который излучает свет вместо тепла, генерируемого обычным диодом. Когда PN- переход находится в прямом смещении, некоторые из дырок объединяются с электронами N-области, а некоторые из электронов N объединяются с дыркой из P-области. Каждая комбинация излучает свет или фотоны.

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт? Светодиоды имеют полярность и, следовательно, не работают, если они подключены в обратном направлении. Самый простой способ проверить полярность общего светодиода — это определить на глаз толщину электродов. Более толстым является катод (-). Свет излучается от катода. Более тонкий электрод представляет собой анод (+). Некоторые производители выпускают светодиоды таким образом, что длина проводов катода и анода различна, анод (+) длиннее катода (-). Это также облегчает определение полярности. Некоторые изготовители изготавливают оба провода электродов одинаковой длины, в этом случае можно определить полярность, воспользовавшись мультиметром.

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Достоинства LED:

  • Энергоэффективный источник света;
  • небольшой размер, прочность и устойчивость к ударам и вибрации;
  • очень быстро включаются без прогрева;
  • хорошее разрешение цвета;
  • могут интегрироваться в систему управления;
  • могут работать от портативной батареи;
  • нет вредных веществ, таких как свинец или ртуть;
  • производят холодный свет, могут быть идеальными для роста растений;
  • не имеют мощных разрядов, которые могут оказать пагубное воздействие на глаза;
  • в качестве датчика температуры различают горячую и холодную воду;
  • не имеют ультрафиолетового излучения, устраняя возможность повреждения кожи;
  • они не обжигают;
  • залиты толстой эпоксидной смолой, невероятно прочные;
  • не ржавеют;
  • не привлекают насекомых;
  • работают до 50 000 часов;
  • подлежат вторичной переработке;
  • не излучают радиочастотные помехи.

Недостатки светодиодов LED:

  • Могут быть ненадёжным для наружных применений с большими температурными перепадами.
  • Необходимость дополнительно использовать радиаторы для защиты полупроводников от теплового воздействия.

Светодиод используется в самых разных областях применения:

  • Уличное освещение и светофоры;
  • индикаторные огни на устройствах, игрушках, одежде;
  • медицина;
  • освещение;
  • автомобиль;
  • сигнализаторы;
  • компьютерная техника;
  • телерадиотехника.

Светодиодное освещение с питанием от сети

Но для построения светодиодной схемы освещения необходимо построить специальные источники питания с регуляторами, трансформаторами или без них. В качестве решения нижеприведенная схема демонстрирует конструкцию светодиодного контура с питанием от сети без использования трансформаторов.

Схема светодиодной лампы на 220 В

Для питания этой цепи используется переменный ток 220 В, который подаётся в качестве входного сигнала. Ёмкостное реактивное сопротивление понижает напряжение переменного тока. Переменный ток поступает на конденсатор, пластины которого непрерывно заряжаются и разряжаются, а связанные токи всегда поступают в пластинки и выходят из них, что вызывает реактивное сопротивление, направленное против потока.

Реакция, создаваемая конденсатором, зависит от частоты входного сигнала. R2 сбрасывает накопленный ток из конденсатора, когда вся цепь выключена. Он способен хранить до 400 В, а резистор R1 ограничивает этот поток. Следующий этап схемы светодиодной лампы своими руками — это мостовой выпрямитель, который предназначен для преобразования сигнала переменного тока в постоянный ток. Конденсатор C2 служит для устранения пульсации в выпрямленном сигнале постоянного тока.

Резистор R3 служит в качестве ограничителя тока для всех светодиодов. В схеме использованы белые светодиоды, которые имеют падение напряжения около 3,5 В и потребляют 30 мА тока. Поскольку светодиоды подключены последовательно, потребление тока очень мало. Поэтому эта схема становится энергоэффективной и имеет бюджетный вариант изготовления.

Светодиодная лампа из отходов

LED 220 В может быть легко выполнена из неработающих ламп, ремонт или восстановление которых нецелесообразны. Лента из пяти светодиодов приводится в действие с использованием трансформатора. В цепи 0,7 uF / 400V полиэфирный конденсатор C1 снижает напряжение сети. R1 — это резистор для разрядки, который поглощает накопленный заряд от C1, когда вход переменного тока выключен.

Резисторы R2 и R3 ограничивают подачу тока при включении схемы. Диоды D1 — D4 образуют мост-выпрямитель, который выпрямляет пониженное напряжение переменного тока, а C2 действует как конденсатор фильтра. Наконец, стабилитрон D1 обеспечивает управление светодиодами.

Порядок изготовления настольной лампы своими руками:

  • Разберите и осторожно удалите разбитые стекла.
  • Аккуратно откройте сборку.
  • Снимите электронику и удалите её.
  • Соберите схему на 1 мм ламинатном листе.
  • Отрежьте круглый лист ламината (ножницами).
  • Отметьте положение шести круглых отверстий на листе.
  • Просверлите отверстия в соответствии со светодиодами заподлицо в шести отверстиях.
  • Используйте наконечник клея, чтобы удерживать светодиодную сборку в нужном положении.
  • Закройте сборку.
  • Убедитесь, что внутренняя проводка не касается друг друга.
  • Теперь осторожно протестируйте на 220 В.

LED для автомобиля

Используя ленту LED, можно легко изготовить самодельную красивую наружную подсветку автомобиля. Нужно использовать 4 светодиодных полосыы по одному метру для чёткого и яркого свечения. Для обеспечения водонепроницаемости и прочности соединения тщательно обрабатывают термоклеем. Правильное выполнение электрических соединений проверяется мультиметром. Реле IGN получает питание, когда двигатель работает и выключается после отключения двигателя. Чтобы понизить автомобильное напряжение, которое может достигать 14,8 V, в схему включается диод, обеспечивающий долговечность светодиодов.

Светодиодная лампа своими руками на 220в

Цилиндрическая лампа LED обеспечивает правильное и равномерное распределение генерируемой освещённости на всех 360 градусах, так что все помещение равномерно освещено.

Лампа оснащена интерактивной функцией защиты от перенапряжений, обеспечивающей идеальную защиту устройства от всех импульсов переменного тока.

40 светодиодов объединены в одну длинную цепь светодиодов, соединённых последовательно одна за другой. Для входного напряжения 220 В можно подключить около 90 светодиодов в ряд, для напряжения 120 В — 45 светодиодов.

Расчёт получен путём деления выпрямленного напряжения 310 В постоянного тока (от 220 В переменного тока) на прямое напряжение светодиода. 310/3,3 = 93 единиц, а для входов 120 В — 150/3,3 = 45 единиц. Если уменьшить количество светодиодов ниже этих цифр, возникнет риск перенапряжения и выход со строя собранной схемы.

Как сделать лампочку своими руками

Схема состоит из высоковольтного конденсатора, низкореактивного сопротивления для понижения тока, двух резисторов и конденсатора на положительном источнике для снижения входного напряжения и колебаний сети. Фактически коррекция всплеска производится C2, установленным после моста (между R2 и R3). Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе схемы.

Список деталей:

  • R1 = 1M ¼ Вт;
  • R2, R3 = 100 Ом, 1 ватт;
  • C1 = 474/400 В или 0,5 мкФ/400 В PPC;
  • C2, C3 = 4,7 мкФ/250 В;
  • D1-D4 = 1N4007;
  • рассеиватель.

Самодельные LED имеют защиту, а их срок службы увеличен путём добавления стабилитрона по линиям питания. Показанное значение zener составляет 310 В/2 Вт, и подходит, если LED включает в себя светодиоды от 93 до 96 В. Для другого, меньшего количества светодиодных строк необходимо уменьшить значение zener в соответствии с общим вычислением прямого напряжения светодиодной строки.

Например, если используется 50 светодиодная строка, а светодиод имеет 3,3 В, то рассчитываем 50×3,3 = 165 В, поэтому стабилизатора на 170 В будет достаточно, чтоб защитить светодиод.

Автоматическая цепь ночного освещения LED

Схема автоматически включит ночью лампу и отключит через заданное время, используя несколько транзисторов и таймер NE555. Схема недорогая и простая в установке. В качестве датчика здесь используется LDR. В дневное время сопротивление LDR будет низким, напряжение на нем упадет, а транзистор Q1 будет находиться в режиме проводки. Когда освещённость в помещении падает, сопротивление LDR увеличивается, как и напряжение на нем. Транзистор Q1 выключается. База Q2 подключена к эмиттеру Q1 и поэтому Q2 смещается и, в свою очередь, включает IC1.

NE555 автоматически включается при включении питания. Автоматический запуск происходит с помощью конденсатора C2. Выход IC1 остаётся высоким в течение времени, определяемого резистором R5 и конденсатором C4. Когда на выходе IC1 поступает транзистор Q3, он включается, запускает триггер T1 и лампа светится. В цепь входит 9-вольтная батарея для питания таймера во время сбоёв питания. Резистор R1, диод D1, конденсатор C1 и Zener D3 образуют секцию питания схемы. R7 и R8 являются токоограничивающими резисторами .

Схема светодиодного освещения своими руками

Примечания:

  1. Предустановка R2 может использоваться для настройки чувствительности схемы.
  2. Предустановку R5 можно использовать для настройки времени включения лампы.
  3. При R5 @ 4,7M время включения будет около трёх часов.
  4. Мощность L1 не должна превышать 200 Вт.
  5. Для BT136 рекомендуется использовать радиатор.
  6. IC1 должен быть установлен на держателе.

Мероприятия по борьбе с мерцанием светодиодов

Светодиодная лампа из энергосберегающей своими руками имеет огромное преимущество, но нужно потрудиться, чтобы при работе самоделки пользователей не беспокоило излишнее мерцание LED:

  1. Управляйте светодиодными продуктами с использованием источника питания светодиода, который предназначен для их расчётной нагрузки.
  2. Убедитесь, что все используемые продукты LED совместимы с цепями управления и источником питания.
  3. Проверьте отсутствие проводов и других неисправностей светильника и убедитесь, что диммеры не перегружены.
  4. Рассмотрите возможность использования постоянного тока светодиодного драйвера.
  5. При установке системы поэкспериментируйте, чтобы узнать, есть ли минимальный уровень затемнения, который вам мешает.

Чтобы избежать влияния мерцания светодиодов, нужно всегда помнить о вышеуказанных моментах.

Как сделать светодиодную лампу на 220В (схема)

Схема светодиодной лампы на 220 В позволяет не только понять принцип работы данного устройства, но и изготовить его своими руками. Попытки сделать лампочки типа е27 самостоятельно обусловлены тем, что далеко не всегда удается приобрести осветительный прибор с необходимыми характеристиками. Да и просто те, кто любит возиться с электроникой, не прочь попробовать что-то новое.

Важные нюансы

Существует множество систем, согласно которым светодиодное освещение функционирует от переменного тока номиналом 220 Вольт. Причем все они, вместе со схемой балласта, призваны решать три основные задачи.

  • Преобразовать переменный ток сети 220в в пульсирующий ток,
  • Выровнять пульсирующий ток, сделав его постоянным,
  • Добиться показателей силы тока в 12 Вольт.

Если вы хотите собрать устройство, питающееся от обычной сети, для подключения придется разобраться с некоторыми основными проблемами.

  1. Где расположить схемы и непосредственно само устройство на основе светодиодов. Ведь для диодов потребуется свое место.
  2. Как можно изолировать устройство осветительного светодиодного прибора.
  3. Как обеспечить необходимый теплообмен для подключения лампы.

Конечно, можно спокойно приобрести популярную лампу е27. Это диодное устройство является одним из наиболее востребованных на рынке, отлично работает от обычной бытовой сети.

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.

Читайте также:

Хотите спаять светодиодную ленту самостоятельно?

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.

Читайте также:

Схемы подключения светодиодной ленты на 220В

Как подключить светодиод к 220В

Светодиод – полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в видимый свет. Различают осветительные и индикаторные устройства. Они обладают разной мощностью, допустимой силой тока, напряжением, яркостью. Можно подключить светодиод к 220В, к 110В, к 1,5В, но только через устройство, ограничивающее электрический ток.

Особенности подключения светодиодного светильника к 220В

Принцип работы светодиодного светильника заметно отличается от всех остальных приборов такого рода устройств. Свет в данном случае генерирует полупроводниковый кристалл. Тело накаливания, как в других лампах, здесь попросту отсутствует, так как в полупроводнике электрический ток непосредственно преображается в световое излучение. Такое устройство не нагревается, генерирует световое излучение точно указанной световой температуры и отличается долговечностью.

Однако светодиод 220 Вольт или другой мощности работает только при пропускании тока в прямом направлении. То есть для такого светильника требуется постоянный ток с напряжением в 4–12 Вольт. Соответственно, непосредственно в бытовую электрическую сеть включить светодиод в 220В нельзя.

Важно! Большинство современных осветительных приборов оборудуются драйверами, позволяющими работать от сети с напряжением в 110–220 Вольт. В противном случае при подключении требуется сначала установить приспособления, выпрямляющие ток.

Правила безопасности при подключении

Техника безопасности в данном случае сводится не столько к предупреждению угрозы для здоровья, сколько к предотвращению поломки приборов и короткого замыкания. Рекомендации просты:

  • не допускается прямое подключение светодиодных ламп к сети с переменным током и напряжением в 220В;
  • прежде чем подключать любой вариант светильника, необходимо изучить технические характеристики;
  • следует определить катод и анод у светодиода, как правило, длинная ножка выступает плюсом, то есть является анодом, а короткая, соответственно, катодом;
  • необходимо рассчитать схему подключения светодиода к сети в 220В с учетом напряжения;
  • эффективную работу прибора обеспечивает блок питания или драйвер с оптимальной мощностью;
  • перед подключением обязательно определяют полярность светодиода;
  • рекомендуется разделять резисторы на 2 части, чтобы снизить риск поражения током;
  • необходимо тестировать конструкцию – включить и замерить уровень потребляемого тока в 220В.

Наиболее экономичным и простым решением проблемы является монтаж диммируемых устройств. Здесь достаточно определить мощность прибора.

Схемы подключения светодиода к 220В

Полупроводник пропускает ток только в одном направлении. Однако в сети в 220В имеется переменный ток, где с частотой в 50 Гц направление тока меняется. Чтобы компенсировать этот эффект и подключить светодиодную лампу, требуется выпрямитель какого-либо типа, способный погасить обратное напряжение.

В таком качестве выступает резистор, конденсатор, выпрямительный мост. Соответственно, подключить светодиод к сети в 220 Вольт можно несколькими способами. Чаще всего в быту используется схема с резистором, поскольку такой способ прост в монтаже и доступен по стоимости.

Как подключить светодиодный светильник последовательным способом

Такое подсоединение выполняется очень легко и вполне годится для бытовых светодиодных приборов и сети в 220 Вольт.

  1. Для начала рассчитывают требуемую мощность резистора и учитывают необходимость в защите от обратного напряжения. Теоретически при подсоединении светодиода, мощностью, например, в 3 Вольта, «избыток» в 217 Вольт оседает на резисторе. Однако на деле обратная полуволна в этом случае подается на светодиод, а не на резистор, а так как обратное напряжение у полупроводников невелико – до 30 Вольт, прибор быстро выходит из строя.
  2. Все элементы цепи – резистор, диод защиты и светодиод подключаются последовательно.

Важно! В схеме следует установить резистор мощностью не менее 2 Вт, так как устройство здесь заметно нагревается.

Как подключить светодиодный светильник к 220В параллельным способом

Подсоединить светодиодный светильник можно и параллельно. Такая схема более надежна, хотя не исключает эффект мерцания.

  1. Индикаторный диод подключают параллельно светодиоду. Диод должен иметь обратное включение. При первой полуволне работает индикаторный диод, при второй – светодиод. Напряжение, падающее на последний, не превышает 1 Вольт, что делает такую схему более долговечной.
  2. Мощность резистора и здесь должна быть избыточной – он нагревается.

Снизить эффект мерцания позволяет параллельная установка 2 светодиодов. При подсоединении к сети в 220В при одной полуволне включается 1 светодиод, при второй – параллельный ему. При таком расположении оба элемента в нужной степени защищены от избыточного обратного напряжения.

Важно! Окончательно от эффекта мерцания и в этом случае избавиться нельзя.

Схема включения светодиода в сеть 220 вольт лучевым соединением

Запитать светодиод от сети 220В таким способом – лучший вариант, так как метод предупреждает излишний нагрев всех деталей цепи и исключает заметные для глаза мерцания. Кроме того, цепь, включающая конденсатор, потребляет меньше тока. Минус схемы – подключение светодиодных ламп требует больше времени и подразумевает цепь из большого количества элементов.

