Подключение светодиода к сети 220в

Схема сборки конструкции

Как будет работать светодиодная лампа напрямую зависит от производителя и цены изделия. Отличия можно заметить, если снять рассеиватель

В первую очередь стоит обратить внимание на качество пайки чипов, а также соединительных проводов. Дешевые лампочки служат меньше, чем качественные и дорогие

Низкокачественные китайские лампочки

Приобретая лампочку не более чем за 3 доллара, не стоит рассчитывать на симметричное расположение светодиодов на плате. Это говорит о том, что пайка выполнялась вручную и на скорую руку, а провода подбирались с минимальным сечением. Надёжного драйвера здесь также не будет. Вместо него реализована бестрансформаторная схема с выпрямителем и конденсатором.

Схема китайской лампочки.

Если приходится проводить диагностику и после ремонтировать лампы подобного типа, следует обязательно придерживаться особой техники безопасности. Каждый элемент, который является составляющей одной цепи, может находиться под напряжением, опасным для человека. Если случайно дотронутся до одной из токоведущих частей, можно получить удар током. То же самое может произойти, если щуп мультиметра случайно соскользнёт и спровоцирует короткое замыкание.

Фирменные светодиодные лампы

Дорогие и качественные лампочки имеют приятный внешний вид, но это далеко не все преимущества. Качество элементной базы будет значительно выше, чем у китайского аналога, приобретённого по низкой цене. Установленный драйвер отличается сложным устройством. Один из способов его сборки подразумевает установку импульсного трансформатора, а также преобразователя тока, который в дальнейшем стабилизирует полученную нагрузку.

Качественная лампа LED.

Трансформатор может не устанавливаться. Основная нагрузка будет направлена на микросхему, стабилизирующую входное напряжение, которая:

1. имеет систему отрицательной обратной связи;
2. возможность диммирования;
3. поддерживает ток с заданной шириной импульса.

Схема без трансформатора.

Выбирая качественную светодиодную лампочку на 220 В с токовым драйвером, покупатель получает защищенное от помех и скачков в сети устройство, которое соответствует характеристикам, указанным в паспорте. Установленный здесь радиатор обеспечит быстрый теплоотвод. Эта лампочка будет служить более чем в 5 раз дольше дешевой китайской.

Особенности светодиодов

Световые диоды представляет собой особые лампы, в которых переменный ток трансформируется в постоянный. Интенсивность света определяется напряжением. Чем выше напряжение, тем выше мощность освещения. Диодная технология обеспечивает экономное расходование электроэнергии.

Еще одна особенность диодов — широкий ассортимент лампочек. В люстрах применяются самые разные цоколи. Каждому из них соответствует определенный тип лампочки.

Классификация мощности светодиодов также имеет свои особенности. К примеру, обычная лампочка накаливания на 90-100 Вт соответствует светодиодному устройству на 9-15 Вт. Разница в мощности при одинаковой силе свечения очевидным образом ведет к экономии электричества.

Свечение, издаваемое светодиодами, бывает нескольких типов:

1. Теплое. Цвет — желтый.
2. Спокойное, где цвет приблизительно равен дневному освещению.
3. Холодное, выраженное в белом цвете светового потока.

Одно из качеств, за которое потребители ценят светодиодные источники, — длительный срок эксплуатации. Обычные лампы накаливания служат гораздо меньше световых диодов. Поэтому несмотря на более высокие цены, светодиоды считаются экономичными.

Широчайший ассортимент, предлагаемый производителями, позволяет выбрать лампочку на любой вкус. Например, для люстр из хрусталя рекомендуются маленькие, издающие холодное свечение.

Ремонт светодиодной лампы на 220 В своими руками: пошаговая инструкция

Драйвер, становящийся причиной поломки в 80% случаев, не обязательно встраивается в лампочку. Источник света может состоять только из светодиодов, а стабилизирующее устройство будет встроено в светильник или люстру. Однако оставшиеся 20% не стоит сбрасывать со счетов. Необходимо проверить все детали, прежде чем приступить к ремонту лед ламп.

В случае с отдельным драйвером все проще. Меняем лампу, и, если она светится, значит проблема в ней, если нет – виноват стабилизатор. Со встроенным драйвером дело обстоит сложнее.

