Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

Содержание

Как устроена светодиодная лампа: принцип работы

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

Прежде чем понять, как устроена светодиодная лампа на 220 вольт, нужно разобраться, что она собой представляет и в чем ее преимущество перед лампами накаливания или люминесцентными светильниками. Конечно же, основной их плюс – это долговечность в работе и минимальное потребление электроэнергии.

Почему так недолго работают обычные лампы, объяснять не приходится. И так понятно, что вольфрамовая нить – не слишком надежный материал. Но все же до недавнего времени лампы на основе этого материала практически не имели конкуренции.

Сейчас же, хотя цена светодиодных ламп выше, чем у их предшественников, они быстро завоевывают рынок, пользуясь у потребителя все большим спросом.

 Что же такое светодиод?

По своему строению это многослойный полупроводниковый кристалл, который преобразует электроэнергию в обычный свет. А как это происходит, нужно разобрать более детально.

При различных вариациях компоновки чипов можно создать четыре варианта светодиодов:

  • DIP – кристалл с двумя проводниками, над которым находится увеличитель. Это более распространенный вариант (гирлянды, уличные вывески и т. п.).
  • «Пиранья» – по своей сути то же, что и DIP, только с 4 выводами, за счет чего является более надежной. Основная сфера применения – автомобили (подсветка, ходовые огни).
  • SMD – с улучшенным теплоотведением и уменьшенными размерами за счет размещения сверху. По этой же причине имеет и много вариаций сборки. Применяется в различных световых приборах.
  • СОВ – впайка кристалла производится непосредственно в плату. Плюс в более высокой защите от перегревания, к тому же свечение более интенсивно. Из минусов – при перегорании одного чипа меняется все полностью, т. к. отдельный чип заменить нет возможности.Светодиодная лампа 220 В.

Схема светодиодной лампы

Поняв суть устройства светодиодной лампы, легко разобраться в особенностях работы и даже изготовить ее самому (схема светодиодной лампы на 220 вольт представлена на рисунке ниже).

Естественно, в любом из магазинов можно приобрести такой светильник, но иногда бывает трудно подобрать таковой именно с необходимыми параметрами. А кому-то просто не интересно покупать, а куда более привлекательно изготовить самому.

Главное – решить вопросы расположения схемы и светодиодов, изолирования системы, а также обеспечения теплообмена.

Итак, с чего следует начать сборку? Есть множество систем, позволяющих этим осветительным приборам функционировать от сети 220 V. У всех них существует 3 главные цели:
  1. Получение пульсирующего тока из сети 220 V.
  2. Выравнивание тока до постоянного.
  3. Трансформирование тока до 12 V.

Для этого можно воспользоваться 2 вариантами – изготовить либо плату с диодным мостом, либо резисторную схему. При втором варианте необходимо использование четко определенного количества светодиодов. Нужно понять, какие плюсы и минусы есть у каждого из этих вариантов.

Схема с диодным мостом

Схема с диодным мостом

Устройство этой схемы включает в себя четыре диода, подключенных разнонаправлено. По своему принципу диодный мост должен ток из сети 220 V трансформировать в пульсирующий.

Суть действия в следующем: синусоидальные полуволны при проходе по двум диодам изменяются, в результате минус теряет полярность. При сборке нужно подключить к плюсовому выходу конденсатор до моста в месте подачи переменного тока. Сопротивление в 100 Ом присоединяется перед минусом.

Для сглаживания перепадов напряжения сзади моста нужен еще один конденсатор.

Такую схему несложно собрать, даже любитель при минимальных навыках справится с этой работой. Саму плату лучше позаимствовать от отработавшего свое светильника. Главное запомнить – светодиоды нужно соединять по 10 шт. последовательно, после получившиеся несколько цепей соединить параллельно.

Резисторная схема

Ее тоже совершенно несложно изготовить. При даже небольших навыках вполне по силам собрать подобную лампу даже новичку.

Собирается эта схема из 2 резисторов и 2 цепочек светодиодов, состоящих из одинакового числа элементов, соединенных последовательно, но имеющих разную направленность. От первого резистора соединение идет от одной полосы светодиодов к катоду, от другой – к аноду.

От второго резистора – наоборот. Оптимальное число диодов в полосе – 10-20. Вывод: изготовить самодельный драйвер и в последующем лампу на светодиодах – совершенно несложная задача.

Устройство LED-лампы на 220 V.

Устройство LED-ламп

Основные 6 частей LED-лампы – это корпус, цоколь, рассеиватель, радиатор, блок светодиодов LED и бестрансформаторный драйвер (на картинке представлено устройство светодиодной лампы на 220 V).

Эти лампы вполне подлежат ремонту, если один или несколько кристаллов прогорели. Вообще в LED-светильниках обычно горит драйвер, для которого чаще всего используются такие микросхемы, как bp 3122, bp 2832а или bp 2831а.