  1. Вместо резистора основную нагрузку по выпрямлению тока берет на себя конденсатор. Использовать необходимо пленочное устройство – электролит не годится. Рассчитано на напряжение как минимум в 250 Вольт, а лучше в 400 Вольт.
  2. Параллельно конденсатору в цепь включают резистор. Его задача – разряд конденсатора после того, как светильник отключают от сети в 220 Вольт.
  3. Параллельно светодиоду подсоединяют диодный мост – его можно приобрести готовым, а можно самостоятельно сделать из 4 диодов с подходящими характеристиками. Максимальная сила тока моста должна быть выше, чем аналогичный показатель у светодиода. Возможное обратное напряжение – не менее 400 Вольт. Мост подсоединяется в обратном направлении по сравнению со светодиодным элементом.
  4. Последовательно конденсатору в цепь вставляют еще один резистор – токоограничительный. Его цель – защитить схему от случайных скачков напряжения в сети на 220 Вольт.

В такой схеме все элементы нагреваются незначительно, что обеспечивает высокую долговечность и надежность.

Схема шунтирования светодиода обычным диодом

Необходимость шунтирования доказана практикой. Теоретическая схема подключения светодиода без дополнительного элемента оказывается несостоятельной.

Рабочая схема включает индикаторный обычный диод с той же полярностью, что и светодиодное устройство. При этом излишне высокое напряжение обратной волны оседает на диодном элементе, а остаточное напряжение светодиод пробить уже не может. Диод монтируют между резистором и светодиодом.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Подключение светодиодных светильников даже по самой удачной схеме выполняется после расчета характеристик резистора, дополнительных диодов, и, конечно, конденсатора. Емкость последнего вычисляют следующим образом.

Допустим, частота сети составляет обычные 50 Гц. Необходимо подсоединить светодиод в 20 мА, на который припадает 2 В. Необходимый коэффициент пульсаций составляет 2,5%.

  1. Светодиод представляют как простой резистор. Коэффициент пульсаций разрешается заменить напряжением на конденсаторе. Получается следующее: Кп = (Umax – Umin) / (Umax + Umin) ⋅ 100%, где после подстановки данных получают 2.5% = (2В – Umin) / (2В + Umin) ⋅ 100% => Umin = 1.9В.
  2. Используя типичную осциллограмму напряжения, можно вычислить время заряда конденсатора. tзар = arccos(Umin/Umax) / 2πf = arccos (1.9/2) / (2⋅1415⋅50) = 0.0010108 с. Остальной промежуток времени конденсатор разряжается. Так как в стандартной схеме используется двухполупериодный выпрямитель, этот показатель уменьшают вдвое.
  3. Затем вычисляют емкость по формуле и получают C = ILED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ).

На деле ради 1 светодиодного светильника такой мощный конденсатор не устанавливают. Чтобы модифицировать схему, вместо обычного резистора в схему включают реактивное сопротивление – второй конденсатор.

Как подключить светодиодную ленту на 220 вольт

Нередко в быту вместо крупного прибора, который может выступать светильником, предпочитают установить подсветку. Для нее лучше всего использовать готовые светодиодные ленты. Монтаж очень прост, так как установщику нужно лишь следовать инструкции: все составляющие подсоединения при монтаже используют уже в готовом виде.

  1. Светодиодная лента – ряд последовательно закрепленных светодиодов. К блоку питания они присоединяются параллельно, друг к другу лучше монтировать платы тоже параллельно.
  2. Для начала определяют плюс и минус блок питания. Обычно красный шнур – это плюс, а синий или черный – минус. Если шнур отсутствует, подключение производят через маркированные зажимы.
  3. Лучше всего подсоединить ленту пайкой. В определенных случаях удобней использовать коннекторы. При монтаже требуется лишь отодвинуть зажимную пластину, насадить коннектор на край ленты и сдвинуть зажим назад. Затем провод от коннектора подсоединяют к блоку.

Если предполагается монтаж цветной ленты, схема будет включать контроллер, отвечающей за включение и отключение отдельных светодиодов.

Заключение

Подключить светодиод к 220В можно лишь с помощью дополнительных устройств. Схема подсоединения может включать резисторы, конденсаторы, выпрямительные мосты. Задача таких элементов – выпрямить переменный ток и предотвратить действие обратной волны напряжения на светодиод.

Отправить комментарий

основные правила и технические рекомендации

За последние годы многие люди стали гораздо охотнее переходить с обычных ламп накаливания и улучшенных галогенок на экономичные и качественные светодиоды. Такие источники света позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию. И это неудивительно, ведь при одинаковой интенсивности свечения лампа накаливания в 8-10 раз мощнее светодиодной. Аналогичная ситуация наблюдается при сравнении led-диодов и галогенок.

В процессе монтажа могут возникнуть определенные трудности. Далеко не все люди понимают, как подключить светодиодный светильник к 220 В своими руками.

Основы подключения к 220 В

Светодиод – полупроводник, пропускающий электрический ток исключительно в одном направлении. Большинство светильников оснащаются специальными драйверами, преобразующими переменное электричество в постоянное 12, 24, 36 или 48 В. Что касается промышленной сети, то она выдает синусоидальное напряжение 220 В (среднее значение, всегда имеются небольшие перепады) с частотой 50 Гц.

При таком раскладе светодиод будет работать на определенных полуволнах – мигать с частотой 50 Гц. Впрочем, человек не способен заметить мерцание. При подаче электричества в обратном направлении элемент прекратит светиться, но без должной защиты может выйти из строя.

Методы подключения

Простейшим методом подключения светильника к сети на 220 В является использование гасящего сопротивления, расположенного последовательно светодиоду. Напряжение постоянно изменяется, амплитудное значение может достигать 310 В. Данная величина должна обязательно учитываться при расчетах сопротивления.

Также следует обеспечить защиту диода от обратного напряжения, равного прямому. Рассмотрим основные способы.

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более)

В данном случае правильно подключить к схеме выпрямительный диод 1N4007, обратное напряжение которого составляет 1000 В. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Этот способ подразумевает использование простого маломощного полупроводника, подключаемого по встречно-параллельному курсу со светодиодом. Обратное напряжение будет воздействовать на гасящее сопротивление, поскольку диод включен в прямом направлении.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

Способ схож с предыдущим методом, за исключением того, что светодиоды будут гореть только на своем отрезке синусоиды, обеспечивая друг для друга защиту от пробоя.

Существенным недостатком подключения светодиодов к сети 220 В через гасящий резистор является то, что на сопротивлении выделяется огромная мощность.

Рассмотрим пример. Предположим, что используется гасящий резистор сопротивлением 24 кОм при подключении светодиодов к сети 220 В с выходящим током 9 мА. Рассчитаем мощность на гасящем сопротивлении: 9*9*24=1944 мВт (около 2 Вт). Таким образом, чтобы обеспечить оптимальную эксплуатацию, нужно взять резистор мощностью не ниже 3 Вт.

Когда используется несколько led-диодов, потребляющих ток большего значения, то мощность будет расти пропорционально квадрату выходного тока, из-за чего использовать гасящий резистор будет просто нецелесообразно. В случае применения сопротивления меньшей мощности, чем требуется по регламенту, резистор быстро выйдет из строя и произойдет короткое замыкание.

Поэтому роль токоограничивающего элемента должен играть конденсатор, на котором не рассеивается мощность, поскольку сопротивление является реактивным.

В простейшей схеме подключения светодиодного осветительного прибора через конденсатор наблюдается следующая картина: после прекращения питания в конденсаторе сохраняется остаточный заряд – источник угрозы для безопасности человека, который должен разряжаться с помощью сопротивления. Второй резистор требуется при включении питания для защиты схемы от тока, идущего через конденсатор. Выпрямительный диод служит для защиты led-диода от обратного напряжения. Выбирайте конденсатор неполярного типа, рассчитанный для эксплуатации в сети с напряжением не ниже 400 В.

Категорически запрещено использовать полярные конденсаторы в сети переменного тока, поскольку проходящий в обратном направлении ток приведет к разрушению конструкции.

Для расчета нужной емкости конденсатора используют эмпирическую формулу, где производное 4,45 и тока, проходящего через светодиоды, нужно разделить на разницу между амплитудной величиной тока (указана выше – 310 В) и падением напряжения на светодиоде после прямого прохождения.

Например, если нужно подключить led-диод с падением напряжения 3 В и током 9 мА, то по формуле выше емкость конденсатора будет равна 0,13 мкФ. На данную величину в большей степени влияет сила тока, меньшей – падение напряжения.

Эмпирическая формула может использоваться при расчетах емкости конденсатора для сети частотой 50 Гц, поскольку в остальных случаях коэффициент 4,45 требует перерасчета.

Нюансы подключения

Есть некоторые нюансы, связанные со значением проходящего тока при подключении светодиодов к сети 220 В. Рассмотрим простейшую схему подключения светодиодной подсветки в выключателе.

Параллельно выключателю подсоединяются сопротивление (гасящий резистор) и светодиод, после чего размещается лампочка. Схема работает без защитных диодов, а значение гасящего резистора подбирается таким образом, чтобы ограничить ток на величине около 1 мА. Лампочка выполняет функцию нагрузки, также ограничивающей ток. Led-диод будет светиться блекло, но этого достаточно для того, чтобы ночью найти выключатель и включить свет. При смене полярности напряжение станет падать на сопротивление, поэтому светодиод будет полностью защищен от потенциального пробоя.

При необходимости подключения ряда светодиодов можно использовать последовательную схему с одним гасящим конденсатором, которая была описана выше. Важным условием такого подхода является выбор светодиодов, рассчитанных на одинаковое значение ограниченного тока.

При встречно-параллельном подключении используется шунтирующий диод. Параллельное подключение применять нельзя, поскольку если выйдет из строя одна цепь, то весь ток потечет через вторую, из-за чего полупроводники перегорят и произойдет короткое замыкание.

Безопасность при подключении

В случае подключения светодиодов к сети 220 В нужно учитывать тот факт, что выключатель светильника полностью размыкает фазный провод. Ноль прокладывается общий на комнату. Часто в электрической сети нет заземления, поэтому угрозу представляет нулевой провод, имеющий определенное напряжение относительно земли.

Иногда заземляющий провод соединяется с батареями отопления или трубами, поэтому, если человек прикоснется одновременно к батарее и фазе, то может попасть под напряжением.

По данной причине при монтаже к сети желательно отключать и нулевой, и фазный провода, используя специальную автоматику, что позволяет избежать поражения током.

Главные нюансы при построении цепи с подключением светодиодных осветительных приборов к сети 220 В связаны с выбором подходящего по параметрам гасящего резистора или конденсатора. Переменный ток в розетке может оказывать разрушительное действие на все полупроводники, пропускающие электричество исключительно в одном направлении. При грамотном ограничении амплитуды тока и расчете нужного амортизационного запаса цепь будет полностью защищена от выгорания и короткого замыкания, что обеспечит долговечность и надежность.

Схем самых надежных самодельных светодиодных ламп. Как сделать недорогую, но очень мощную светодиодную лампу. Светодиодная лампа для отработанного газа



Светодиодная лампа

220 вольт экономит в 1,5-2 раза больше электроэнергии, чем лампа дневного света, и в 10 раз больше, чем лампа накаливания. К тому же при сборке из перегоревшей лампы стоимость изготовления такой лампы будет значительно ниже. Светодиодная лампа будет довольно простой, хотя работать с высоким напряжением можно только при наличии соответствующей квалификации.

Достоинства самодельного светильника

В магазине можно найти множество видов ламп. У каждого вида есть свои недостатки и преимущества. Лампы накаливания постепенно меняют свои позиции из-за большого энергопотребления, низкой светоотдачи, несмотря на высокий индекс цветопередачи. По сравнению с ними люминесцентные источники света — настоящее чудо. Энергосберегающие лампы — это их более современная модернизация, позволившая применить преимущества люминесцентного света в наиболее распространенных лампах, с цоколем Е27, лишенных неприятного мерцания старых представителей этого семейства.

Но у обеих ламп дневного света есть недостатки. Они быстро выходят из строя из-за частого включения-отключения, из-за одной и той же пары ядовитых пар, содержащихся в трубках, а сама конструкция требует специальной утилизации. По сравнению с ними лампы на светодиодах (LED) — вторая революция в области освещения. Они еще более экономичны, не требуют специальной утилизации и служат в 5-10 раз дольше.

У

светодиодных ламп есть одна, но существенный недостаток — самая дорогая. Чтобы свести этот минус к минимуму или завернуть в плюс, вам нужно будет соорудить его из светодиодной ленты своими руками.В этом случае стоимость источника света становится ниже, чем у люминесцентных аналогов.

Самодельный светодиодный светильник имеет ряд преимуществ:

  • Срок службы устройства при правильной сборке составляет рекордные 100 000 часов;
  • по мощности ватт / люмен, они также превосходят все аналоги;
  • стоимость самодельного светильника не выше люминесцентного.

Конечно, есть один недостаток — отсутствие гарантии на изделие, которое должно компенсироваться точным соблюдением инструкции и мастерством электрика.

Материалы для сборки

Методики создания светильника своими руками — отличный набор. Наиболее распространены методы с использованием старого цоколя от турбулентной люминесцентной лампы. Такой ресурс есть у каждого в доме, поэтому с поиском проблем не возникнет. Дополнительно вам понадобится:

  1. Замок из дистиллированного продукта.
  2. Немедленно лед. Они продаются в виде светодиодных лент или отдельных светодиодов НК6.Каждый элемент имеет силу тока около 100-120 мА и напряжение около 3-3,3 вольт.
  3. Потребуется диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
  4. Нам нужен предохранитель, который можно найти во вставной лампе.
  5. Конденсатор. Его емкость, напряжение и другие параметры подбираются в зависимости от электрической схемы сборки и количества светодиодов в ней.
  6. В большинстве случаев каркас необходимо прикрепить с помощью светодиодов. Каркас может быть изготовлен из пластика или аналогичного материала.Главное требование — не должно быть металлическим, токопроводящим и обязательно термостойким.
  7. Чтобы надежно прикрепить светодиоды к раме, потребуются супершаттер или жидкие гвозди (последнее предпочтительнее).

Один или два элемента из приведенного выше списка могут не пригодиться в некоторых схемах, в других случаях, наоборот, могут быть добавлены новые звенья цепи (драйверы, электролиты). Поэтому список необходимых материалов нужно составлять в каждом конкретном случае индивидуально.

Собираем фонарь из светодиодной ленты

Разберем пошагово создание источника света на светодиодной ленте 220 В.Чтобы решиться применить нововведение на кухне, достаточно вспомнить, что собранные своими руками светодиодные лампы являются существенно выгодными аналогами люминесцентных ламп. Они живут в 10 раз дольше и потребляют в 2–3 раза меньше энергии при том же уровне освещения.

  1. Для оформления потребуются две люминесцентные лампы дальнего света по полметра и мощностью 13 ватт. Нет смысла покупать новые смыслы, лучше найти старые и нерабочие, но не битые и без трещин.
  2. Далее идем в магазин и покупаем светодиодную ленту.Выбор большой, поэтому к приобретению подойдите ответственно. Ленты желательно покупать с чистым белым или естественным светом, он не меняет оттенки окружающих предметов. В таких ленточках светодиоды собраны группами по 3 штуки. Напряжение одной группы 12 вольт, а мощность 14 ватт на метр ленты.
  3. Затем нужно разобрать люминесцентные лампы на составные части. Осторожность! Не повредите провода, а также не сломайте трубку, иначе ядовитые пары вырвутся и придется убирать, как после разбитого ртутного термометра.Извлеченные внутренности не выбрасывайте, они пригодятся в будущем.
    Ниже представлена ​​схема купленной нами светодиодной ленты. В нем лед соединен параллельно по 3 штуки в группе. Учтите, что такая схема нам не подходит.
  4. Следовательно, необходимо разрезать ленту на части по 3 диода в каждой и получить дорогие и бесполезные преобразователи. Обрежьте ленту так, чтобы ей было удобно, с помощью сосков или большими и прочными ножницами. После пайки проводов должна получиться схема ниже.
    В итоге 66 светодиодов или 22 группы по 3 льда в каждой, соединенных параллельно по всей длине. Расчеты просты. Поскольку нам необходимо преобразовать переменный ток в постоянный, то стандартное напряжение 220 вольт в электрической сети необходимо повысить до 250. Необходимость «сбросить» напряжение связана с процессом выпрямления.
  5. Для уточнения количества секций светодиода нужно 250 вольт разделить на 12 вольт (напряжение на одну группу из 3 штук). В итоге получаем 20.8 (3), округляя до наибольшей, получаем 21 группу. Желательно добавить сюда еще одну группу, так как общее количество светодиодов придется разделить на 2 лампы, а для этого понадобится четное количество. Кроме того, добавив еще один раздел, мы сделаем общую схему безопаснее.
  6. Нам понадобится выпрямитель постоянного тока, поэтому выбрасывать извлеченную внутреннюю люминесцентную лампу нельзя. Для этого достаем преобразователь, при помощи бутонов убираем конденсатор из общей цепочки.Сделать это достаточно просто, ведь он расположен отдельно от диодов, достаточно сломать плату.
    На схеме видно, что в итоге должно получиться поподробнее.
  7. Далее при помощи пайки и суперклаза нужно собрать всю конструкцию. Даже не пытайтесь уместить все 22 секции в одну лампу. Выше было сказано, что нужно специально найти 2 полуметровые лампы, ведь разместить все светодиоды просто невозможно. Также не нужно рассчитывать на самоклеящийся слой на обратной стороне ленты.Долго это не продержится, поэтому светодиоды нужно крепить суперклонами или жидкими гвоздями.