Фото пример
Выполняемое действие

Первый вопрос – как разобрать светодиодную лампочку. Делается это легко. Следует повернуть радиатор против часовой стрелки.

Извлекаем драйвер. На прозвонке светодиодов останавливаться не будем – это просто, а вот с электроникой стоит «повозиться».

Здесь видны проблемные места даже визуально, но прозвонить диодный мост и микросхему стоит. По всему заметно, что драйвер пережил резкий скачок напряжения.

Паяльником с SMD-компонентами работать нельзя – есть опасность перегреть печатную плату и сам элемент, а значит, придется воспользоваться феном и паяльной станцией. Такие устройства есть не у каждого мастера, а потому ниже пошаговой инструкции мы откроем один секрет, как обойти эту проблему подручными средствами.

Выпаяв диодный мост и микросхему, промазываем контакты специальной пастой и прогреваем. Это поможет впоследствии поставить на место мелкие детали и припаять их аккуратно.

Начинаем с микросхемы. Такие детали можно приобрести за 50÷70 руб/10 шт в китайском онлайн-магазине. Приклеив микросхему на пасту, придерживаем и припаиваем.

Теперь диодный мост. Он имеет вот такой вид и приобретается на тех же сайтах.

Готовый драйвер аккуратно припаиваем сначала к цоколю. Проводка в нем очень короткая, и чтобы не демонтировать завальцованый на пластиковом корпусе цоколь, их нужно нарастить.

Другая сторона драйвера припаивается к печатной плате со светодиодами

Здесь важно не перепутать полярность. На печатной плате и драйвере полюса обозначены.

Остается проверить работоспособность

Мы подали питание при разобранной лампе. Если нет опыта электротехнических работ, этого делать не стоит – возникает опасность поражения электрическим током или короткого замыкания.

Ремонт светодиодных ламп своими руками: работаем без паяльной станции

Теперь обещанный секрет. Для ремонта светодиодных светильников обычным паяльником нужен кусок медного одножильного провода, сечением 4 мм², длиной 10÷15 см. Наматываем его на жало паяльника плотной спиралью так, чтобы жало удлинилось на 4÷5 см, а конец медного провода затачиваем под «шило» или «лопатку». От длины будет зависеть и температура. Удобно, если на мультиметре есть функция термометра. Для LED SMD компонентов, которые используются в светодиодных лампах, нужна температура 240÷260°С.

Здесь можно поставить перемычку – быстро, но ненадолго

Как разобрать светодиодную лампу, проклеенную герметиком

Некоторые приборы не так просто разобрать. При попытке повернуть верхнюю часть ничего не выходит? Тогда пригодится растворитель. Набираем его в шприц и через иглу аккуратно проходим по шву. Оставляем на 5 мин, после чего повторяем операцию. Обычно 2÷3 процедур хватает. Аккуратно раскачиваем верхнюю часть поворотами влево-вправо. После снятия крышки счищаем старый герметик и обезжириваем поверхности. Если планируется использование лампы в сухом помещении, новый герметик накладывать не нужно.

Разобрать светодиодную лампу не сложно, главное – чтобы польза была

Какие бывают цоколи и их маркировки?

Цоколи бывают из металла, пластика или керамики.

На практике применяются два основных вида:

• резьбовые (маркируются буквой Е).
• штырьковые (маркируются литерой G).

У цоколей первого вида снаружи имеется винтовая резьба, при этом:

• резьбовые держатели применяются в компактных энергосберегающих, диодных, галогенных лампах, которые вставляют в люстры и бра;
• миньоны Е14 в декоративном или классическом исполнении используются в быту;
• изделия с цоколем наибольшего размера применяются в приборах уличного и промышленного освещения;
• такие элементы устанавливаются в лампы накаливания повышенной мощности: металлогалогенные, ртутные или натриевые.

Виды и маркировки резьбовых цоколей ламп освещения на 220 вольт приведены в таблице:

Тип	Диаметр (мм.)	Наименование цоколя
E5	5	Микроцоколь (LES)
E10	10	Миниатюрный (MES)
E12	12	Миниатюрный (MES)
E14	14	»Миньон» (SES)
E17	17	Малый (SES)(110В)
E26	26	Средний (ES)(110В)
E27	27	Средний (ES)
E40	40	Большой (GES)

Штырьковый держатель:

• встречается практически во всех существующих видах ламп;
• соединение источника света с патроном в цоколе такого типа реализовано с помощью двух металлических элементов, которые являются токопроводящими контактами;
• фиксация лампы в патроне зависит от плотности прилегания контактных отверстий и штырьков.