Помимо прочего, драйвер стабилизирует скачки напряжения.

На рисунке сверху изображена лампа варианта СОВ. Ее светодиод представляет собой единую пластину, в которую включено множество чипов. Если у такой лампы перегорает светодиод, то он меняется целиком, т. к. отдельные чипы невозможно поменять.

Схема светодиодного драйвера

Схема драйвера светодиодной лампы (можно понять на примере MR-16) настолько проста, насколько это возможно (драйвер LED-лампы ничем от него не отличается). Она работает так: переменный ток в 220 V проходит на мост (диодный) через конденсатор С1.

Далее уже прямой ток идет на светодиоды НL1–НL27, которые подключены последовательно. Число их может достигать 80 шт. Ну а более ровного света, без мерцания, добиваются как раз при помощи конденсатора С2. Желательно, чтобы он был как можно большей емкости.

Схема драйвера для светодиодов от сети 220 V представлена на рисунке.

Простейшая схема драйвера MR-16

Ремонт LED–лампы

Устройство светодиодного светильника представляет собой обычную LED-лампу, и если светодиоды в ней отдельные, а не единой пластиной с кристаллами, то ее возможно отремонтировать, заменив сгоревшие (прогоревшие) элементы.

Ее с легкостью можно разобрать. Нужно разделить корпус с цоколем. Если для примера взять лампу МR-16, то как раз внутри будет находиться 27 светодиодов. Подобраться к плате с элементами можно путем снятия защитного стекла.

Делается это при помощи обычной отвертки.

Иногда именно этот этап становится самым трудным. Если светодиод прогорел, то это сразу видно. Сгоревшие элементы придется поискать при помощи тестера, либо подавая на них по 1.5 V. Неисправные светодиоды необходимо заменить. Причиной мигания лампы может быть поломка конденсатора С1. При этом нужно поставить другой, с напряжением 400 V.

Особенности ламп со штыревым цоколем

По сути, лампа со штыревым цоколем практически ничем не отличается. Единственное, что необходимо знать, это маркировку, которая наносится на корпус. Относится она именно к особенностям цоколя.

  • G – это как раз указывает на то, что у лампы штыревой цоколь.
  • U – маркер того, что лампа энергосберегающая.
  • 10 – расстояние от одного до другого штыря в миллиметрах.

Как проверить светодиодную лампу при покупке?

Светодиодная лампа с цоколем Е-27

Примером послужит лампа с цоколем Е-27 и питанием в 220 V. Как при покупке не ошибиться, выбрав качественный товар? Необходимо внимательно осмотреть всю конструкцию светодиодной лампы. Изначально нужно посмотреть на радиатор.

Он должен быть литым, а не наборным, т. к. в том числе и от него зависит долговечность работы выбранной лампы. Радиатор стоит в прямой зависимости от мощности, следовательно, чем мощнее лампочка, тем больше охладитель.

Очень хорошо себя показывают алюминиевые, керамические либо графитовые.

Наилучший вариант – термопластиковое покрытие радиатора. После необходимо убедиться в отсутствии люфтов в цоколе, а также видимых механических повреждений. В любом магазине электротоваров имеется возможность включения лампы в сеть для проверки. При подаче питания на лампу нужно обратить внимание на исходящий от нее свет.

Даже если мерцания не видно, необходимо посмотреть на прибор через камеру сотового телефона. На экране будет четко видно наличие или отсутствие мерцания. Если же имеется пульсация, такую лампу покупать не стоит. Что касается маркировки, то она должна быть четкой и хорошо читаемой, т. к.

именно на основе этой информации выбирается тип светодиодной лампы.

Общие сведения

Применение светодиодных ламп необычайно широко. Это и бытовое освещение, и промышленное, и даже уличное. По своей сути такие световые приборы являются самыми экологически чистыми, т. к. не содержат опасных веществ (таких, как ртуть и т. п.) в отличие от люминесцентных или ртутных (ДРЛ) ламп.

Световые приборы, имеющие в основе нить из вольфрама, дают много света, но их эффективность весьма сомнительна, т. к. 95 процентов уходит на выработку тепла, в чем и состоит отличие от принципа работы светодиодной лампы. Очень интересно, что после того, как было запрещено продавать лампы мощностью свыше 100 Ватт, их все равно не перестали выпускать.

Только теперь они называются не лампочки, а «теплоизлучатели», что по своей сути правильно. Есть различные корпуса светодиодных ламп, а также различные типы цоколя. На картинке указаны маркировки, по которым можно определить, какая именно лампа нужна для того или иного прибора. Интересен также и цвет таких ламп.