Подведем итоги и выясним преимущества собранного изделия:

  • Количество света от полученных светодиодных ламп в 1,5 раза больше, чем у люминесцентных аналогов.
  • Энергопотребление намного меньше, чем у ламп дневного света.
  • Server собранный источник света будет в 5-10 раз длиннее.
  • Наконец, последнее преимущество — это направление света.Он не рассеивается и направлен строго вниз, благодаря чему используется на рабочем столе или на кухне.

Конечно, излучаемый свет не отличается высокой яркостью, но главное преимущество — это низкое энергопотребление лампы. Даже если включить и ни разу не выключить, то за год он будет кушать всего 4 кВт энергии. При этом стоимость потребляемой за год электроэнергии сопоставима со стоимостью билета в городском автобусе. Поэтому такие источники света особенно эффективно используются там, где требуется постоянное освещение (коридор, улица, пуфик).

Собираем простую лампочку из светодиодов

Разберем еще один способ создания светодиодной лампы. Для люстры или настольной лампы необходимо стандартное цоколь E14 или E27. Соответственно будет отличаться схема и используемые диоды. В настоящее время широко используются компактные люминесцентные лампы. Нам нужен один выдувной патрон, также меняем общий перечень материалов для сборки.

Вам понадобится:

  • выдувная база Е27;
  • драйвер РЛД2-1;
  • Светодиоды

  • нК6;
  • кусок картона, а лучше — пластик;
  • супер клей;
  • электропроводка;
  • , а также ножницы, паяльник, плоскогубцы и другие инструменты.

Приступим к созданию самодельного светильника:

Световой поток собранной лампы 100-120 люмен. Благодаря чистому белому свету лампочка кажется значительно светлее. Этого достаточно, чтобы осветить небольшую комнату (коридорную, направленную). Основное преимущество светодиодного источника света — низкое энергопотребление и мощность — всего 3 Вт. Что в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2-3 раза — люминесцентных. Работает от обычного патрона на 220 вольт.

Заключение

Итак, имея под руками нерабочие линейные или компактные люминесцентные лампы и несколько элементов, приведенных выше в этой статье, можно создать светодиодный светильник своими руками, обладающий рядом преимуществ.Одно из главных — низкая стоимость по сравнению с лампами, которые можно приобрести в магазине. При сборке и установке требуются меры безопасности, так как вам предстоит работать с высоким напряжением, поэтому следует придерживаться последовательности монтажа согласно схеме. В результате получите светильник, который будет работать долго и радовать глаз.

Видео

Экономичные осветительные лампы есть уже практически в каждом доме. Предлагаем рассмотреть, как сделать светодиодный светильник своими руками, какие материалы потребуются, а также советы по каким критериям их нужно выбрать.


Поэтапная разработка светодиодной лампы

Изначально облегчим задачу — проверить работоспособность светодиодов и замерить напряжение питания сети. При настройке этого устройства Для предотвращения поражения электрическим током Предлагаем использовать разделительный трансформатор 220/220 секунд. Это также обеспечит более надежные измерения при настройке нашей будущей светодиодной лампы.

Необходимо учитывать, что при неправильном подключении каких-либо элементов схемы возможен взрыв, поэтому строго следуйте приведенным ниже инструкциям.

Чаще всего проблема неправильной сборки кроется в некачественной шипу комплектующих.

При расчете на измерение падения напряжения потребления светодиода нужно использовать универсальный измерительный мультиметр. Чаще всего такие самодельные светодиодные фонари Используются на напряжение 12 В, но наша конструкция будет рассчитана на сетевое напряжение 220 В переменного тока.

Видео: Светодиодный светильник в домашних условиях

Высокая светоотдача достигается на диодах при токе 20-25 мА.Но дешевые светодиоды могут давать неприятное голубоватое свечение, к тому же очень вредное для глаз, поэтому советуем разбавить самодельную светодиодную лампу небольшим количеством красных светодиодов. На 10 дешевых белых хватит 4-х светодиодов красного свечения.

Схема достаточно простая и рассчитана на питание светодиода напрямую от сети, без дополнительного источника питания. Единственный минус такой схемы — все ее компоненты не изолированы от питающей сети и светодиодная лампа не защитит от возможного удара.Так что будьте осторожны при сборке и установке этой лампы. Хотя в будущем схему можно модернизировать и изолировать от сети.

Упрощенная схема лампы

  1. Резистор 100 Ом при включении защищает схему от выстрелов напряжения, если его нет, нужно использовать выпрямительный диодный мост большей мощности.
  2. Конденсатор 400 НФ ограничивает силу тока, необходимую для нормального свечения светодиодов. При необходимости можно добавить дополнительные светодиоды, если их суммарный ток потребления не превышает установленный конденсатором предел.
  3. Убедитесь, что используемый конденсатор рассчитан на рабочее напряжение не менее 350 В, оно должно в полтора раза превышать напряжение сети.
  4. Конденсатор 10 ICF необходим для обеспечения стабильного источника света без мерцания. Его номинальное напряжение должно быть вдвое больше, чем измеряется на всех последовательно подключенных светодиодах во время работы.

На фото вы видите перегоревшую лампу, которую скоро разберут на светодиодную лампу своими руками.

Лампу разбираем, но очень осторожно, чтобы не повредить цоколь, потом очищаем и обезжириваем спиртом или ацетоном. Обратите особое внимание на отверстие. Его очищают от лишнего припоя и снова обрабатывают. Это необходимо для качественной пайки компонентов в подвале.

Фото: патрон лампы
Фото: резисторы и транзистор

Теперь вам нужен крохотный выпрямитель, мы используем для этих целей обычный паяльник и диодный мост уже подготовлен заранее и обрабатываем поверхность, работаем очень аккуратно, поэтому чтобы не повредить ранее установленные детали.


Фото: Паяльный выпрямитель

В качестве изоляционного слоя модно использовать клей простого монтажного термопистола. Подойдет та же труба ПВХ, но желательно использовать специально разработанный для этого материал, заполняющий все пространство между деталями и одновременно фиксирующий их. У нас есть готовая основа для будущего светильника.

Фото: Клей и картридж

После этих манипуляций приступаем к самому интересному: установке светодиодов. Мы используем основу в виде специальной печатной платы, ее можно купить в любом магазине электронных компонентов или даже извлечь из какой-то старой и ненужной техники, сняв плату с ненужных деталей.

Фото: светодиоды на плате

Очень важно проверить работоспособность каждой из наших плат, иначе вся работа будет напрасной. Особое внимание уделяем контактам светодиодов, при необходимости их дополнительно чистим и продаем.

Теперь собираем конструктор, нужно припаять все платы, у нас их четыре, к конденсатору. После этой операции все заизолировать клеем, проверить соединения диодов между собой. У нас доски расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы свет распространялся равномерно.

Подключение светодиодов

Также без дополнительных проводов раздуваем конденсатор на 10 мкФ, это хороший опыт пайки для будущих электриков.

Готовая мини лампа Резистор и лампа

Все готово. Советуем прикрыть нашу лампу абажуром, потому что светодиоды излучают очень яркий свет, а это очень больно. Если поставить наш самодельный светильник в «вырез» из бумаги, например, или ткани, то это будет очень мягкий свет, романтический ночник или бра в детскую.Заменив мягкую лампу на стандартное стекло, мы получаем довольно яркое свечение, не раздражающее. Это хороший и очень красивый вариант для дома или дачи.

При желании сделать питание лампы от батареек или от USB нужно исключить конденсатор с конденсатором 400 НФ и выпрямитель, подключив схему напрямую к источнику постоянного тока с напряжением 5-12 В.

Это хороший прибор для подсветки аквариума, но нужно выбрать специальный влагостойкий светильник, его можно найти, посетив любой магазин электромеханических инструментов, такие есть в любом городе, будь то Челябинск или Москва.

Фото: Светильник в действии

Светильник в офисе

Из нескольких десятков светодиодов можно сделать креативный настенный светильник, настольный светильник или торшер в офис. Но для этого будет поток света будет недостаточным для чтения, имеется достаточный уровень освещенности рабочего места.

Для начала нужно определить количество светодиодов и номинальную мощность.

После выясняем нагрузочную способность выпрямительного диодного моста и конденсатора. Подключаем группу светодиодов на минусовой контакт диодного моста.Подключите все светодиоды, как показано на рисунке.

Схема: Подключение ламп

Мы продали все 60 светодиодов вместе. Если вам нужно подключить дополнительные светодиоды, просто продолжайте последовательные всплески от плюса к минусу. Используйте провода для соединения минус одной группы светодиодов, за которыми следят до тех пор, пока весь процесс сборки не будет завершен. Теперь добавим диодный мост. Подключите его, как показано на рисунке ниже. Положительный выход к положительному проводу. Первая группа светодиодов, подключите отрицательный выход к общему проводу последнего светодиода в группе.

Короткие провода светодиодов

Далее необходимо подготовить цоколь старой лампочки, отрезав провода от платы и припаяв их ко входам переменного напряжения на диодном мосту, отмеченном знаком ~. Вы можете использовать пластиковые крепления, винты и гайки для соединения двух плат, если все диоды размещены на отдельных платах. Не забудьте залить доски клеем, изолируя их от короткого замыкания. Это довольно мощная сетевая светодиодная лампа, которая прослужит до 100000 часов непрерывной работы.

Добавить конденсатор

Если увеличить мощность питания светодиодов, чтобы свет стал ярче, светодиоды начнут нагреваться, из-за чего их долговечность значительно снизится. Во избежание этого нужно подключить встраиваемую или настольную лампу на 10 Вт с дополнительным конденсатором. Просто подключите одну сторону базы к отрицательному выходу мостового выпрямителя, а положительную через дополнительный конденсатор — к положительному выходу выпрямителя. Можно использовать 40 светодиодов вместо 60 предложенных, тем самым увеличивая общую яркость лампы.

Видео: Как сделать светодиодную лампу своими руками

При желании аналогичную лампу можно сделать на мощных светодиодах, тогда потребуются конденсаторы другого номинала.

Как видите, особой сложности сборка или ремонт обычной светодиодной лампы своими руками не представляет. И это не займет много времени и сил. Такой светильник подходит как дачный вариант, например для теплицы, его свет абсолютно безвреден для растений.

Имея коллектор на прилавках страны, они остаются вне конкуренции за счет экономичности и долговечности. Однако не всегда качественный товар покупается, потому что в магазине товар не разглядывают для осмотра. И в этом случае не факт, что каждый будет определять, какие именно детали он собирается. выгорать, а покупать обновки становится задумчиво. Выпуском становится ремонт светодиодных ламп своими руками. Эта работа под силу даже начинающему домашнему мастеру, а детали стоят недорого.Сегодня разберемся, как проверить, в каких случаях ремонтируют изделие и как это делать.

Известно, что светодиоды не могут работать напрямую от сети 220 В. Для этого им необходимо дополнительное оборудование, которое, чаще всего, выходит из строя. О нем сегодня и поговорим. Рассмотрим схему, без которой невозможна работа осветительного прибора. Попутно проведем и либерал для тех, кто ничего не разбирается в электронике.

драйвер Gauss 12Вт.

Схема драйвера светодиодной лампы 220 В состоит из:

  • диодного моста;
  • сопротивление;
  • резисторы

  • .

Диодный мост используется для выпрямления тока (выключает его из переменного постоянного). На графике это похоже на отсечение полуволны синусоид. Сопротивление ограничивает ток, а конденсаторы накапливают энергию, увеличивая частоту. Рассмотрим принцип работы светодиодной лампы на схеме на 220 В.

Принцип работы драйвера в лампе на светодиодах

Вид на схему Порядок работы
Напряжение 220 В подается на драйвер и проходит через сглаживающий конденсатор и сопротивление, ограничивающее ток.Это необходимо для защиты диодного моста.
Напряжение подается на диодный мост, состоящий из четырех разнонаправленных диодов, отсекающих полуволны синусоид. На выходе ток постоянный.
Теперь с помощью сопротивления и конденсатора ток снова ограничивается и устанавливается желаемая частота.
Напряжение с необходимыми параметрами поступает на уравновешенные светодиоды, которые служат для ограничения тока.Те. Когда надоедает один из них, напряжение увеличивается, что приводит к выходу из строя конденсатора, если он недостаточно мощный. Так бывает в китайских товарах. Качественные устройства от этого защищены.

Подводя итог принципу работы и схеме драйвера, решение, как закрепить светодиодную лампу на 220В, уже не покажется сложным. Если говорить о качественных, то с ними не стоит беспокоиться. Они работают постоянно и не заполняются, хотя есть «болезни», которым подвержены и они.Как с ними сейчас разговаривать.

Причины включения светодиодных устройств

Чтобы легче было разбираться с причинами, обобщите все данные в одной общей таблице.

Причина поломки Описание Решение проблемы
Падения напряжения Такие лампы как минимум подвержены пробоям из-за падений напряжения, но чувствительные скачки могут «пробить» диодный мост.В результате перегорают светодиодные элементы. Если прыжки чувствительны, необходимо установить, что значительно продлит срок службы осветительного оборудования, а также других бытовых приборов.
Неправильно выбранная лампа Отсутствие надлежащей вентиляции сказывается на водителе. Выделяемое им тепло не выделяется. В результате происходит перегрев. Выберите с хорошей вентиляцией, которая обеспечит желаемый теплообмен.
Ошибки монтажа Неправильно подобранная система освещения, ее подключение.Неверно рассчитанное сечение электропроводки. Здесь выход разгрузит линию освещения или заменит осветительные устройства устройствами, потребляющими меньше энергии.
Внешний фактор Повышенная влажность, вибрация, удары или запыленность при неправильном выборе IP. Правильный подбор или устранение негативных факторов.

Полезно знать! Ремонт светодиодных ламп нельзя выполнять до бесконечности.Намного проще устранить негативные факторы, влияющие на долговечность, и не приобретать дешевые изделия. Сегодняшняя экономия превратится в стоимость завтра. Как говорил экономист Адам Смит: «Я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи».

Ремонт светодиодной лампы на 220В своими руками: Нюансы производства работ

Перед тем, как отремонтировать светодиодную лампу своими руками, обратите внимание на некоторые детали, требующие меньших трудозатрат. Проверка картриджа и напряжения в нем — первое, что стоит сделать.

Важно! Для ремонта ледяных фонарей нужен мультиметр — без него не удастся дозвониться до водителей. Паяльная станция тоже понадобится.

мультиметры бытовые

Паяльная станция необходима для ремонта светодиодных люстр и светильников. Ведь перегрев их элементов приводит к выходу из строя. Температура нагрева при пайке должна быть не выше 2600, при этом паяльник прогревается сильнее. Но выход есть.Используем кусок медной жилы сечением 4 мм, который плотной спиралью наматываем на жало паяльника. Чем сильнее удлиняется жало, тем ниже его температура. Удобно, если на мультиметре присутствует функция градусника. В этом случае его можно отрегулировать более точно.

паяльная станция

Но перед выполнением ремонта светодиодных точечных светильников, люстр или светильников необходимо определить причину выхода из строя.

Как разобрать светодиодную лампочку

Одна из проблем, с которой сталкивается начинающий самодельный мастер, — как разобрать светодиодную лампочку.Для этого потребуется пропитка, растворитель и шприц с иглой. Рассеиватель светодиодной лампы приклеивается к снимаемому корпусу герметика. Проводя аккуратно по рассеивателю краю разброса, шприцем вводим растворитель. Через 2 ÷ 3 минуты он легко выкручивается, диффузор снимается.