Типоразмеры и разновидности штырьковых цоколей приведены в таблице:

Тип	Расстояние между штырьками (мм.)	Цоколь	Патрон	Лампа
G4, GU4, GY4	4	G4	G4	Галогенная G4
G5	5	G5	G5	Люминесцентная G5
G5.3, GU5.3, GX5.3	5,3	GU5.3	GU5.3	Галогенная GU5.3
GY6.35	6,35	GY6.35	GY6.35	Галогенная GY6.35
G9	9	G9	G9	Галогенная G9
GU10	10	GU10	GU10	Галогенная GU10
G12	12	G12	G12	Металлогалогенная G12
G13	13	G13	G13	Люминесцентная G13
GX24	24	GX24	GX24	Люминесцентная GX24

Основные типы цоколей описаны в видеоролике от канала Chipdip.

Дополнительные виды цоколей

Наряду с традиционными, существуют и дополнительные виды цоколей ламп освещения, применяемые в промышленности и автомобилестроении.

Нетипичные виды креплений и их особенности представлены в таблице:

Вид	Характеристика
С утопленным контактом	Применяются в лампах, имеющих незначительный вес и размер.
Штифтовые	Являются усовершенствованным аналогом цоколя резьбового типа и отличаются удобной и максимально быстрой заменой лампочки в патроне.
Софитные	Применяются в освещении дорогих отелей и магазинов, в приборах автомобиля, а также задействованы при организации освещения различных публичных мероприятий.
Фокусирующие	Используются в мощных прожекторах и фонарях.
Телефонные	Устанавливаются в лампочках, которые монтируются в электронные пульты управления, щитки сигнализации и автоматики.

Обзор новых моделей ламповых цоколей, способных заменить традиционные, приведен в видео от канала Waterleak.

Маркировка цоколей

В системе маркировочных обозначений используются буквенно-цифровые сочетания.

Первая буква указывает на тип цоколя:

• E — резьбовой (Эдисона);
• G — штырьковый;
• R — с утопленным контактом;
• S — софитный;
• P — фокусирующий;
• T — телефонный.

Число, следующее за заглавной буквой, — это величина внешнего диаметра соединительной части элемента или расстояние между штырьками (мм).

Строчные буквы указывают численность контактных пластин или гибких соединений:

• s — один контакт;
• d — два контакта;
• t — три;
• q — четыре;
• p — пять.

В маркировке штырьковых видов могут указываться геометрические особенности цоколя — на это указывает ещё одна заглавная латинская буква:

• U;
• X;
• Y;
• Z.

Маркировка основных видов цоколей.

Как устроены такие лампы

В составе классической светодиодной лампочки присутствуют:

• цоколь и несущий корпус;
• блок питания;
• рассеивающая линза из пластика;
• драйвер;
• чипы;
• радиатор для отвода тепла;
• печатная плата.

Конструкция светодиодной лампы.

Форма может быть стандартной, то есть округлой или цилиндрической. Для системы общего пользования рекомендуется выбирать светильники, чья цветовая температура находится на уровне 2700 К, 3500 К. В градации спектра допустимы любые значения. Подобные изделия часто используют, чтобы подчеркнуть элементы интерьера или рекламными агентствами, чтобы подсветить баннер.

Сравнение SMD светодиодов

Применение
SMD диодов повсеместно. Эти
относительно маломощные светодиоды
являются основой лампочек общего освещения, индикаторных панелей и систем
аварийного освещения. Наибольшей популярностью пользуются светодиодные ленты на
СМД диодах. Существуют и их вариации в виде модулей и
линеек, где используются планарные
светодиоды.

Определить тип и размер
корпусов SMD диодов можно по
маркировке, цифры которой обозначают ширину и длину. Новые модификации
конструируются на группах, состоящих из четырёх равных по мощности светодиодов
разных цветов – «G+R+W+B». Это увеличивает светоотдачу и расширяет
световые оттенки, поэтому такой тип
светодиодов самый яркий.