С первого взгляда может показаться, что он просто белый, однако это не так. Есть специальный индекс цветопередачи – CRI. Если он низок, то освещение будет казаться неприятным, хотя будет непонятно почему, ведь оно визуально не отличается. Если брать за пример солнце или обычную лампочку, то их CRI будет равен 100.

Качественная светодиодная лампа имеет CRI 90. Ну а если CRI менее 80, то такие световые приборы не рекомендуется использовать в местах проживания.

Виды светодиодных ламп

Так что же в итоге? Конечно, личное дело каждого, какие осветительные приборы использовать, но то, что светодиодные лампы помимо своей экологичности еще и очень экономичны – это неоспоримый факт, а значит, они будут продолжать завоевывать рынок электротехники до тех пор, пока не появится что-то новое.

Источник: https://LampaGid.ru/vidy/svetodiody/ustrojstvo-lamp

Устройство светодиодной лампы на 220 вольт

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

В отличие от прозрачных ламп накаливания, основное устройство светодиодной лампы скрыто под непрозрачным корпусом. Чтобы узнать, что скрывается внутри экономичного осветительного прибора, его потребуется разобрать, приложив небольшие усилия.

Эксперименты показали, что устройства светодиодных лампочек на 220 В от разных производителей имеют незначительные отличия. Поэтому весь ассортимент LED-ламп с цоколем Е14 и Е27 можно разделить на три группы: фирменные, низкокачественные китайские и филаментные.

Фирменные изделия

Конструкция LED-лампы на 220 В от производителей светодиодной продукции с мировым именем аналогична ниже представленному фото.

Среди огромной массы лампочек на российском рынке внешне такой образец имеет одно явное отличие – объемный радиатор. Он может быть с ребристой или гладкой поверхностью; металлического цвета или покрыт белым полимером.

Но в любом случае такая лампа имеет больший вес в сравнении с дешёвым, некачественным аналогом.

Верхняя часть изделия (рассеиватель) выполняется из стекла или матового пластика в форме полусферы. Как правило, он закреплен на радиатор при помощи специальных защелок или герметика.

Под рассеивателем находится печатная плата с SMD-светодиодами, которая надёжно закреплена на радиаторе. Ниже размещается ещё одна плата с радиоэлементами драйвера. Надёжный драйвер – это блок с гальванической развязкой и функцией стабилизации выходного тока.

Вся схема драйвера имеет высокую плотность монтажа и состоит из импульсного трансформатор, микросхем, нескольких полярных конденсаторов и множества планарных элементов. Блок драйвера расположен внутри корпуса, который, в свою очередь, соединяет цоколь и радиатор.

Электрический контакт между блоком драйвера и платой со светодиодами может быть обеспечен с помощью пайки или коннектора.

Низкокачественные китайские лампочки

Ниже представлена светодиодная лампа в разобранном виде от неизвестного китайского изготовителя.В отличие от предыдущего образца, в данном устройстве отсутствует радиатор и драйвер.

Вместо драйвера установлен простой блок питания на основе неполярного конденсатора, который не способен надежно стабилизировать выходной ток. Размещается блок питания в центре платы со светодиодами. С одной стороны – это диодный мост с резисторами. С другой – два конденсатора.

В результате простоты такой конструкции стоимость изделия имеет гораздо меньшую стоимость.

Функцию охлаждения в таких лампочках выполняют небольшие отверстия в корпусе. Их эффективность крайне мала, что подтверждено перегоранием кристаллов светоизлучающих диодов.

Плата крепится к пластиковому корпусу при помощи защелок. Электрически плата соединяется с цоколем двумя запаянными проводами.

Простота такой конструкции не надежна и не способна обеспечить долгосрочную работоспособность устройства.

Filament лампы

Разнообразие лампочек на светодиодах с цоколем Е14 и Е27 не перестаёт расширяться. Очередным ноу-хау стали, так светодиодные лампы филамент (от англ. filament – нить), которые внешне очень схожи с лампами накаливания.

Ученым удалось на практике реализовать светодиодный конструктив, визуально напоминающий нить накала и не требующий дополнительного теплоотвода. Использование филамент лампы (ФЛ) в быту, как правило, основывается на эстетических соображениях.

В устройстве светодиодной лампы filament основным элементом являются светодиодные нити, от количества которых зависит суммарная мощность изделия. Каждый отдельный филамент – это тонкий стеклянный стержень, поверхность которого равномерно покрыта электрически связанными SMD-светодиодами.

Сверху по всей длине нанесён слой люминофора, что придаёт нити жёлтый оттенок. Отвод тепла в ФЛ происходит через тонкую стеклянную колбу, внутренний объём которой заполнен газовой смесью.

Зачастую нехватка места для драйвера вынуждает производителей устанавливать модуль питания низкого качества непосредственно в цоколе осветительного прибора.