Некоторые световые приборы изготавливаются без проклеивающего герметика. В этом случае достаточно повернуть диффузор и вынуть его из корпуса.

Выявите причину выхода из строя светодиодной лампочки

Разбирая осветительный прибор, обратите внимание на светодиодные элементы.Часто ожог определяется визуально: на нем выпали или черные точки. Затем меняем неисправный элемент и проверяем работоспособность. О замене подробно расскажем по пошаговой инструкции.

Если светодиодные элементы в порядке, перейти к приводу. Для проверки работоспособности его детали необходимо выпадать печатной плате. Номинал резисторов (сопротивлений) указан на плате, а параметры конденсатора — на корпусе. Когда мультиметр является мультиметром, в соответствующих режимах отклонения быть не должно.Однако часто вышедшие из строя конденсаторы определяют визуально — потеют или лопаются. Решение — замена подходящей по техническим параметрам.

Замена конденсаторов и сопротивлений, в отличие от светодиодов, часто производится обычным паяльником. В этом случае следует соблюдать осторожность, не перегревать ближайшие контакты и элементы.

Замена светодиодных лампочек: насколько это сложно

Если есть паяльная станция или фен, то эта работа несложная.Паяльником работать сложнее, но можно.

Полезно знать! Если под рукой нет работающих светодиодных элементов, можно установить перемычку вместо перегоревшей. Долго такая лампа не будет работать, но какое-то время сможет победить. Однако такой ремонт производится только в том случае, если количество элементов больше шести. В противном случае сутки — это максимальная эксплуатация ремонтного изделия.

Современные лампы работают на SMD светодиодных элементах, которые можно сбросить с светодиодной ленты.Но стоит подобрать по техническому заданию. Если нет, лучше все поменять.

Статья по теме:

Для правильного выбора светодиодных устройств нужно знать не только общие. Сведения о современных моделях, электрических схемах рабочих устройств. В этой статье вы найдете ответы на эти и другие практические вопросы.

Ремонт драйвера светодиодной лампы при наличии электросхемы

Если драйвер состоит из SMD-компонентов меньшего размера, используем паяльник с медным проводом на стойке.При визуальном осмотре выявили обгоревший элемент — падали и выбираем подходящую маркировку. Без видимых повреждений сложнее. Все детали и ник придется получать отдельно. Обнаружив подгоревшее, меняем на рабочий и. Для этого удобно использовать пинцет.

Полезный совет! Нет необходимости удалять все элементы с печатной платы одновременно. Они похожи на внешний вид, расположение можно перепутать позже. Лучше элементы по одному выпадать и, проверив, собрать на место.

Как проверить и заменить блок питания светодиодных ламп

При установке освещения в помещениях с повышенной влажностью (или) используются стабилизирующие, снижающие напряжение до безопасного (12 или 24 вольт). Стабилизатор может выйти из строя по нескольким причинам. Основные из них — избыточная нагрузка (потребляемая мощность ламп) или неправильный выбор степени защиты блока. Ремонт таких устройств производится в специализированных сервисах. В домашних условиях нереально без наличия техники и знаний в области электроники.В этом случае БП придется заменить.

Блок питания для светодиодов

Очень важно! Все работы по замене блока стабилизирующего питания светодиодов производятся при снятом напряжении. На свитч надеяться не приходится — может он неправильно двигался. В распределительном щите квартиры отключено напряжение. Помните, что прикосновение руки к токоведущим частям опасно для жизни.

Необходимо обратить внимание на технические характеристики прибора — мощность должна превышать параметры ламп, которые от этого портятся.Отключить блок не удалось, подключаем новый по схеме. Он есть в технической документации устройства. Сложностей это не представляет — все провода имеют цветную маркировку, а контакты — буквенное обозначение.

Играет роль и степень защиты устройства (IP). Для ванной прибор должен иметь маркировку не ниже IP45.

Артикул

Прежде чем продолжить чтение, обязательно ознакомьтесь с этой информацией. Любой источник электричества опасен для жизни при несоблюдении правил безопасности.Описанные здесь схемы создания светодиодов не имеют трансформаторов и поэтому представляют опасность. Сборку таких схем могут выполнять люди, обладающие элементарными знаниями основ электротехники.

Светодиод — это электронное устройство, излучающее свет при прохождении через него тока. Светодиоды с их небольшими размерами чрезвычайно эффективны, очень яркие и состоят из дешевых и доступных электронных компонентов. Многие думают, что светодиоды — это просто обычные светоизлучающие лампочки, но это совсем не так.

История светодиодов

Капитан Генри Джозеф Раунд, один из пионеров радиосвязи, во время эксперимента заметил необычное свечение, испускаемое карбидом кремния. Он опубликовал свои наблюдения в General WORLD, но не смог объяснить природу явления.

Русский ученый Лосев Олег Наблюдаемое излучение света кристаллами — диодами. В 1927 году он опубликовал подробности своей работы в «Русском журнале» и оформил патент на «Реле света».

В 1961 году инфракрасный диод был создан Б.Биард и «горняки». Однако основателя LED по праву читает Ник Холонак. Его ученик Дж. Крэфорд в 1972 году создал желтый световой светодиод. В конце 80-х годов прошлого века благодаря исследованиям русского ученого Я. И. Алферова были открыты новые светодиодные материалы, что дало толчок дальнейшему развитию светодиодов.

В начале 70-х годов были изобретены светодиоды зеленого цвета, в 1971 году появился синий светодиод, который оказался очень малоэффективным. Прорыв сделали японские ученые только в 1996 году, которые изобрели дешевый синий светодиод.

Принцип работы вел.

Наиболее распространенные светодиоды состоят из галлия (GA), мышьяка (AS) и фосфора (P). Светодиод представляет собой диодный PN переход, который излучает свет вместо тепла, выделяемого обычным диодом. Когда PN-переход находится в прямом смещении, некоторые дырки объединяются с электронами N-области, а некоторые из электронов n объединяются с дыркой из P-области. Каждая комбинация излучает свет или фотоны.

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт? Светодиоды имеют полярность и, следовательно, не работают, если они подключены в обратном направлении.Самый простой способ проверить полярность общего светодиода — определить толщину электродов. Толстый катод (-). Свет излучается с катода. Более тонкий электрод — это анод (+). Некоторые производители выпускают светодиоды таким образом, что длина проводов катода и анода разная, анод (+) длиннее катода (-). Он также облегчает определение полярности. . Некоторые производители делают оба электродных провода одинаковой длины, в этом случае полярность можно определить с помощью мультиметра.

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Преимущества светодиодов:

Недостатки светодиодных ламп:

  • Может быть ненадежным для внешних применений с большими перепадами температур.
  • Необходимость дополнительного использования радиаторов для защиты полупроводников от теплового воздействия.

Светодиод используется в различных приложениях:

Светодиодное освещение с питанием от сети

Но для построения светодиодной схемы Освещение необходимо строить специальные блоки питания с регуляторами, трансформаторами или без них.В качестве решения на следующей схеме демонстрируется конструкция контура светодиода с источником питания без использования трансформаторов.

Схема светодиодной лампы 220 В

Для питания этой цепи используется переменный ток 220 В, который подается как входной сигнал. Емкостное реактивное сопротивление снижает напряжение переменного тока. Переменный ток поступает в конденсатор, пластины которого непрерывно заряжаются и разряжаются, а соответствующие токи всегда поступают в пластины и выходят из них, что вызывает реактивное сопротивление потоку.

Реакция конденсатора зависит от частоты входного сигнала. R2 сбрасывает накопленный ток от конденсатора при выключении всей цепи. Он способен запоминать до 400 В, а резистор R1 ограничивает этот поток. Следующий этап схемы светодиодной лампы своими руками — это мостовой выпрямитель, который предназначен для преобразования сигнала переменного тока в постоянный ток. Конденсатор C2 служит для устранения пульсации в выпрямленном сигнале постоянного тока.

Резистор R3 служит ограничителем тока для всех светодиодов. На схеме использованы светодиоды белого цвета, которые имеют падение напряжения около 3,5 В и потребляют 30 мА. Поскольку светодиоды подключаются последовательно, потребление тока очень мало. Следовательно, эта схема становится энергоэффективной и имеет бюджетное изготовление.

Светодиодная утилизирующая лампа

Светодиод 220 В легко изготовить из разбитых ламп, ремонт или восстановление которых нецелесообразны. Лента из пяти светодиодов активируется с помощью трансформатора.В цепи 0,7 мкФ / 400 В полиэфирный конденсатор С1 снижает напряжение в сети. R1 — разрядный резистор, который поглощает накопленный заряд от C1, когда вход переменного тока отключен.

Резисторы R2 и R3 ограничивают ток при включении цепи. Диоды D1 — D4 образуют выпрямительный мост, который выпрямляет пониженное напряжение переменного тока, а C2 действует как конденсатор фильтра. Наконец, в Stabilitron D1 есть светодиоды.

Порядок изготовления настольной лампы своими руками:

Светодиод для автомобиля

Используя светодиодную ленту, несложно сделать самодельную красивую уличную подсветку автомобиля.Для четкого и яркого свечения необходимо использовать 4 светодиодные ленты на один метр. Для обеспечения водонепроницаемости и прочности соединение тщательно обрабатывается термоклейкой. Правильность электрических соединений проверяется мультиметром. Реле IGN получает питание при работе двигателя и выключается после выключения двигателя. Для понижения автомобильного напряжения, которое может достигать 14,8 В, в схему включен диод, обеспечивающий долговечность светодиодов.

Светодиодный светильник своими руками на 220В

Светодиодный цилиндрический светильник обеспечивает правильное и равномерное распределение генерируемой освещенности на все 360 градусов, так что все помещение равномерно освещено.

Светильник оснащен интерактивной функцией. защита от перенапряжений, обеспечивающая идеальную защиту устройства от всех импульсов переменного тока.

40 светодиодов объединены в одну длинную цепочку светодиодов, последовательно включенных друг за другом. На входное напряжение 220 В можно подключить около 90 светодиодов подряд, на напряжение 120 В — 45 светодиодов.

Расчет был получен путем деления выпрямленного напряжения 310 В постоянного тока (от 220 В переменного тока) на постоянное напряжение светодиода.310 / 3,3 = 93 единицы, а для входов 120 В — 150 / 3,3 = 45 единиц. Если уменьшить количество светодиодов ниже этих цифр, возникнет риск перенапряжения и выхода собранной цепи.

Как сделать лампочку своими руками

Схема состоит из высоковольтного конденсатора, низковольтного сопротивления для уменьшения тока, двух резисторов и конденсатора на плюсовом источнике для уменьшения входного напряжения и колебаний сети. Фактически, коррекция разбрызгивания выполняется с помощью C2, установленного после моста (между R2 и R3).Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе схемы.

Перечень деталей:

Самодельные светодиоды защищены, а срок их службы увеличивается за счет добавления стабитронов над линиями электропередач. Значение стабилитрона составляет 310 В / 2 Вт и подходит, если светодиод включает в себя светодиоды от 93 до 96 В. Для другого, меньшего количества светодиодных цепочек необходимо уменьшить значение стабилитрона в соответствии с общей токовой линией светодиодной цепочки.

Например, если используется цепочка из 50 светодиодов, а у светодиода 3,3 В, то рассчитываем 50 × 3,3 = 165 В, значит стабилизатор 170 В, хватит для защиты светодиода.

Автоматическое ночное освещение цепное LED

Схема автоматически включит лампу на ночь и выключится через заданное время с использованием нескольких транзисторов и таймера NE555. Схема недорогая и простая в установке. LDR здесь используется как датчик. Днем сопротивление LDR будет низким, напряжение на нем будет падать, а транзистор Q1 будет в режиме разводки.При падении освещенности в комнате увеличивается сопротивление ЛДР, а также напряжение на нем. Транзистор Q1 выключен. База Q2 подключена к эмиттеру q1, поэтому Q2 смещается и, в свою очередь, включает IC1.

NE555 автоматически включается при включении питания. Автоматический запуск Происходит с конденсатором С2. Выход IC1 остается высоким в течение времени, определяемого резистором R5 и конденсатором C4. Когда на выходе IC1 поступает транзистор Q3, он включается, срабатывает триггер T1 и лампа светится.В цепочку входит аккумулятор на 9 вольт для питания таймера при сбоях питания. Резистор R1, диод D1, C1 и конденсатор ZENER D3 образуют блок питания. R7 и R8 — токоограничивающие резисторы.

Схема светодиодного освещения своими руками

Примечания:

  1. Preset R2 можно использовать для регулировки чувствительности цепи.
  2. Предустановка R5 может использоваться для установки времени переключения лампы.
  3. С R5 @ 4.7M время включения составит около трех часов.
  4. Мощность L1 не должна превышать 200 Вт.
  5. Для BT136 рекомендуется использовать радиатор.
  6. IC1 необходимо установить на держателе.

События по борьбе с мерцанием светодиодов

Светодиодная лампа энергосберегающая своими руками имеет огромное преимущество, но нужно много потрудиться, так что вам не будет дела, если самосинхронизатор пользователей не будет беспокоить чрезмерное мерцание светодиода:

Чтобы избежать эффекта мерцания светодиодов, всегда следует помнить о вышеуказанных моментах.

мы собираемся объяснить, как подключить светодиодный светильник к 220 в переменного тока

В этой статье мы собираемся объяснить , как подключить светодиодный светильник к 220 В переменного тока . В сегодняшней жизни это становится интереснее и важнее, потому что людям нужны короткие методы и короткие замыкания. Таким образом, преодолевая вызовы современной эпохи, мы показываем простой способ яркого светодиода на 220 вольт переменного тока . Светодиодный светильник, показанный на следующем рисунке, настолько прост в изготовлении.

Принципиальная схема светодиодного светильника на 220В переменного тока

В этой принципиальной схеме мы использовали один диод, резистор 56 кОм / 1 Вт и светодиод. Анимированный проект светодиодного светильника на 220В переменного тока

как подключить светодиод к 220 ac (компоненты)

1. Светодиод — 5 мм или 10 мм любого цвета любого типа
2. Диод, предпочтительно 1 Н 4007
3. Резистор мощностью 1 Вт или выше номиналом 47к .
4. Двухконтактный штекер

Примечание: более низкие значения резистора дают большую яркость, а более высокие значения продлевают срок службы светодиода.
Резисторы меньшей мощности, например, 1 / 4,1 / 2 Вт или ниже, не подойдут и могут сгореть, поскольку они предназначены для цепей 6 В постоянного тока, а не для сети 220 В переменного тока.

Как собрать

1. Подключите черный анод диода к минусу светодиода 0r как хотите.
2. Подключите резистор к плюсу светодиода или как хотите, но схемы должны по правилам.
3. Подключите свободные концы диода и резистора к штырям, как показано на рис.
Готово. См. Прилагаемый рисунок для ясности.
Еще одна схема с диодом, подключенным «поперек» светодиода, также прилагается. Адаптер цоколя лампы используется вместо штыря.
Он должен работать от сети переменного тока 110 В / 220 В переменного тока.

DC Характеристика:

Так же будет работать на любом аккумуляторе !!
После проверки проверьте, что все компоненты подключены правильно.
После пайки резистора и диода со светодиодом теперь вставьте его в два штекера pic, вот так
Для повышения эффективности этой схемы подключите конденсатор 10 мкФ

Смотрите видео для более подробной информации

Теперь наша светодиодная лампа готова к использованию. Протестируйте ее.Работает отлично.

Светодиодная лента Внутренняя схема и информация о напряжении

В этой статье рассматривается внутренняя схема и принцип работы светодиодной ленты. Эта информация предназначена для обсуждения технических вопросов и не является необходимой для обычных пользователей, заинтересованных в регулярном использовании светодиодных лент.

Назад к основам — Напряжение светодиодного чипа

Указанное напряжение светодиодной ленты — например, 12В или 24В — в первую очередь определяется:

1) указанным напряжением используемых светодиодов и компонентов, а

2) конфигурацией светодиодов на светодиодной ленте.

Светодиоды обычно представляют собой устройства с напряжением 3 В. Это означает, что если между положительным и отрицательным концами светодиода будет приложена разница в 3 В, он загорится.

Что произойдет, если у вас будет несколько светодиодов в цепочке, один за другим (серией)? В этом случае напряжения отдельных светодиодов суммируются.