Классификация
светодиодов по типоразмерам следующая:

Маркировка SMD	3528	5630	3014	5050	5730-05	5730-1	2835
Световой поток, Лм	5	40	8	15	40	100	25
Мощность, Вт	0,06	0,5	0,07	0,2	0,5	1	0,2
Температура,оС	до 65	до 80	до 65	до 65	до 80	до 80	до 65
Ток, мА	20	150	30	60	150	30	60
Напряжение, А	3,3	3,3	3,3	3,3	3,4	3,4	3,4
Габариты, мм	3,5х2,8	5,3х3	3х1,4	5х5	4,8х3	4,8х3	2,8х3,5

Таблица включает усреднённые технические характеристики, которые показывают лучшие светодиоды с белым светом. Самые мощные лампы холодного и
тёплого белого света обладают меньшим световым потоком и, имея равную яркость светодиодов, дают лучшее
освещение, чем цветные.

Обратите внимание! Светоотдача тёплых тонов может быть на 10% меньше той, что отражают маркировка и характеристики, а холодных – на 10% больше, поэтому они самые энергоэффективные. Реальные
технические характеристики и качество светодиодов в значительной
степени определяет марка светодиодов,
причём колебания могут доходить до 15%

Качественные
светодиоды выпускают крупные японские, европейские и китайские бренды. Бюджетные же
устройства неизвестных китайских
производителей, занесённые в каталог,
обычно очень слабые, и вместо заявленных 0,5 Ватт могут выдавать 0,15 или даже
0,09

Реальные
технические характеристики и качество светодиодов в значительной
степени определяет марка светодиодов,
причём колебания могут доходить до 15%. Качественные
светодиоды выпускают крупные японские, европейские и китайские бренды. Бюджетные же
устройства неизвестных китайских
производителей, занесённые в каталог,
обычно очень слабые, и вместо заявленных 0,5 Ватт могут выдавать 0,15 или даже
0,09.

Такие
низкие показатели мощности объясняются тем, что внутри корпуса смонтирован
кристалл меньшего размера. Это характерно для низкокачественной китайской
продукции. Поэтому, самостоятельно проектируя источник питания, стоит
стремиться к реальным показателям тока в нагрузке, равным около 95% от
заявленного. При небольшой недогрузке можно увеличить рабочий ресурс даже для
устройств, где используются не самые лучшие
светодиоды.

Методы подключения светодиодов

При работе светодиодов их сопротивление постоянно меняется по мере разогревания. Чтобы они работали стабильно, используются разные методы контроля и изменения напряжения.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Шунтирование диодом

Этот прием используется при любой схеме подключения светодиодных светильников. Метод шунтирования состоит в том, что к цепи светодиодов в обратном направлении подключается простой маломощный полупроводник, который выполняет функцию резистора. Он ставится по встречному курсу параллельно всей схеме.

Основная его функция – выпрямить и сгладить напряжение, поступающее на светодиод. При параллельном или лучевом подключении на каждое устройство может попадать разное напряжение, поэтому здесь разумнее будет использовать другой способ — встречно-параллельное выпрямление напряжения.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

Этот метод похож на предыдущий, но отличается тем, что резистор или выпрямитель подключается к каждому светильнику в отдельности. То есть шунтирование напряжения происходит на каждом этапе независимо от всей цепи.

Встречно параллельное шунтирование.

Минусом является то, что в результате во всей схеме будет падать напряжение. А значит будет больше расход электроэнергии. Однако учитывая, что светодиоды потребляют значительно меньше тока по сравнению с другими лампами, этот недостаток не является значимым.

Основные параметры светодиодов

Перед тем, как
рассматривать особенности существующих конструкций, следует ознакомиться с
основными характеристиками приборов:

1. Светоотдача, или эффективность (Лм/Вт). Является отношением светового потока к используемой мощности. Эта величина высчитывается перед тем, как определить применимость диодов для различных осветительных систем. Модели 2020 года обладают показателями 120-140 Лм/Вт, то есть в несколько раз больше, чем у ламп накаливания.
2. Цветовая температура (Кельвины). Применяется в следующих диапазонах:

• 2500-3000 К – тёплый белый свет (WW);
• 4000-5000 К – нейтральный белый свет (NW);
• 6500-95000 К – холодный белый свет (CW).

