Led светильники схема: Какой бывает схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов

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.

Содержание

• 1 Конструктивная схема
• 2 Электрическая схема
  • 2.1 Недорогой китайской лампы на 220В
  • 2.2 Фирменной светодиодной лампы

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.

Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

Содержание

• 1. Типы схем
• 2. Обозначение на схеме
• 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
• 4. Подключение к постоянному напряжению
• 5. Самый простой низковольтный драйвер
• 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
• 7. Включение 1 диода
• 8. Параллельное подключение
• 9. Последовательное подключение
• 10. Подключение RGB LED
• 11. Включение COB диодов
• 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
• 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
• 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

1. светодиодный драйвер со стабилизированным током;
2. блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный  источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения  необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи;
• количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и  затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены.  Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

1. простая на гасящем конденсаторе;
2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а  в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была  не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную  мощность.

Подключение к постоянному напряжению

..

Далее будут рассмотрены  схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный  полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:

1. 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
2. 5В – зарядные устройства с USB;
3. 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
4. 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.

Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие.  Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.

Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении  желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность. Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа  рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.   В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

1. светодиодные лампах для дома;
2. led светильники;
3. новогодние гирлянды на 220В;
4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление.  Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов  белого света, поэтому имеет 6 ножек.  То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

 

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

Светодиодное освещение | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Светоизлучающий диод (LED) – это сегодня наиболее энергоэффективная и быстро развивающаяся технология освещения. Качественные светодиодные лампы служат дольше, более долговечны и обеспечивают сравнимое или лучшее качество света, чем другие типы освещения. Ознакомьтесь с 8 главными фактами о светодиодах, которых вы не знали, чтобы узнать больше.

Энергосбережение

Светодиод — это высокоэффективная технология освещения, которая может коренным образом изменить будущее освещения в Соединенных Штатах. Бытовые светодиоды, особенно продукты с рейтингом ENERGY STAR, потребляют как минимум на 75 % меньше энергии и служат до 25 раз дольше, чем лампы накаливания.

Широкое использование светодиодного освещения имеет большое потенциальное влияние на экономию энергии в Соединенных Штатах. Ожидается, что к 2035 году в большинстве осветительных установок будет использоваться светодиодная технология, а экономия энергии от светодиодного освещения может превысить 569%.ТВтч ежегодно к 2035 году, что соответствует годовой выработке энергии более чем 92 электростанциями мощностью 1000 МВт.

Чем отличаются светодиоды

Светодиодное освещение сильно отличается от других типов освещения, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы. Ключевые отличия включают в себя:

• Источник света: светодиоды размером с перчинку и могут излучать свет различных цветов. Иногда для получения белого света используется смесь красных, зеленых и синих светодиодов.
• Направление: светодиоды излучают свет в определенном направлении, что снижает потребность в отражателях и рассеивателях, которые могут задерживать свет. Эта функция делает светодиоды более эффективными для многих применений, таких как встроенные светильники и рабочее освещение. При других типах освещения свет должен отражаться в нужном направлении, и более половины света никогда не покидает светильник.
• Тепло: светодиоды излучают очень мало тепла. Для сравнения, лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла, а компактные люминесцентные лампы выделяют около 80% своей энергии в виде тепла.
• Срок службы: продукты светодиодного освещения обычно служат намного дольше, чем другие типы освещения. Светодиодная лампа хорошего качества может служить в 3-5 раз дольше, чем КЛЛ, и в 30 раз дольше, чем лампа накаливания.

Светодиодные продукты

Светодиодное освещение доступно в самых разных бытовых и промышленных продуктах, и этот список растет с каждым годом. Быстрое развитие светодиодных технологий привело к увеличению доступности продукции, повышению эффективности производства и снижению цен. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных типов светодиодной продукции.

Промышленное и коммерческое освещение

Высокая эффективность и направленность светодиодов делают их идеальными для многих промышленных применений. Светодиоды все чаще используются в уличных фонарях, освещении гаражей, пешеходных дорожек и других наружных площадок, освещении холодильных шкафов, модульном освещении и рабочем освещении.

 

Освещение под шкафом

Благодаря небольшому размеру и направленности светодиодов они идеально подходят для освещения труднодоступных мест, таких как столешницы для приготовления пищи и чтения рецептов. Поскольку цвет и направление света могут различаться, важно сравнивать продукты, чтобы найти лучший светильник для вашего помещения.

 

 

Встраиваемые светильники

Встраиваемые потолочные светильники обычно используются на кухнях жилых домов, в коридорах и ванных комнатах, а также в ряде офисных и коммерческих помещений. По оценкам Министерства энергетики США, в домах и на предприятиях США установлено более 600 миллионов встроенных светильников.