Следовательно, для 3 последовательно соединенных светодиодов потребуется прямое напряжение 9 В (3 В x 3 светодиода), а для 6 последовательно соединенных светодиодов потребуется прямое напряжение 18 В (3 В x 6 светодиодов).

Помимо светодиодов, также необходим один или несколько токоограничивающих резисторов, чтобы гарантировать, что светодиодная лента не перейдет в режим перегрузки по току. Резистор также включен последовательно со светодиодами, и его значение сопротивления рассчитывается таким образом, чтобы он также потреблял примерно 3 вольта.

Итак, 3 последовательно соединенных светодиода требуют 9 вольт для светодиодов и 3 вольт для резистора, в результате чего мы получаем 12 вольт.

Для шести последовательно соединенных светодиодов требуется 18 вольт для светодиодов и 3 вольта на резистор (x2), что доводит нас до 24 вольт.

Это «строительные блоки» для каждой группы светодиодов на светодиодной ленте. То, как он размещен на светодиодной ленте, можно визуализировать на нашем рисунке ниже:

Что происходит с параллельными светодиодами? Напряжение остается прежним, но ток распределяется поровну между каждой из параллельных цепей. Следовательно, если у вас есть 3 параллельные группы, каждая из которых потребляет 50 мА при 24 В, общая потребляемая мощность составляет 150 мА, также при 24 В.

Эти два примера с 3 светодиодами и 6 светодиодами показывают, как сконфигурирована типичная светодиодная лента на 12 и 24 вольт.Поскольку в светодиодных лентах используются светодиодные устройства на 3 вольта, и они сконфигурированы так, чтобы иметь несколько параллельных цепочек из 3 или 6 светодиодов.

Необходимо ли вам подавать точно указанное напряжение?

Вам может быть интересно, означает ли 12 вольт ровно 12,0 вольт или 11,9 вольт все еще будут работать? Хорошая новость заключается в том, что мощность, подаваемая на светодиодную ленту, оставляет желать лучшего.

Ниже приведена диаграмма из таблицы данных светодиодов, показывающая, сколько тока будет проходить через светодиод в зависимости от напряжения.

Вы увидите, что, например, при 3,0 В этот конкретный светодиод потребляет около 120 мА. Если мы уменьшим напряжение до 2,9 В, светодиод будет потреблять немного меньше, всего около 80 мА. Если мы увеличим напряжение до 3,1 В, светодиод будет потреблять больше, примерно 160 мА.

Поскольку в светодиодной полосе 12 В имеется 3 последовательно соединенных светодиода и резистор, подача 11 В вместо 12 В немного похожа на уменьшение напряжения для каждого светодиода на 0,25 В.

Будут ли светодиоды работать при 2,75 В? Если мы обратимся к таблице выше, окажется, что потребляемый ток упадет со 120 мА на светодиод до примерно 40 мА.

Хотя это довольно значительное падение, светодиоды будут работать нормально, хотя и с гораздо более низким уровнем яркости.

Что, если бы мы подавали только 10 В на светодиодную ленту на 12 В? В этом случае мы уменьшаем напряжение на каждый светодиод на 0,5 В. Если обратиться к таблице, то при 2,5 В светодиоды почти не потребляют ток.

Скорее всего, на этом уровне напряжения вы увидите очень тусклую светодиодную ленту.

Все напряжения ниже номинального значения светодиодной ленты являются безопасными, так как вы всегда будете потреблять меньший ток и, следовательно, исключить любую возможность повреждения или перегрева.Но как насчет уровней напряжения более 12 В?

Давайте посмотрим на питание 12,8 В на светодиодной ленте 12 В. Это увеличивает напряжение на светодиод на 0,20 В.

На наш светодиод теперь подается напряжение 3,2 В, при котором диаграмма показывает потребляемый ток 200 мА.

Так уж получилось, что максимальный ток производителя составляет 200 мА. Если установить более высокое значение, вы рискуете повредить светодиод.

И имейте в виду, что каждый светодиод будет иметь разные характеристики, и присущие производственные различия могут повлиять на фактические диапазоны напряжения, которые допустимы для конкретной светодиодной ленты.

Мы показали, что для светодиодной ленты на 12 В она может переходить от темноты к перегрузке в узком диапазоне от 10 В до 12,8 В.

Хотя возможно подавать напряжение, немного отличающееся от номинального, вы должны быть осторожны и точны, чтобы не повредить светодиоды.

Как насчет уменьшения яркости светодиодной ленты?

Один из способов уменьшить яркость светодиодной ленты — установить входное напряжение ниже номинального уровня, как мы видели выше.В действительности, однако, силовая электроника не очень хороша в снижении выходного напряжения таким образом.

Предпочтительным методом является использование так называемой ШИМ (широтно-импульсной модуляции), когда светодиоды включаются и выключаются с большой скоростью. Регулируя соотношение времени включения и выключения (рабочий цикл), можно отрегулировать видимую яркость светового потока светодиодной ленты.

Для светодиодной ленты 12 В это означает, что она всегда получает либо полное напряжение 12 В, либо 0 В, в зависимости от того, на какой части цикла ШИМ мы находимся.

Аналогичным образом, мы также знаем, что светодиод потребляет одинаковое количество тока, когда он находится в состоянии «включено», независимо от его рабочего цикла. Это дополнительное преимущество для светодиодных лент, цветовая температура которых должна оставаться постоянной даже при изменении яркости.

Итог

Одно из значительных преимуществ светодиодных лент — это простота, но универсальность: они сочетаются с простыми устройствами питания постоянного напряжения.

Иногда может быть полезно понять внутреннюю работу таких устройств, поскольку это может помочь нам понять некоторые из более тонких аспектов их работы, такие как регулировка яркости и изменения входного напряжения.

Неоновые лампы, неоновые индикаторные лампы


Ниже приводится техническая информация и информация по применению неоновых ламп ILT. Многие из наших ламп можно приобрести прямо в нашем интернет-магазине. Чтобы поговорить с одним из наших экспертов по лампам, узнать о индивидуальной лампе или попросить образец, свяжитесь с нами, используя форму ниже.

Обзор ламп

Поговорите с экспертом

<Назад ко всем источникам света


Неоновые лампы рекомендуются для применений 110 вольт переменного тока, 220 вольт переменного тока и постоянного тока, превышающего 90 вольт. Лампы доступны в миниатюрных и субминиатюрных размерах.

Неоновая лампа состоит из двух электродов, помещенных в небольшой стеклянный колпак. Два провода из луженого металла Dumet выводятся из лампы для электрических соединений с электродами.Лампы стандартной яркости заполнены газовой смесью неон / аргон, а лампы высокой яркости — чистым газом неоном. При приложении пускового напряжения (обычно 55–110 вольт переменного тока или 90–140 вольт постоянного тока) газ ионизируется и начинает светиться, позволяя очень слабому току проходить от одного электрода к другому. После ионизации более низкое напряжение будет поддерживать работу лампы. Поддерживающее напряжение обычно на 10-20 вольт ниже пускового напряжения, в зависимости от лампы и рабочего тока.Для ламп, работающих от переменного тока с частотой 60 Гц или выше, световой поток будет казаться глазам непрерывным.

Когда газ ионизируется, он становится проводником, и для ограничения тока требуется внешний последовательный резистор. Чтобы рассчитать значение последовательного резистора, вычтите поддерживающее напряжение из напряжения питания, чтобы получить напряжение на резисторе, затем используйте закон Ома и желаемый уровень тока для определения значения сопротивления.

Типичные значения сопротивления находятся в диапазоне от 10 до 220 кОм.Рассеиваемая мощность необходимого резистора мала, обычно менее 1/4 Вт, но ее следует проверять для приложений с высоким напряжением. Типичный ток для неоновых ламп составляет от 0,5 до 3,0 мА. Рассеиваемая мощность резистора может быть рассчитана по следующей формуле:

P (мощность в ваттах) = I (ток в амперах) x I (ток в амперах) x R (резистор в омах)

Неоновые лампы очень прочные и не подвержен вибрации, механическим ударам или частым включениям / выключениям. Неоновые лампы могут работать в широком диапазоне температур от -40 до +150 градусов C и не повреждаются переходными процессами напряжения статических разрядов высокого напряжения.

Неоновые лампы обладают особыми рабочими характеристиками, которые также позволяют использовать их в качестве умеренно стабильных источников опорного напряжения высокого напряжения. При питании от постоянного напряжения при их расчетном токе напряжение на лампе стабильно и составляет около 90 вольт.

Светоотдача неоновых ламп постепенно снижается, поскольку электроды испаряются и конденсируются на внутренней стороне стеклянной оболочки. Эта ситуация является постепенной с выходом из строя, определяемым как снижение яркости на 50% по сравнению с исходной яркостью. По мере старения неоновых ламп напряжение зажигания медленно увеличивается, пока не достигнет значения напряжения питания.В этот момент лампа мигает и становится нестабильной, что указывает на окончание срока службы.

Срок службы неоновой лампы значительно увеличивается при уменьшении рабочего тока. Для ламп высокой яркости существует обратная зависимость мощности от 4 до 5 между током и сроком службы, тогда как для ламп со стандартной яркостью срок службы лампы изменяется обратно пропорционально мощности тока 3,5. При световой отдаче, экспоненциально пропорциональной току, можно добиться значительного увеличения номинального срока службы при небольшом уменьшении тока и только небольшом уменьшении яркости.Для применений с неоновыми лампами, требующих срока службы более 50 000 часов, использование резистора более высокого номинала снизит ток лампы и продлит срок службы.

При работе от постоянного тока срок службы лампы высокой яркости составляет около 50% от срока службы неоновой лампы, работающей при том же среднеквадратичном напряжении переменного тока. Срок службы лампы стандартной яркости при постоянном токе составляет около 60% от срока службы при переменном токе.

Типичный цвет светового потока для неоновых ламп из прозрачного стекла находится в оранжево-красном диапазоне от 600 до 700 нанометров. Другие излучаемые цвета, такие как зеленый, желтый и синий, доступны за счет вторичной эмиссии путем покрытия внутренней поверхности конверта люминофором.


Зачем использовать неоновые лампы в качестве индикаторных ламп

Контрольные лампы, также называемые контрольными лампами, используются практически во всех видах электрического или электронного оборудования, которое только можно вообразить. В большинстве новых приложений используются светоизлучающие диоды (светодиоды), за исключением индикаторов сети переменного тока или контрольных ламп, где неоновые лампы все еще популярны.

Лампы неоновые

  • Долговечность
  • Очень низкий ток потребления
  • Устойчивость к ударам и вибрации
  • Холодная работа

Соотношение напряжения и тока для неоновых ламп показано выше.Ток не протекает, пока напряжение не достигнет напряжения зажигания (первый пик). Ток увеличится (это будет зависеть от импеданса цепи), а напряжение упадет до рабочего напряжения, которое является нормальным диапазоном свечения лампы. Изменения тока не будут иметь большого влияния, пока вы не достигнете следующей точки и не создадите дугу, создающую область аномального свечения. Неоновые лампы должны работать в области нормального свечения (иногда называемого «отрицательным свечением»).

Простые принципиальные схемы, представленные ниже, показывают разницу в сложности между неоновыми и светодиодными индикаторными лампами.


ИНДИКАТОР НЕОНОВОЙ ЛАМПЫ и СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР
(в среде 115/230 В)


Газы — неоновые лампы наполнены инертными газами, основным из которых является неон. Дополнительные газы, такие как гелий, аргон и криптон, могут быть добавлены для изменения характеристик лампы.

Электроды — никель является основным металлом для электродов неоновой лампы, которые затем покрываются материалами для снижения напряжения пробоя.Длина электродов определяет ток и продолжительность свечения.

Температура — рекомендуемая рабочая температура составляет от -50 ° F до 160 ° F. Поддерживающее напряжение уменьшается с увеличением температуры.


Характеристики и преимущества неоновой лампы

Неоновые лампы обычно используются в приложениях, требующих широкого диапазона температур, яркости и напряжений. Доступны несколько разных цветов и яркости.

Неоновые лампы очень прочны и не подвержены вибрации, механическим ударам или частым включениям / выключениям. Неоновые лампы могут работать в широком диапазоне температур от -40 до +150 ° C и не повреждаются при переходных процессах напряжения статических разрядов высокого напряжения.

Неоновые лампы обладают особыми рабочими характеристиками, которые также позволяют использовать их в качестве умеренно стабильных источников опорного напряжения высокого напряжения. При питании от постоянного напряжения при их расчетном токе напряжение на лампе стабильно и составляет около 90 вольт.

Светоотдача неоновых ламп постепенно снижается, поскольку электроды испаряются и конденсируются на внутренней стороне стеклянной оболочки. Эта ситуация является постепенной с выходом из строя, определяемым как снижение яркости на 50% по сравнению с исходной яркостью. По мере старения неоновых ламп напряжение зажигания медленно увеличивается, пока не достигнет значения напряжения питания. В этот момент лампа мигает и становится нестабильной, что указывает на окончание срока службы.

Срок службы неоновой лампы значительно увеличивается при уменьшении рабочего тока.Для ламп высокой яркости существует обратная зависимость мощности от 4 до 5 между током и сроком службы, тогда как для ламп со стандартной яркостью срок службы лампы изменяется обратно пропорционально мощности тока 3,5. При световой отдаче, экспоненциально пропорциональной току, можно добиться значительного увеличения номинального срока службы при небольшом уменьшении тока и только небольшом уменьшении яркости. Для применений с неоновыми лампами, требующих срока службы более 50 000 часов, использование резистора более высокого номинала снизит ток лампы и продлит срок службы.

При работе от постоянного тока срок службы лампы высокой яркости составляет около 50% от срока службы неоновой лампы, работающей при том же среднеквадратичном напряжении переменного тока. Срок службы лампы стандартной яркости при постоянном токе составляет около 60% от срока службы при переменном токе.

Типичный цвет светового потока для неоновых ламп из прозрачного стекла находится в оранжево-красном диапазоне от 600 до 700 нанометров. Другие излучаемые цвета, такие как зеленый, желтый и синий, доступны за счет вторичной эмиссии путем покрытия внутренней поверхности конверта люминофором.

Неоновая терминология

Напряжение зажигания: Напряжение, при котором зажигается неоновая лампа, обычно составляет от 45 до 65 В переменного тока для стандартных типов яркости и от 70 до 95 В переменного тока для типов с высокой яркостью. Иногда это называют напряжением пробоя или зажигания.

Поддерживающее напряжение: Напряжение на лампе после ее зажигания. Это напряжение является функцией тока лампы и обычно указывается при расчетном токе.Номинальные значения: 80 В для стандартной яркости и 75 В для ламп повышенной яркости.

Напряжение гашения: Напряжение, при котором лампа гаснет при понижении напряжения питания. Обычно оно на несколько вольт ниже поддерживаемого напряжения.

Расчетный ток: Ток, при котором лампа должна работать. Он будет определяться напряжением питания и значением последовательного сопротивления. Работа при более низких токах приведет к нестабильности тлеющего разряда (т.е.е. мерцание) и работа с более высокими токами может значительно сократить срок службы лампы. Поэтому важно использовать только рекомендованное значение последовательного сопротивления.

Темный эффект: Для всех неоновых ламп ILT действует условие, называемое темным эффектом. Аффект темноты определяется как резкое увеличение количества напряжения, необходимого для того, чтобы лампа светилась, когда лампа находится в темноте. Поскольку лампа светочувствительна, для ее запуска может потребоваться много дополнительных вольт, если нет света.Неоновые лампы также могут работать неустойчиво в полной темноте.

Чтобы предотвратить влияние темноты, рядом с неоновыми лампами может быть установлен внешний источник или, в некоторых случаях, нестандартные неоновые лампы могут поставляться с радиоактивным газом, часто Krypton 85.

Что это и как работает?

Разработка и внедрение технологии светоизлучающих диодов (LED) во всем диапазоне осветительных приложений были захватывающими в последние несколько лет. Несмотря на присущую светодиодам высокую эффективность электрооптического преобразования, светодиодный светильник настолько хорош, насколько хорош его драйвер.Потенциал этой революционной технологии освещения может быть раскрыт только тогда, когда показатели производительности светодиодных драйверов будут последовательно согласованы с электрическими характеристиками светодиодного источника света. Светодиодная система освещения представляет собой синергетическое сочетание источника света, драйверов светодиодов, систем управления температурой и оптики. Поскольку драйверы являются единственным компонентом, который существенно влияет на фотометрические характеристики и качество света светодиодов в системе освещения, они играют решающую роль в более обширных и интенсивных применениях светодиодных технологий.