Обратите внимание! Нейтральный свет диодов считается оптимальным для офисной работы, так как подсвечиваемые предметы имеют наибольшую чёткость. Также выделяют цветные (синий, красный, жёлтый, зелёный) и RGB световые диоды

Также выделяют цветные (синий, красный, жёлтый, зелёный) и RGB световые диоды.

3. Мощность светодиода (Вт, мА). Необходима для выбора подходящего источника питания. Диоды бывают:

• малой мощности – менее 0,5 Вт (20-60 мА);
• средней мощности – от 0,5 до 3 Вт (100-700 мА);
• большой мощности – более чем
  3 ватта (от 1000 мА).

Обратите внимание! Чтобы продлить срок службы блока питания, его необходимо выбирать с запасом в 15-20%, превышающим реальную мощность светодиода. 4

Угол свечения (градусы). Обычно составляет 120-140о, для индикаторных – 15-45о

4. Угол свечения (градусы). Обычно составляет 120-140о, для индикаторных – 15-45о.

5. Ресурс, или деградация (часы). Определяет длительность эксплуатации. На ресурс влияют:

• токовая деградация, когда через световые
  диоды пропускается избыточная сила тока;
• температурная
  деградация, возникающая при некачественном отводе электронной энергии.

Обратите внимание! Чтобы лучшие светодиоды прослужили заявленное количество часов, температура в точке пайки должна быть не более 65оС

Как изготовить драйвер для светодиодов своими руками

Для работы требуется:

• маломощный
  паяльник (25-40 Вт);
• флюс
  (желательно нейтральный);
• оловянно-свинцовый
  припой;
• кусачки
  и пласкогубцы;
• многожильные
  медные провода в изоляции с сечением 0,35-1 м2;
• изолента
  (термоусадочная трубка);
• мультиметр;
• печатная
  плата.

Перечень компонентов зависит от того,
какой блок питания необходимо сделать.

Пример
расчета

Самая простая схема для подключения
светодиодов к источникам с низким напряжением. Прежде всего, рассчитывается
мощность блока, базируясь на параметры источников света. Вольтаж должен быть на
20-30% выше показателя подключаемой лампочки или ленты. На выходе напряжение
зависит от падения вольтажа на светодиоде.

Если нужно подключить 6 светодиодов, падение напряжения в которых 2 В (на каждом), требуется блок на 12 В и 300 мА при последовательном размещении. Чтобы подключить те же элементов в 2 параллельные линии, необходимы другие показатели – напряжение 6 В, ток 600 мА. Для таких диодов подойдет простой драйвер, состоящий из диодного моста, 2-х конденсаторов и резистора.

Диодный мост состоит из 4-х
разнонаправленные диодов, задача которых – превратить синусоидальный переменный
электроток в пульсирующий. К плюсу моста (со стороны входа) присоединяется пленочный
конденсатор, к минусу – сопротивление, параллельно –электролитический конденсатор
(для сглаживания перепадов напряжения). Значение электротока зависит от метода подключения
(если диодов несколько, их можно соединить последовательно или параллельно).

Для мощного
светодиода (например, 3Вт) подойдет стабилизатор-драйвер,
созданный на основе микросхемы LM317
и резистора. У стабилизатора LM317 постоянный вольтаж 1,25. Если лампа новая,
ей требуется ток 700 мА (максимальное значение). Чтобы рассчитать сопротивление
резистора, нужно напряжение разделить на ток:

1,25/0,7 = 1,78 Ом.

Такого резистора нет, поэтому нужно
купить элемент на 1,8 Ом.

Так как микросхема LM317 предназначена
для тока до 1,5 А, потребуется радиатор.

Драйвер для трех led по 1 Втможно
сделать из зарядного устройства мобильного телефона, если немного
усовершенствовать микросхему. Нужно снять корпус и выпаять имеющийся резистор и
припаять другой (на 5 кОм). Светодиоды соединить последовательно и подключить к
выходному каналу. Входные каналы заменить шнуром для присоединения к сети.

Для светодиодного источника с мощностью 10 Вт можно собрать блок питания на электронной плате люминесцентной лампы на 20 Вт. Купить нужно дроссели, диоды, конденсаторы и транзисторы.