 

Сменные светодиодные лампы

Благодаря повышению производительности и снижению цен светодиодные лампы могут по доступной цене и эффективно заменить лампы накаливания мощностью 40, 60, 75 и даже 100 Вт. Важно прочитать этикетку с информацией об освещении, чтобы убедиться, что яркость и цвет продукта соответствуют назначению и местоположению.

Светодиодные праздничные огни

Светодиоды потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, и декоративные светодиодные гирлянды, такие как елочные фонари, ничем не отличаются. Светодиодные праздничные светильники не только потребляют меньше электроэнергии, но и обладают следующими преимуществами:

• Безопаснее: светодиоды намного холоднее, чем лампы накаливания, что снижает риск воспламенения или ожога пальцев.
• Прочнее: светодиоды изготовлены из эпоксидных линз, а не из стекла, и гораздо более устойчивы к поломке.
• Долгий срок службы: одна и та же светодиодная цепочка может использоваться через 40 праздничных сезонов.
• Простота установки: до 25 цепочек светодиодов можно подключить встык, не перегружая стенную розетку.

• Учить больше
• Ссылки

Связано с энергосбережением

Люмен и этикетка с информацией об освещении Узнать больше

Товары и услуги для освещения и дневного освещения Узнать больше

• Твердотельное освещение — Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии
• Светодиодные лампы — ENERGY STAR
• Декоративные световые гирлянды — ENERGY STAR

Схема

светодиодных ламп сэкономила 20 000 крор рупий на счетах за электроэнергию для домашних хозяйств: схема PM Modi

со светодиодными лампами сэкономила 20 000 крор рупий на счетах за электроэнергию для домашних хозяйств: PM Modi — Times of India

Top Searchs

Edition

Подпись в

Эта история с 4 марта 2022 г.

Sanjay Dutta / TNN / 4 марта 2022, 20:12 IST

AA

Размер текста

9003

77774 Размер текста

9003 9003

.

Средний

Большой

СТАТЬИ

• Схема светодиодных ламп позволила сэкономить 20 000 крор рупий на счетах за электроэнергию для домохозяйств: PM Modi
• Будь то автомобили, электроника или золото, защитите все свое имущество в этот праздничный сезон
• «После возобновления работы 21 февраля число обращений за визой в Австралию в Индии вернулось к уровню, существовавшему до пандемии»
• Индия со следующей недели повысит цены на топливо из-за опасений по поводу инфляции Премьер-министр Нарендра Моди заявил в пятницу, что на сегодняшний день счета за электроэнергию среднего класса и бедных домохозяйств составляют 20 000 крор рупий, подчеркнув необходимость устойчивой энергетики для обеспечения устойчивого роста.
  
  «Бесплатное распространение светодиодных ламп на 37 крор по схеме Ujala сэкономило 48 000 миллионов киловатт-часов, что привело к экономии 20 000 крор рупий для среднего класса и бедных домохозяйств и сокращению годового выброса углерода на 4 крор тонны. Использование светодиодных ламп в уличных фонарях ежегодно экономит гражданам 6 крор рупий», — сказал Моди, выступая на вебинаре Министерства возобновляемых источников энергии, посвященном энергетике для устойчивого роста.
  Схема Уджала была запущена в 2016 году во время первого срока правления Моди в рамках более крупного плана по сокращению углеродного следа Индии.
  Схема предусматривала замену всех ламп накаливания и КЛЛ на более энергоэффективные светодиодные лампы. Но высокая цена светодиодных ламп, которые тогда были сравнительно новыми на рынке, представляла собой проблему.
  «Правительство сначала стимулировало крупномасштабное внутреннее производство светодиодных ламп, чтобы снизить цены. Это позволило правительству развернуть крупномасштабное распределение», — сказал Моди, подчеркнув важность энергоэффективности для устойчивого развития.
  
  Пиюш Гоял, который в то время был министром энергетики, использовал масштабы государственных закупок в рамках схемы, чтобы убедить мировых и отечественных производителей снизить цены на светодиодные лампы.
  Указав на то, что в бюджете на 2022–2023 годы основное внимание уделяется развитию устойчивой энергетики, такой как хранение и замена аккумуляторов, для продвижения электромобилей, зеленого водорода и газификации угля, премьер-министр подтвердил цель Индии достичь нулевого уровня выбросов к 2070 году.
  Он призвал промышленность инвестировать в производство энергоэффективных приборов и предложил правительству полную поддержку, заявив, что энергоэффективность так же важна, как и производство энергии для устойчивого развития.
  Отметив, что спрос на энергию в Индии, как ожидается, многократно возрастет по мере роста экономики, Моди подчеркнул необходимость внедрения возобновляемых источников энергии для обеспечения устойчивого роста. Он сказал, что к 2030 году Индия будет получать 50% энергии из неископаемых источников топлива.