Что такое светодиодный драйвер?

Драйвер светодиодов — это электронное устройство, регулирующее мощность светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов. Светодиоды представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства, пропитанные или легированные слоями для создания p-n-перехода. Когда ток течет через легированные слои, дырки из p-области и электроны из n-области инжектируются в p-n переход. Они рекомбинируют, чтобы генерировать фотоны, которые мы воспринимаем как видимый свет. Преобразование тока в световой поток почти линейное, увеличение входного тока позволяет большему количеству электронов и дырок рекомбинировать в p-n-переходе, и, таким образом, генерируется больше фотонов.

В отличие от обычных источников света, которые работают непосредственно от источника переменного тока (AC), светодиоды работают от входа постоянного или модулированного прямоугольного сигнала, поскольку диоды имеют полярность. Вход сигнала переменного тока приведет к тому, что светодиод будет гореть только примерно половину времени, когда сигнал переменного тока имеет правильную полярность, и сразу же погаснет при отрицательном смещении. Следовательно, постоянная подача постоянного электрического тока на фиксированный выход или переменный выход в допустимом диапазоне должна применяться к светодиодной матрице для стабильного немигающего освещения.

Драйверы светодиодов

обеспечивают интерфейс между источником питания (линией) и светодиодом (нагрузкой), преобразуя входящую мощность сети переменного тока 50 Гц или 60 Гц при таких напряжениях, как 120 В, 220 В, 240 В, 277 В или 480 В, в регулируемый выходной постоянный ток. Существуют драйверы, предназначенные также для приема других типов источников питания, например, питания постоянного тока от микросетей постоянного тока или питания через Ethernet (PoE). Схема драйвера светодиода должна иметь невосприимчивость к скачкам напряжения и другим помехам в линии переменного тока в пределах заранее определенного расчетного диапазона, а также отфильтровывать гармоники в выходном токе, чтобы они не влияли на качество вывода светодиодного источника света.Драйвер — это не просто преобразователь мощности. Некоторые типы светодиодных драйверов имеют дополнительную электронику для точного управления светоотдачей или для поддержки интеллектуального освещения.

Постоянный ток или постоянное напряжение?

Электрическая цепь, которая регулирует поступающую мощность для обеспечения выхода постоянного напряжения, обычно называется источником питания, тогда как драйвер светодиода в строгом смысле означает электрическую цепь, которая обеспечивает выход постоянного тока. Сегодня «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» — очень неоднозначные термины, которые используются как синонимы.Несмотря на терминологическую двусмысленность, мы не можем позволить себе игнорировать существенные различия между схемами постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) для регулирования нагрузки светодиодов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обеспечивают постоянный ток (например, 50 мА, 100 мА, 175 мА, 350 мА, 525 мА, 700 мА или 1 А) независимо от нагрузки по напряжению для модуля светодиодов в определенном диапазоне напряжений. Драйвер может питать один модуль со светодиодами, подключенными последовательно, или несколько светодиодных модулей, подключенных параллельно.Последовательное соединение является предпочтительным в архитектурах цепей CC, поскольку оно гарантирует, что все светодиоды имеют одинаковый ток, протекающий через их полупроводниковые переходы, а световой поток равномерен через светодиоды. Для параллельного подключения нескольких светодиодных модулей требуется резистор в каждом светодиодном модуле, что приводит к снижению эффективности и плохому согласованию тока. Большинство драйверов CC можно запрограммировать для работы в диапазоне выходного тока для точного сопряжения между драйвером и конкретным светодиодным модулем. Драйверы светодиодов постоянного тока используются, когда световой поток не должен зависеть от колебаний входного напряжения.Они используются во многих типах осветительных приборов общего назначения, таких как потолочные светильники, троферы, настольные / торшеры, уличные фонари и верхние фонари, для которых приоритетными являются высокое качество тока и точное управление мощностью. Драйверы CC поддерживают регулировку яркости как с широтно-импульсной модуляцией (PWM), так и с уменьшением постоянного тока (CCR). Работа источника питания в режиме CC обычно требует защиты от перенапряжения на случай чрезмерного сопротивления нагрузки или при отключении нагрузки.

Драйверы светодиодов постоянного напряжения предназначены для работы светодиодных модулей при фиксированном напряжении, обычно 12 В или 24 В.Каждый светодиодный модуль имеет собственный линейный или импульсный регулятор тока для ограничения тока с целью поддержания постоянного выходного сигнала. Обычно предпочтительно подавать постоянное напряжение на несколько светодиодных модулей или светильников, соединенных параллельно. Максимальное количество светодиодов или светодиодных модулей и прямое напряжение на них не должно превышать мощность источника питания постоянного тока. Цепь CV должна допускать рассеяние мощности при коротком замыкании нагрузки. Ограничители тока обычно имеют тепловое отключение для защиты цепи, когда на ограничитель тока подается напряжение, превышающее максимально допустимое.Драйверы CV часто используются в низковольтных светодиодных осветительных приборах, которые требуют простоты группового подключения при параллельном управлении, например, для управления светодиодными лентами, светодиодными модулями для световых коробов. Драйверы постоянного напряжения могут быть затемнены только при ШИМ.

Импульсный источник питания (SMPS)

Поскольку светодиоды очень чувствительны к колебаниям тока и напряжения, одна из наиболее важных функций драйвера светодиода заключается в уменьшении колебаний прямого напряжения на полупроводниковом переходе светодиодов.Импульсные источники питания работают путем модуляции электрического сигнала с использованием одного или нескольких переключающих элементов, таких как силовые полевые МОП-транзисторы, на высокой частоте, тем самым генерируя заданную величину мощности постоянного тока при изменении напряжения питания или нагрузки. Импульсные преобразователи, используемые в драйверах светодиодов, требуют, чтобы энергия сохранялась в виде тока с использованием катушек индуктивности и / или в виде напряжения с использованием конденсаторов, чтобы поддерживать выходной ток или напряжение на нагрузке во время цикла включения / выключения. Драйвер светодиодов AC-DC SMPS преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, способную правильно управлять светодиодами.

Для импульсного преобразования мощности в драйверах светодиодов доступны различные топологии схем для поддержки требований к нагрузке светодиодов. Среди всех топологий SMPS наиболее часто используются понижающий, повышающий, понижающий-повышающий и обратноходовой типы.

Также известная как понижающий преобразователь, понижающая схема регулирует входное постоянное напряжение до желаемого постоянного напряжения с помощью ряда методов управления током, включая синхронное переключение, гистерезисное управление, управление пиковым током и управление средним током.Понижающая топология предназначена для драйверов светодиодов с питанием от сети, которые необходимы для управления длинной цепочкой светодиодов, при этом напряжение нагрузки поддерживается ниже напряжения питания. Понижающие цепи также часто встречаются в приложениях с низким напряжением, где входное напряжение питания относительно низкое (например, 12 В постоянного тока для автомобильного освещения) и работает только один светодиод. Понижающая топология позволяет создавать схемы с меньшим количеством компонентов при сохранении высокого КПД (90–95%). Однако напряжение нагрузки понижающей цепи должно быть менее 85% от напряжения питания.Более того, понижающие драйверы светодиодов не обеспечивают изоляцию между входными и выходными цепями.

Повышающий преобразователь предназначен для повышения входного напряжения до более высокого выходного напряжения примерно на 20% или более. Цепи повышения обычно требуют одного индуктора и работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме прерывистой проводимости (DCM), в зависимости от формы волны тока индуктора. В повышающих преобразователях малой мощности может использоваться накачка заряда, а не катушка индуктивности, в которой используются конденсаторы и переключатели для повышения выходного напряжения выше напряжения питания.Преобразователи на основе индуктивности обладают преимуществом в виде небольшого количества компонентов и высокой эксплуатационной эффективности (более 90%). Недостатком этой топологии является отсутствие изоляции между входными и выходными цепями. Повышающий преобразователь выдает импульсную форму волны, поэтому для уменьшения пульсаций тока требуется большой выходной конденсатор. ШИМ-регулирование яркости является сложной задачей из-за большого выходного конденсатора, а также управления с обратной связью, которое требует большой полосы пропускания для стабилизации преобразователя.

Пониженно-повышающие преобразователи

могут обеспечивать выходное напряжение выше или ниже входного, что делает их идеальными для приложений, в которых входное напряжение растет и падает с большими колебаниями (не более 20%).Колебания входного напряжения такого типа обычно возникают в осветительных устройствах с питанием от аккумуляторных батарей, например, в автомобильном освещении строительной и сельскохозяйственной техники (вилочные погрузчики, тракторы, комбайны, экскаваторы, снегоочистители и т. Д.), А также в грузовых автомобилях и автобусах. Два типа преобразователей, которые часто используются в повышающих понижающих преобразователях, известны как SEPIC (несимметричный преобразователь индуктивности первичной обмотки) и Cuk. Преобразователь SEPIC отличается использованием двух индукторов, предпочтительно двухобмоточного индуктора, который имеет небольшую площадь основания, низкую индуктивность рассеяния и способность увеличивать соединение обмоток для повышения эффективности схемы.В архитектуре SEPIC повышающая секция обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC), а понижающая секция выдает напряжение, равное, меньшее или большее, чем входное напряжение, в то время как выходная полярность обеих секций остается одинаковой. Топология Cuk сочетает в себе непрерывный выходной ток понижающего преобразователя и непрерывный входной ток повышающего напряжения, что дает Cuk наилучшие характеристики EMI и позволяет при необходимости уменьшать емкость. Повышающе-понижающий преобразователь представляет собой неизолированную схему драйвера.Как и повышающие преобразователи, повышающие / понижающие преобразователи требуют защиты от перенапряжения для предотвращения повреждений из-за чрезмерно высокого напряжения в случае разомкнутой нагрузки.

Схема обратного переключения — это преобразователь с прерывистой проводимостью, который обеспечивает изоляцию сети переменного тока, накопление энергии и масштабирование напряжения. Он очень похож на повышающий преобразователь, но с разделением индуктивности, образующим трансформатор. Обратный трансформатор с как минимум двумя обмотками не только обеспечивает полную изоляцию между его входной и выходной цепями, но также позволяет подавать более одного выходного напряжения с разной полярностью.Первичная обмотка подключена к входному источнику питания, вторичная обмотка подключена к нагрузке. Магнитная энергия сохраняется в трансформаторе, когда переключатель включен, и в то же время диод имеет обратное смещение (т. Е. Блокируется). Когда переключатель выключен, диод смещен в прямом направлении, и магнитная энергия выделяется током, текущим из вторичной обмотки. В некоторых схемах обратного хода используется третья обмотка, называемая начальной или вспомогательной обмоткой, для питания управляющей ИС. Более точный контроль среднего напряжения на конденсаторе, который используется для поддержания тока в нагрузке светодиода, когда преобразователь находится на первой ступени, требует изолированной обратной связи, обычно через оптрон.Цепи обратного переключения могут быть разработаны для очень широкого диапазона питающих и выходных напряжений с изоляцией от опасно высоких напряжений. Однако эти схемы менее эффективны (75 — 85%, более высокий КПД возможен за счет использования дорогих деталей).

Линейный источник питания

Линейный источник питания использует элемент управления (например, резистивную нагрузку), который работает в своей линейной области для регулирования выхода. В схемах управления светодиодами этого типа напряжение, протекающее через резистор, чувствительный к току, сравнивается с опорным напряжением в контуре обратной связи для создания управляющего сигнала.Контроллер, который работает в линейной области системы обратной связи с обратной связью, регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток, протекающий через чувствительный резистор, не будет соответствовать напряжению обратной связи. Таким образом, ток, подаваемый на цепочку светодиодов, поддерживается до тех пор, пока прямое напряжение не превышает выходное напряжение с ограничением по падению. Линейные драйверы обеспечивают только понижающее преобразование, что означает, что напряжение нагрузки должно поддерживаться ниже, чем напряжение питания. Если напряжение нагрузки выше напряжения питания или напряжение питания сильно колеблется, необходим импульсный стабилизатор.

В приложениях

с питанием от сети переменного тока, которые предъявляют высокие требования к регулированию напряжения, обычно используются переключаемые линейные регуляторы для управления светодиодными лампами с длинной цепочкой светодиодов, соединенных последовательно. Переключаемые линейные регуляторы представляют собой комбинации нескольких линейных регуляторов, которые либо интегрированы, либо каскадированы в модульной форме. Эти линейные регуляторы, обычно разработанные в корпусах ИС для поверхностного монтажа, используются для интеллектуальной регулировки количества подключенных к нагрузке светодиодов в цепочке во время цикла линии питания, чтобы напряжение нагрузки соответствовало мгновенному напряжению сети переменного тока.

Линейные драйверы светодиодов

представляют собой чрезвычайно упрощенное решение, которое устраняет необходимость в громоздких и дорогостоящих катушках, конденсаторах и реактивных (например, индуктивных и / или емкостных) входных фильтрующих элементах EMI / EMC. Значительно низкое количество деталей и использование твердотельных компонентов позволяют уменьшить размеры переключаемого линейного регулятора до компактной ИС-микросхемы. Это делает линейные драйверы конкурентоспособным кандидатом для светодиодных ламп, стоимость и физический размер которых являются важными факторами при проектировании.Благодаря способности генерировать резистивную нагрузку диммера, аналогичную лампе накаливания, линейные драйверы светодиодов имеют общую совместимость с существующими диммерами с отсечкой фазы (TRIAC), которые были разработаны для диммирования резистивных нагрузок.

Отличающаяся конкурентоспособностью затрат, невосприимчивостью к электромагнитным и электромагнитным помехам, малой занимаемой площадью и простотой конструкции, топология линейного управления вызывает все больший интерес в отрасли. Однако линейные драйверы борются с присущими им недостатками, которые не позволяют им войти в массовые приложения в довольно многих категориях продуктов.

1. Линейный драйвер светодиода может иметь низкую эффективность, когда напряжение питания значительно превышает напряжение нагрузки.

2. Избыточная мощность выделяется в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению термической нагрузки на схему драйвера и, скорее всего, на светодиоды, если тепло не рассеивается эффективно.

3. Ограничение необходимости поддерживать напряжение нагрузки ниже, чем напряжение питания в определенном диапазоне, приводит к дополнительному недостатку, заключающемуся в разрешении только ограниченного диапазона напряжения питания.

4. Линейные драйверы, доступные на рынке, представляют собой преимущественно недорогие схемы, которые не уделяют особого внимания устранению мерцания.

5. Неизолированная топология не обеспечивает гальванической развязки от сети переменного тока.

Switched Vs. Линейный

В конструкции драйвера светодиода есть много компромиссов. При выборе между SMPS и линейными драйверами необходимо учитывать стоимость, эффективность, управляемость, срок службы, диммирование, размер, коэффициент мощности, мерцание, вход / выход, изоляцию от сети переменного тока и различные другие факторы.

Импульсные источники питания, очевидно, более эффективны, чем линейные, из-за их модуляции «0/1» (переключение ВКЛ / ВЫКЛ). Они могут быть разработаны для обеспечения высокой энергоэффективности, а также освещения без мерцания при сохранении высокого коэффициента мощности и низкого общего гармонического искажения (THD). Хотя линейные драйверы светодиодов задумывались как перспективное решение для управления светодиодами, в обозримом будущем SMPS по-прежнему будет предпочтительным решением для управления светодиодами для приложений, где первостепенное значение имеют эффективность, управление освещением, качество света и электрическая безопасность.В частности, цифровая управляемость драйверов SMPS, которые оснащены технологией интеллектуальных датчиков и возможностью беспроводного подключения, обещает сделать возможным множество приложений Интернета вещей (IoT). Цифровая модуляция позволяет кодировать данные в двоичном формате для высокоскоростной оптической беспроводной связи (LiFi), что значительно расширяет прикладной потенциал драйверов SMPS.

Тем не менее, привлекательные особенности драйверов SMPS достигаются за счет их зависимости от громоздких, дорогих и ненадежных реактивных компонентов, таких как трансформаторы, катушки индуктивности и конденсаторы.Высокоскоростное переключение вызывает много шума, что приводит к относительно высокому уровню электромагнитных помех, которые необходимо фильтровать и экранировать с помощью дополнительных цепей. Эти дополнительные схемы могут значительно увеличить физические размеры и удвоить общую стоимость драйвера светодиода.