Важные нюансы сборки

Падение напряжения на светодиодах 3-30 В.
Это очень мало, если сравнивать с вольтажом сети. Готовые микросхемы отличаются
только показателями входного напряжения. При выборе необходимо учесть, что
падения напряжения на источниках света должно составлять 10-20% от вольтажа драйвера.
Поэтому не стоит делать на основе микросхемы блок для подключения к сети, если
имеется 1 или 2 диода на 3-6 В.

Все элементы на плате размещаются так, чтобы между ними было минимальное расстояние и количество перемычек. Полярность и распиновку лучше проверить в технической документации. Если элементы не новые, обязательна проверка мультиметром. Паяльник лучше выбрать небольшой, способный нагреваться до 260оС.

Конденсаторы, резисторы, диоды,
микросхемы паять достаточно сложно, если их нельзя предварительно закрепить на
плате. Чтобы повысить качество пайки, желательно залудить места, куда будут
ставиться компоненты. Для этого капается немного флюса, на паяльник берется
припой и наносится на то же место.

Каждый элемент нужно брать пинцетом за
ножку, которую нужно припаять, и приставить к месту пайки. Потом на ножку
наносится капля флюса, берется паяльник и подносится к припаиваемой ножке.
Прикоснуться достаточно примерно на секунду, так как припой и флюс уже есть.
Ножка сразу погружается в припой, нанесенный в процессе лужения.

Если элементы можно закрепить на плате,
припой должен быть с флюсом. В одну руку нужно взять паяльник, в другую –
проволоку. Место пайки греется 3-4 секунды, потом к нему подносится припой. При
соприкосновении элемента, паяльника и проволоки последняя плавится, флюс
вытекает, через секунду паяльник можно убрать.

Одновременно с паяльником желательно купить специальный отсос и очки. Если случится, что элемент припаялся не туда или на месте пайки образовался огромный бугор, нужно разогреть припой, взять отсос и нажать на кнопку. Все лишнее с платы моментально исчезнет. При работе с проводами и ножками элементов они могут отпружинить. Чтобы горячий припой не попал в глаза, работать желательно в очках.

Осветительные светодиоды

Выбирая,
какие светодиоды самые яркие,
стоит остановиться на осветительных. Это сверхмощные
светодиоды с высокой интенсивностью излучения. Выпускаются исключительно
в белом цвете, тёплом и холодном, корпус предназначен для поверхностного
монтажа. Используются в лампах
и светодиодных лентах, фарах, фонарях и прочем, где необходимы мощные сверхъяркие светодиоды.

Не
существует естественных кристаллов, излучающих белый свет. Поэтому, чтобы
создать светодиоды белого свечения,
используются различные технологии, основанные на смешивании трёх основных
цветов (RGB). Цветовая температура определяется способом их сочетания.
Популярным методом является покрытие кристалла слоями люминофора, каждый из
которых отвечает за один из трёх базовых цветов. Другой способ заключается в
нанесении пары слоёв люминофора на голубой кристалл.

Можно выделить следующие
преимущества осветительных диодов:

• различное цветовое свечение;
• возможность выбора световой температуры;
• энергосбережение, сокращающее расходы электричества;
• малый коэффициент пульсации;
• разнообразная
  рассеиваемая мощность.

Среди осветительных
выделяются следующие виды светодиодов:

Тип светодиода	Строение	Корпус	Угол рассеяния	Область применения
SMD	Кристалл, покрытый люминофором, размещён на алюминиевой либо медной подложке, отводящей тепло	В основном прямоугольный, с линзой или без	100-130о	Переносные фонари, светодиодные лампы и ленты, фары авто
COB	Большое количество светодиодов SMD в едином корпусе, покрытом люминофором	Имеют вид матрицы, чаще всего прямоугольной	до 180о	Только для освещения без узконаправленного излучения
Filament	Кристаллы покрыты люминофором и установлены на стеклянную подложку	Цилиндрическая подложка	360о	Декоративная подсветка помещений
PCB Star	Один кристалл большой площадью на подложке из алюминия	Подложка в форме шестерёнки или звезды	120о	Мощные прожекторы и ручные фонари

Обратите внимание! Спектр свечения Filament намного приятнее для человеческого глаза, чем виды SMD и COB, и схож со светом ламп накаливания