Самым большим недостатком драйверов SMPS, который также является наиболее привлекательной особенностью линейных драйверов, является их надежность. Схема управления SMPS использует большое количество компонентов, включая фильтры, выпрямители, схемы корректора коэффициента мощности (PFC) и т. Д.Сложная конструкция может снизить надежность схемы. Широкое использование алюминиевых электролитических конденсаторов в PFC в качестве компонента накопления энергии вызывает наибольшую озабоченность по поводу надежности драйвера SMPS. Электролитические конденсаторы известны своей высокой емкостью и высоким номинальным напряжением. Тем не менее электролит в конденсаторе со временем испарится. Скорость испарения линейно зависит от температуры. Высокая температура ускоряет испарение электролита, что вызывает уменьшение емкости и увеличение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).Повышенное ESR приводит к высоким колебаниям выходного напряжения и шуму. А конденсатор в итоге выходит из строя, когда высыхает электролит, что приводит к преждевременному выходу из строя всей системы освещения. Высокоскоростное переключение может вызвать электромагнитные помехи (EMI), которые отрицательно сказываются на окружающих элементах схемы. Это создает дополнительную проблему проектирования, которую необходимо преодолеть. Использование шумового фильтра приводит к увеличению объема и веса, а также стоимости производства.

С другой стороны, линейные драйверы обладают большим потенциалом благодаря ранее упомянутым преимуществам.Как правило, они живут дольше, чем драйверы SMPS, упрощают конструкцию лампы и снижают стоимость, а также значительно сокращают спецификации. Однако сложно разработать линейный драйвер с эффективностью преобразования и подавлением мерцания, сопоставимой со схемами SMPS. Эта технология в настоящее время используется неправомерно. Большинство производителей освещения воспринимают это только как дешевое решение для вождения. Хотя допустимо использовать линейные драйверы в светодиодных светильниках для приложений, где высококачественный свет и изоляция от сети переменного тока не являются главным приоритетом (например,грамм. наружное освещение), некоторые производители пытаются включить это недорогое решение для управления светодиодами в требующие визуального восприятия и чувствительные к безопасности приложения внутреннего освещения без улучшения качества выходного сигнала драйвера (контроль мерцания) и повышения электробезопасности и рассеивания тепла в системе освещения.

Бортовой водитель (DOB)

DOB — это типичная реализация топологии линейного вождения. Светодиодный модуль DOB, также называемый светодиодным двигателем переменного тока, вмещает светодиоды и всю электронику драйвера на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB).Технология DOB использует возможность монтажа MCPCB микросхем драйвера высокого напряжения (переключаемых линейных регуляторов). В отличие от схемы драйвера SMPS, которая должна быть установлена ​​на маршрутизируемой печатной плате FR4, эти микросхемы драйвера для поверхностного монтажа могут быть припаяны к плате MCPCB, установленной на светодиодах, без разводки цепи. Это полностью устраняет необходимость в специальной сборке драйверов и, таким образом, обеспечивает компактный форм-фактор. Еще одно преимущество конструкции DOB заключается в том, что отличная теплопроводность MCPCB может способствовать быстрому рассеиванию тепла, генерируемого из-за неэффективного преобразования линейного драйвера.

Использование энергии

Обработка мощности, которая происходит внутри SMPS, обычно приводит к неравномерному потреблению мощности из-за модуляции импульсов тока. Способ, которым импульсные регуляторы потребляют импульсы тока из энергосистемы общего пользования, может вызывать изгибы и искажения формы волны тока в линии электропередачи, а также срабатывание предохранителей и автоматических выключателей при уровнях мощности ниже, чем допустимая мощность линии. Наличие этих гармонических искажений и нелинейных нагрузок может привести к различным проблемам, таким как перегрев нейтральных проводов и распределительных трансформаторов, отказ или неисправность оборудования для производства и распределения электроэнергии, а также помехи в цепях связи и т. Д.С точки зрения энергопотребления, эти вредные помехи от нисходящего электрического оборудования должны быть запрещены. Поэтому коммунальные предприятия предъявляют нормативные требования к коэффициенту мощности (PF) и общему коэффициенту гармонических искажений (THD) электрического оборудования, включая светодиодные светильники с питанием от сети.

Коэффициент мощности — это отношение потребляемой мощности к поставляемой мощности, выражаемое числом от 0 до 1. У чисто резистивных нагрузок коэффициент мощности равен 1, поскольку ток потребляется точно по фазе с линейным напряжением.Тем не менее, реактивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности драйвера светодиода, потребляют дополнительный реактивный ток, который трудно измерить и, следовательно, невозможно для коммунальных предприятий получить прибыль. Что наиболее важно, эта реактивная мощность приведет к тому, что передаваемая мощность (полная мощность) будет больше, чем мощность, фактически необходимая светодиодному светильнику. Это может привести к тому, что инфраструктура коммунального предприятия будет работать с превышением мощности и может привести к потенциальному ущербу, если не будут приняты меры для защиты инфраструктуры от перегрузки дополнительной реактивной мощностью.Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем точнее совпадают формы сигналов тока и напряжения. По мере уменьшения коэффициента мощности теряется больше мощности в виде реактивной мощности. В коммерческом и промышленном секторах коммунальные предприятия часто взимают дополнительную плату с конечных пользователей, которые работают с электрооборудованием с низким коэффициентом мощности, чтобы компенсировать возросшие затраты на генерацию и передачу.

Коэффициент мощности светодиодной лампы или светильника стал требованием спецификаций на многих рынках. Директива ЕС требует, чтобы светодиодный продукт с потребляемой мощностью более 25 Вт имел коэффициент мощности выше 0.9. В США и Design Light Consortium (DLC), и Energy Star имеют правила PF, аналогичные европейским. Штат Калифорния имеет четкие правила для значения коэффициента мощности, которое должно быть выше 0,9 для всех уровней мощности светодиодного освещения жилых и коммерческих помещений. Чтобы соответствовать нормативным значениям коэффициента мощности, драйверы светодиодов с питанием от сети, разработанные для сетей переменного тока, должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для поддержания высокого коэффициента мощности в широком диапазоне входных напряжений. Схема коррекции коэффициента мощности (PFC) обычно используется для минимизации реактивной мощности и максимизации доступной мощности от источника и распределительных кабелей.Цепи PFC, которые включают в себя активные и пассивные PFC, формируют и синхронизируют по времени входной ток в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с линейным напряжением.

Общие гармонические искажения (THD) часто возникают одновременно с проблемой низкого коэффициента мощности. THD — это измерение искажения формы волны тока, вызванного нелинейными электрическими нагрузками, такими как нагрузки выпрямителя. Искаженные формы волны тока могут снизить коэффициент мощности и также создать гармонические искажения. Гармонические искажения также возникают, когда нагрузка потребляет ток, не похожий на истинную синусоиду.THD представлен в процентах. Чем ниже значение, тем лучше. Высокий коэффициент нелинейных искажений может вызвать проблемы в оборудовании распределения питания. Поэтому важно, чтобы драйверы светодиодов соответствовали нормативным значениям THD (обычно менее 20%) во всем диапазоне входного напряжения. THD подавляется схемой коррекции коэффициента мощности, которая должна эффективно формировать входной ток, чтобы генерировать минимальную энергию на более высоких частотах.

Регулировка яркости влияет на коэффициент мощности и коэффициент нелинейных искажений. Следовательно, необходимо измерять коэффициенты мощности и нелинейные искажения на выходах с полной и низкой яркостью.

Регулировка яркости

Переход от традиционной технологии освещения к твердотельному освещению обусловлен необходимостью повышения эффективности, контроля и взаимодействия. В основе управления освещением лежит технология затемнения, которая является неотъемлемой функцией систем управления освещением. Одним из преимуществ светодиодов является способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности, которые регулируются драйвером светодиода. Эффективность регулирования яркости светодиодного драйвера становится все более важной, поскольку освещение становится более связным и адаптируемым к потребностям и предпочтениям пользователя.Наиболее часто используемые элементы управления диммером-драйвером включают симистор (триод для переменного тока), 0–10 В и DALI (интерфейс цифрового адресного освещения). Широтно-импульсная модуляция (PWM) и уменьшение постоянного тока (CCR) являются наиболее распространенными методами, используемыми для уменьшения яркости светодиодных нагрузок от драйвера.

Диммеры

с фазовым управлением работают путем отключения частей цикла переменного напряжения для управления светоотдачей. Цепи управления фазой включают в себя 2-проводное управление прямой фазой (передний фронт), 2-проводное управление обратной фазой (задний фронт) и 3-проводное управление прямой фазой (передний фронт).Регулировка яркости с управлением фазой часто используется в модернизированных приложениях, где протягивание новой или дополнительной проводки ответвленной цепи или внутренней проводки управления может быть сложным и дорогостоящим. Однако драйвер светодиода должен быть спроектирован так, чтобы распознавать сигналы напряжения от схемы регулирования яркости и реагировать на них. Неспособность интерпретировать выходной сигнал переменного фазового угла при регулировке яркости может вызвать мерцание и уменьшить диапазон регулировки яркости.

0-10 В — это 4-проводный (горячий и нейтральный, плюс 2 низковольтных управляющих провода) метод диммирования, который иногда называют диммированием 1-10 В, поскольку наиболее типичные диммируемые драйверы 0-10 В могут диммировать только от 100% ( 10 В) до 10% (1 В), а 0 В выключает лампу.В этом методе драйвер является источником тока для сигнала постоянного тока и, таким образом, надежен при диммировании, происходящем в драйвере. Схема управления отправляет управляющие сигналы низкого напряжения для настройки входа на драйвер, изменяя напряжение от 1 В до 10 В постоянного тока. Поскольку управляющий сигнал представляет собой небольшое аналоговое напряжение, длинные участки проводов могут вызвать падение напряжения и вызвать падение уровня сигнала. 0-10V — это универсальный протокол управления в осветительной отрасли, который широко используется в коммерческих осветительных приборах.Однако стандарты затемнения 0–10 В для архитектурных приложений в США не определяют значение минимальной светоотдачи и не учитывают форму кривой затемнения. Это может вызвать несовместимость элементов управления и устройств от разных производителей.

DALI, способный обеспечивать адресацию отдельных устройств и обратную связь по состоянию от нагрузок, обеспечивает большую гибкость в управлении освещением через 4-проводную систему (горячий и нейтральный плюс 2 низковольтных канала передачи данных без топологии).DALI обычно используется там, где стратегия управления требует, чтобы осветительный прибор реагировал более чем на один контроллер (например, переключатель ручного управления и датчик присутствия). DALI — это двунаправленный протокол, и система освещения DALI может управлять до 64 контрольными точками (драйверы, диммеры, реле) без использования центрального блока управления. Протокол DALI использует логарифмическое регулирование яркости, которое обеспечивает 256 ступеней яркости со стандартизированной кривой затемнения в диапазоне от 0,1% до 100%.

PWM управляет яркостью светодиода, изменяя рабочий цикл постоянного тока с частотой импульсов, достаточно высокой, чтобы быть незаметным для человеческого глаза.Отношение времени включения к времени выключения определяет воспринимаемую интенсивность света. Широтно-импульсная модуляция поддерживает постоянный прямой ток, что устраняет проблему смещения цвета и, таким образом, является преимуществом для приложений, требующих постоянного CCT в широком диапазоне диммирования. ШИМ-регулировка яркости обычно используется как для статической, так и для динамической регулировки интенсивности с источниками белого света, а также светодиодами RGB. В приложениях для смешивания цветов RGB, затемнение с ШИМ позволяет точно отрегулировать яркость отдельных источников для получения желаемого цвета.Однако переключение на высокой скорости может создавать электромагнитные помехи. Драйверы PWM не могут быть установлены удаленно от источника света, потому что увеличенное расстояние передачи от драйвера к источнику света может мешать высокочастотным, чувствительным ко времени рабочим циклам.

CCR или аналоговое регулирование яркости регулирует интенсивность света путем изменения тока привода постоянного тока, протекающего через светодиод. Поскольку ток изменяется линейно, CCR практически не мерцает. Диммирование с постоянным током также может работать в более широком диапазоне светового потока, чем обычное диммирование с отсечкой фазы.К недостаткам CCR относятся низкая производительность при низких токах (ниже 10%), изменение цвета светодиодов при уменьшении яркости светодиодов до 20% от номинальной мощности и асинхронный отклик при более высоких токах из-за эффекта спада. Цепью диммирования CCR можно управлять с помощью различных протоколов, таких как 0–10 В, DALI и ZigBee. CCR и PWM можно комбинировать для обеспечения гибридного затемнения, так что можно использовать преимущества обоих методов.

Подавление мерцания

Мерцание — это амплитудная модуляция светового потока, которая может быть вызвана колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточной пульсацией выходного тока, подаваемого на нагрузку светодиода, или несовместимым взаимодействием между схемами диммирования и источниками питания светодиодов.Мерцание может вызывать другие временные световые артефакты (TLA), в том числе стробоскопический эффект (неправильное восприятие движения) и фантомный массив (узор появляется при движении глаз). TLA бывают как видимыми, так и невидимыми. Мерцание, возникающее на частотах 80 Гц и ниже, непосредственно видно глазу, а невидимое мерцание — это временные изменения, возникающие на частотах 100 Гц и выше. Стробоскопический эффект и фантомная матрица обычно возникают в диапазоне частот от 80 Гц до 2 кГц, их видимость варьируется в зависимости от населения.Хотя невидимые TLA не воспринимаются человеческим глазом, они все же могут иметь ряд негативных последствий.

Мерцание и другие TLA — это нежелательные временные паттерны светового потока, которые могут вызывать напряжение глаз, нечеткое зрение, зрительный дискомфорт, снижение зрительной способности и, в некоторых случаях, даже мигрень и светочувствительные эпилептические припадки. Поэтому они являются одними из ключевых факторов при оценке качества света. Целевое использование искусственного освещения играет роль. Различные сценарии освещения могут допускать разный уровень временных световых артефактов.TLA могут быть менее важны для проезжей части, парковки и наружного архитектурного освещения или других приложений, где продолжительность воздействия искусственного света ограничена. Искусственный свет с высоким процентом мерцания не следует использовать как для внешнего, так и для рабочего освещения в домах, офисах, классных комнатах, гостиницах, лабораториях и промышленных помещениях. Освещение без мерцания имеет решающее значение не только для визуальных задач, требующих точного позиционирования глаз и условий, в которых уязвимые группы населения проводят много времени, но и для телевещания HDTV, цифровой фотографии и замедленной записи в студиях, стадионах и спортзалах.Видеокамеры могут улавливать TLA так же, как человеческий глаз улавливает эти эффекты.

Ключ к уменьшению мерцания заключается в драйвере светодиода, который предназначен для преобразования коммерческой мощности переменного тока в мощность постоянного тока и фильтрации любых нежелательных пульсаций тока. Достаточно большие пульсации, которые обычно возникают при частоте, в два раза превышающей напряжение сети переменного тока, в постоянном токе, подаваемом на светодиодную нагрузку, приводят к мерцанию и другим визуальным аномалиям с частотой 100/120 Гц. Таким образом, допустимый уровень пульсаций тока в светодиодах, например пульсация ± 15% (всего 30%), должен быть определен в драйверах светодиодов для различных приложений, где мерцание имеет значение.Пульсации можно сгладить, используя конденсатор фильтра. Одной из основных проблем при разработке драйверов является фильтрация пульсаций и гармоник без использования громоздких короткоживущих высоковольтных электролитических конденсаторов на первичной стороне. Светодиодные двигатели переменного тока по своей природе восприимчивы к явлению мерцания, потому что светодиоды фактически работают от того, что по сути является промежуточным напряжением постоянного тока, которое было бы в системе светодиодного освещения на основе SMPS. Быстрое изменение полярности вызывает мерцание интенсивности на частоте, вдвое превышающей синусоидальную частоту переменного тока.Несмотря на простоту конструкции схемы, требуются дополнительные схемы для эффективного уменьшения временных изменений источника питания.

Стандарты ограничения мерцания для различных приложений еще не установлены. IES установила две метрики для количественной оценки мерцания. Процент мерцания измеряет относительное изменение модуляции света (глубину модуляции). Индекс мерцания — это показатель, который характеризует изменение интенсивности по всей периодической форме волны (или скважности для прямоугольных сигналов).Процент мерцания лучше известен обычным потребителям. В целом, 10-процентное мерцание или меньше при 120 Гц или 8-процентное мерцание или меньше при 100 Гц приемлемо для большинства людей, за исключением групп риска, 4-процентное мерцание или меньше при 120 Гц или 3-процентное мерцание или меньше при 100 Гц считается безопасным для всех слоев населения и очень востребованным в приложениях с интенсивным зрением. К сожалению, большое количество светодиодных ламп и светильников, представленных в настоящее время на рынке, имеют высокий процент мерцания. В частности, светодиодные фонари переменного тока имеют мерцание, обычно превышающее 30 процентов при 120 Гц.

Защита цепи

В зависимости от топологии драйвера, конструкции схемы и условий применения драйверы светодиодов могут работать в условиях аномалий нагрузки и ненормальных условий эксплуатации, таких как перегрузка по току, перенапряжение, пониженное напряжение, короткое замыкание, обрыв цепи, неправильная полярность, потеря нейтрали, перегрев и т. Д. Следовательно, драйверы светодиодов должны включать механизмы защиты для решения этих проблем.

Выходное напряжение некоторых драйверов постоянного тока, особенно импульсных повышающих преобразователей, может слишком сильно превышать номинальное напряжение привода из-за отключения нагрузки или чрезмерного сопротивления нагрузки.Защита от разомкнутой цепи или защита от перенапряжения на выходе (OOVP) обеспечивает механизм отключения, который использует стабилитрон для обеспечения обратной связи и проведения выходного тока на землю, когда выходное напряжение превышает определенный предел. Более предпочтительным методом защиты от обрыва цепи является использование схемы активной обратной связи по напряжению для отключения источника питания при достижении точки срабатывания по перенапряжению.

Защита от перенапряжения на входе (IOVP) предназначена для снятия напряжения в цепи управления от перенапряжения в результате операций переключения / изменения нагрузки в электросети, ударов молнии поблизости, ударов молнии непосредственно в систему освещения или электростатического разряда.В линиях переменного тока небольшое, но продолжительное перенапряжение может вызвать высокие токи (импульсы энергии) в драйвере светодиодов и светодиодах, что может привести к отказу драйвера светодиода и интерфейсов управления, а также к преждевременному старению светодиодов. Металлооксидный варистор (MOV) или ограничитель переходного напряжения (TVS) может быть помещен напротив входа для поглощения энергии путем ограничения напряжения. Конденсатор с пластиковой пленкой, который обычно подключается к линии переменного тока, чтобы уменьшить эмиссию электромагнитных помех, также помогает поглощать часть энергии в импульсных импульсах.

Драйверы светодиодов

обычно имеют ограниченный уровень защиты от перенапряжения за счет встроенных схем защиты от перенапряжения. В некоторых приложениях, таких как уличное освещение, к драйверу должны быть добавлены дополнительные устройства защиты от перенапряжения, способные выдерживать многократные скачки или удары, чтобы защитить компоненты, расположенные ниже по потоку, от сильных скачков напряжения. УЗИП должен быть рассчитан на снижение или разрядку высокой энергии импульса минимум 10 кВ и 10 кА в соответствии с ANSI C136.2.

Короткое замыкание на нагрузке линейного источника питания может привести к перегреву, но не влияет на ток, подаваемый на каждый светодиод, поскольку цепи ограничения тока обеспечивают автоматическую защиту от короткого замыкания.Однако в импульсном понижающем стабилизаторе короткое замыкание приведет к выходу из строя светодиода или всего модуля в зависимости от конструкции схемы. Выход из строя одного светодиода обычно минимально влияет на общую светоотдачу. Изменение напряжения можно уравновесить с помощью саморегулирующейся схемы распределения тока, которая по-прежнему распределяет ток равномерно. С другой стороны, короткое замыкание на нагрузке светодиодной цепочки может существенно повлиять на общий световой поток. Механизм обнаружения отказов защиты от короткого замыкания может быть реализован путем контроля рабочего цикла.Короткое замыкание обычно приводит к очень короткому рабочему циклу.

Защита от перегрева для светодиодных систем включает температурную защиту модуля (MTP) и ограничение температуры драйвера (DTL). DTC использует резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для уменьшения выходного тока, когда максимальная температура в точке корпуса драйвера в приложении превышает заранее установленный предел. MTC контролирует температуру светодиодного модуля и взаимодействует с драйвером, который автоматически снижает ток, подаваемый на светодиоды, когда MTC определяет пороговую температуру.DTL также может использоваться в качестве альтернативы MTP, если точка TC драйвера и температура светодиодного модуля могут быть коррелированы.

EMI и EMC

Электромагнитные помехи (EMI), также называемые радиочастотными помехами (RFI), влияют на другие электрические цепи в результате либо электромагнитной проводимости, либо электромагнитного излучения, испускаемого электроникой, такой как драйверы светодиодов, радиоприемники CB и сотовые телефоны. Любой драйвер светодиодов, подключенный к сети переменного тока, должен соответствовать стандартам излучения, таким как определено в IEC 61000-6-3.В схеме управления светодиодами переключение MOSFET обычно является основным источником электромагнитных помех. Компоновка печатной платы с короткими и компактными путями для коммутирующих токов также важна для ограничения электромагнитных помех. В некоторых приложениях требуется входной фильтр для уменьшения высокочастотных гармоник, и конструкция этой схемы имеет решающее значение для поддержания низкого уровня электромагнитных помех. Заземляющий слой на печатной плате должен оставаться сплошным, чтобы избежать создания токовой петли, вызывающей излучение высоких уровней электромагнитных помех. Металлический экран может быть установлен над зоной переключения, чтобы обеспечить защиту от электромагнитного излучения.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — это способность устройства или системы работать в своей электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех, мешающих соседнему оборудованию, или не подвергаясь влиянию электромагнитных помех, излучаемых соседним оборудованием. Эффективность ЭМС драйвера светодиода часто автоматически обеспечивается хорошей схемой защиты от электромагнитных помех. Однако электростатический разряд (ESD) и устойчивость к скачкам напряжения, которые не учитываются в практике EMI, также влияют на характеристики EMC.

Соображения безопасности

Безопасность всегда должна оставаться приоритетом номер один при оценке водителя и системы освещения, с которой он работает.Очень желателен светодиодный драйвер с питанием от сети с диэлектрической изоляцией, например, 1500 В RMS (50 или 60 Гц) от входа до выхода. Изоляцию входной / выходной цепи можно выполнить только с помощью трансформатора с первичной и вторичной обмотками с хорошей гальванической развязкой. Выходное напряжение должно быть ниже предела безопасного сверхнизкого напряжения (БСНН) 60 В постоянного тока согласно IEC 61140. Однако растет число светодиодных осветительных приборов, которые реализуют неизолированную топологию с целью сокращения затрат.Риск поражения электрическим током является серьезной проблемой для светодиодной продукции, управляемой недорогими линейными регуляторами. Эти цепи не обеспечивают развязку между входными и выходными цепями, а электрическая изоляция систем освещения, возможно, не была должным образом проверена.

Для продуктов с питанием от переменного тока необходимо учитывать вопросы длины пути утечки и зазоров. Длина пути утечки между первичной и вторичной цепями должна соответствовать требованиям к расстоянию, в противном случае возможно поражение электрическим током или возгорание.Необходимо учитывать зазор, который определяется как кратчайшее расстояние между двумя проводящими частями, чтобы предотвратить искрение между электродами, вызванное ионизацией воздуха. Поскольку размеры электронных схем продолжают уменьшаться, хорошая конструкция печатной платы имеет важное значение для схемы драйвера, чтобы не только уменьшить эмиссию электромагнитных помех, но также уменьшить проблемы утечки и зазоров.

Все электропроводящие и прикосновенные части драйвера светодиодов класса защиты I с питанием от сети должны быть заземлены.Драйверы светодиодов, предназначенные для работы с системами светодиодного освещения для жилых и коммерческих помещений, обычно относятся к Классу II. Для драйверов светодиодов класса II нет заземления корпуса, но все проводники внутри драйверов класса II должны иметь двойную или усиленную изоляцию, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между цепью питания от сети и выходной стороной или металлическим корпусом драйвера.

Температурные характеристики

Драйвер светодиода сконфигурирован для преобразования сетевого напряжения переменного тока в выходное напряжение постоянного тока с максимальной эффективностью, и любая энергия, потерянная в процессе преобразования, будет преобразована в тепло.Это означает, что драйвер светодиода с КПД 90% требует входной мощности 100 Вт / 0,9 = 111 Вт для управления нагрузкой 100 Вт. Среди входной мощности 11 Вт — потери мощности, которые уходят в виде тепла. Это создает высокую тепловую нагрузку на схему драйвера светодиода. Когда драйвер размещен в корпусе светильника, тепловая нагрузка от светодиодов приведет к дополнительному увеличению температуры драйвера. Помимо использования компонентов, рассчитанных на высокие температуры, драйвер должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от термочувствительных компонентов.Избыточное тепловыделение вызовет проблемы с надежностью компонентов, включая электролитические конденсаторы, которые высыхают под воздействием тепла. Поэтому температура, при которой работает светодиодный драйвер, принципиально важна для определения срока его службы. Для облегчения отвода тепла в драйверах светодиодных светильников высокой мощности используются алюминиевые корпуса, которые могут поставляться с ребрами высокой плотности и теплопроводящей заливкой.

Защита от проникновения

Драйверы светодиодов

для освещения проезжей части, улицы, наружного и ландшафтного освещения должны быть герметизированы для защиты от попадания пыли, влаги, воды и других предметов, которые могут проникнуть внутрь продукции.Высокая степень защиты от проникновения (IP) для светодиодных драйверов имеет решающее значение для использования в помещениях, таких как автомойки, чистые помещения, разливочные и консервные заводы, предприятия пищевой промышленности, фармацевтические предприятия или любое промышленное применение, требующее ежедневного мытья под высоким давлением. Автономные драйверы светодиодов для влажных помещений обычно залиты силиконом, чтобы улучшить целостность корпуса, а также облегчить электрическую изоляцию и управление температурой. Эти драйверы обычно имеют степень защиты IP65, IP66 или IP67.

Местоположение Воздействие

Драйверы светодиодов

могут быть установлены удаленно или совместно с корпусами светильников или ламп. В совместно размещенных системах без DOB драйвер должен быть термически изолирован от светодиодов, которые выделяют огромное количество тепла. При проектировании корпуса светильника необходимо учитывать техническое обслуживание драйвера. В удаленных системах драйверы ШИМ могут терять производительность на большом расстоянии. Таким образом, CCR является предпочтительным методом диммирования для удаленных систем.

Лучшие умные светодиодные лампы на 2021 год

Лампочки — даже умные — должно быть легко. Просто прикрутите умную светодиодную лампу к лампе и соедините ее со смартфоном, и вам никогда не придется беспокоиться о перемещении по темным коридорам или поиску выключателя. Многие даже позволяют регулировать цвет. Мы рекомендуем цветную светодиодную лампу Philips Wiz Smart Wi-Fi LED, потому что она достаточно яркая для повседневного использования, обеспечивает яркие цвета и может работать вместе с Amazon Alexa, Apple Siri Shortcuts, Google Assistant и Samsung SmartThings.Это также одна из самых доступных цветных ламп, которые мы тестировали, что позволяет переключиться на использование умных лампочек так же легко, как и вкрутить лампочку.

Наш выбор

Philips Wiz Smart Wi-Fi LED Color Bulb

Эта модель дешевле, чем большинство умных ламп, излучает яркие цвета, имеет полезные сцены (предустановки цвета и тусклости) и работает с Amazon Alexa, Apple Siri Ярлыки и Google Ассистент.

Цветная светодиодная лампа Philips Wiz Smart Wi-Fi — это лучшая интеллектуальная лампа, которую мы когда-либо видели, по цене, о которой еще несколько лет назад было бы неслыханно.Он обеспечивает яркий белый свет и потрясающие цвета, а также надежное планирование и некоторые специальные эффекты. Эта лампа и ее менее дорогой белый аналог хорошо зарекомендовали себя при тестировании экспонометра и обладают достаточной яркостью, чтобы использовать ее для считывания показаний. Здесь также есть хороший температурный диапазон для свиданий, вечеринок или вечеров в кино. Эта лампочка поддерживает Amazon Alexa, Apple Siri Shortcuts, Google Assistant, Samsung SmartThings и IFTTT, поэтому ею можно управлять с помощью голосовых команд и подключаться к другим устройствам умного дома.И это единственная протестированная нами цветная лампа Wi-Fi, которая включает режим отпуска, который случайным образом включает и выключает лампочку, чтобы создать впечатление, будто вы дома, когда вас нет. Лампы Philips Wiz несовместимы с лампами Philips Hue, поэтому, если вы уже используете лампы Hue, вам следует придерживаться их.

Второе место

Если наш лучший выбор будет распродан, лампа Cree Lighting Connected Max Tunable White + Color станет надежной заменой. Это примерно такая же цена, что и Philips, и включает в себя множество тех же функций, таких как планирование и предустановленные сцены, которые можно настроить по своему вкусу.Однако у него другой цветовой диапазон, а это значит, что он не может затемнять так низко, как наш лучший выбор. И хотя он работает с Amazon Alexa, Google Assistant и Siri Shortcuts, ему не хватает поддержки Samsung SmartThings или IFTTT. Мы также обнаружили, что приложение Кри немного сбивает с толку.

Также отлично

Умная светодиодная цветная лампа Yeelight

Лампа Yeelight ярче, чем большинство умных ламп, имеет уникальную функцию выбора цвета для настройки цветов и работает с Amazon Alexa, Apple HomeKit и Google Assistant.

Умная светодиодная цветная лампа Yeelight обладает многими функциями, которые вы ожидаете от умной лампы, и предлагает несколько заманчивых дополнений, в том числе Color Picker, который позволяет использовать камеру вашего смартфона в качестве сканера, чтобы ваша лампа могла соответствовать цвету что угодно. Yeelight излучает более яркий свет, чем большинство измеренных нами ламп, поэтому он идеально подходит для повседневного использования. Он также подключается к домашней сети Wi-Fi и работает со многими другими продуктами для умного дома благодаря поддержке Amazon Alexa, Apple HomeKit, Google Assistant и Samsung SmartThings.Если вам не нужно больше цвета в вашей жизни, подумайте о регулируемой белой лампе Yeelight Smart LED.

Выбор обновления

Philips Hue White и Color Ambiance A19 Starter Kit

Лампы Hue можно сочетать с широким выбором других осветительных устройств Hue, все из которых обмениваются данными друг с другом по беспроводной сети, чтобы предотвратить проблемы с дальностью действия. Hue также поддерживает большинство платформ для умного дома, включая Amazon Alexa, Apple HomeKit и Google Assistant.

Philips Интеллектуальные лампочки Hue White и Color Ambiance создают яркие, красочные сцены, и ими можно управлять с помощью Bluetooth или смартфона.Однако настоящая магия происходит, когда вы добавляете концентратор Hue (или такое устройство, как Amazon Echo, которое имеет встроенный беспроводной концентратор Zigbee). Это позволяет удаленно управлять лампами, устанавливать расписания и интегрироваться с датчиками движения и другими устройствами из семейства аксессуаров Hue. Он также добавляет поддержку Apple HomeKit, Amazon Alexa, Google Assistant и Samsung SmartThings, среди других. А поскольку это соединение Zigbee работает отдельно от домашней сети Wi-Fi (оно создает собственную ячеистую сеть между устройствами), оно более надежно, чем большинство беспроводных систем.Обратной стороной является то, что лампы Hue дороже, чем другие наши модели; мы рекомендуем стартовый комплект White and Color Ambiance A19, который включает три лампы и концентратор Hue.

Другие идеи освещения для умного дома

Как подключить светодиодный светильник к сети переменного тока 220 В

Обычно мы видели, что светодиоды используются на выходе цепей постоянного тока. Следовательно, для такой схемы требуется питание от батареи постоянного тока, но что, если нам нужно работать с цепями переменного тока? В то время необходимо использовать источник питания переменного тока.Проще говоря, это означает, что светодиод будет приводиться в действие мощностью переменного тока. Таким образом, создать такую ​​схему не так уж и сложно. Но зачем нам это нужно? Какова цель этого, когда уже имеется источник постоянного тока? Простой ответ заключается в том, что приводы постоянного тока испытывают потери на расстоянии, требуют регуляторов, которые тратят много энергии. С другой стороны, характеристики переменного тока лучше на расстоянии. Итак, эта статья о том, как подключить светодиодный светильник к сети переменного тока.

Требуемое оборудование

Серийный номер Название компонента Значение Кол-во
1 Светодиод 5 мм или 10 мм 1
1

1
Резистор
4 Диод 1N4007 1
5 Штекер 2-контактный штекер 1

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

Чтобы сделать схему, подключите анод диода к отрицательному выводу светодиода, это позволяет току течь в одном направлении, как односторонний клапан.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.