Результат такого подхода – чрезмерно высокий коэффициент пульсаций, негативно воздействующий на зрение. Чтобы избавиться от вредного мерцания и составить конкуренцию обычным LED лампам, фирмы-изготовители модернизировали конструкцию ФЛ.

Между цоколем и колбой стали делать вставку в виде пластикового кольца, за которым скрывается высококачественный драйвер.

Каждый из рассмотренных образцов пользуется спросом на потребительском рынке, а значит, будет развиваться дальше. Возможно, вскоре в устройстве светодиодной лампы на 220В появятся новые функциональные блоки, о назначении которых мы обязательно расскажем в своих статьях.

Источник: https://ledjournal.info/spravochnik/ustrojstvo-svetodiodnoj-lampy-220v.html

Светодиодная лампа на 220В своими руками: пошаговая инструкция, преимущества и недостатки

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

Светодиодные источники света обеспечивают экономию электричества в 1,5-2 раза в сравнении с лампочками дневного света и в 10 раз по сравнению с лампами накаливания. Чтобы сэкономить еще больше, изделия можно не приобретать в магазинах. Светодиодная лампа своими руками на 220 В собирается из расходников, которые можно найти в закромах мастера.

Выгоды применения самодельных светодиодных ламп

Светодиодная лампа имеет длительный ресурс работы – около 10000 часов

На прилавках магазинов представлено несколько типов устройств. Лампы накаливания с высоким индексом цветопередачи потребляют большое количество энергии.

Энергосберегающие в основном выпускаются с цоколем Е27, люминесцентные выделяют при нагреве ядовитые пары. LED-устройства почти не нагреваются, отличаются стойкостью к механическим повреждениям, имеют мощность 10 Вт.

При силе светового потока 800 Лм светодиодный прибор прослужит 50 тыс. часов.

Минус источников света на диодах – высокая стоимость. Этот недостаток можно сделать преимуществом, если изготовить светодиодную лампу качественно своими руками. Ее будут отличать:

  • длительный ресурс работы – около 10 тыс. часов;
  • высокая эффективность ватт/люмен по сравнению с аналогами;
  • ценовой диапазон расходников, аналогичный люминесцентным приборам.

Преимущества самодельного устройства достигаются при условии правильной сборки.

Конструктивные отличия заводских LED-ламп

Изделия с заводской сборкой представляют поликристаллические светодиоды без многочисленных контактов. Лампочки имеют несколько отличий.

Разновидности светодиодов

Светодиод является полупроводниковым многослойным кристаллом с переходом электронно-дырочного типа. Световое излучение получается при пропускании тока, но перегоревший элемент ремонту не подлежит. Производители применяют такие светодиоды:

  • DIP – в виде кристалла с двумя проводниками и линзы. Используются для гирлянд и табло с подсветкой.
  • Пиранья – кристалл с линзой и четырьмя выводами для проводников. Отличается яркостью, подходит для фар машин.
  • SMD – сверхъяркий тип небольшого размера, который устанавливается на поверхность.
  • СОВ – с неокисляемыми и ненагреваемыми контактами, отличной интенсивностью свечения. Впаивается в специальную плату.

Перед самостоятельной сборкой определитесь с источником питания.

Типы драйверов

Драйвер обеспечивает питание лампочки от электросети посредством трансформации переменного напряжения в рабочее. Самый простой элемент сконструирован из резисторов, диодного моста и конденсатора на входе.

Для светодиодных устройств применяются несколько типов драйверов:

  • линейные – рассчитаны на малые рабочие токи (до 100 мА) или для источников питания с напряжением, аналогичным падению напряжения диода;
  • импульсные понижающие – запитывает мощные светодиоды, но дроссель может создавать помехи электромагнитного характера;
  • импульсные повышающие – применяется для моделей с рабочим напряжением большим, чем у источника питания.

В LED-приборы 220 В встраиваются электронные драйверы.

Виды цоколей современных ламп

Цоколь представляет собой резьбу, необходимую для присоединения лампочки к патрону, подачи электропитания и защиты вакуумной колбы. На изделии уже стоит заводская маркировка цоколя.

Первая литера обозначает тип цоколя, указанный в таблице:

БукваРасшифровка
Вштифтовый
Ерезьбовой
F1 штырь
G2 штыря
Hпод ксенон
Kконтакт кабельного типа
Rутопленный контакт
Pфокусировка
Sсофит
Tдля телефонии
Wвводные контакты в стекле колбы

Вторая литера указывает на тип источника света: U – энергосберегающий, A – для машины, V – с кончиком конической формы.

Цифры после букв обозначают диаметр в миллиметрах.

Под напряжение 220 В подходит цоколь Е27.

Материалы для самостоятельной сборки

Многокристальные светодиоды HK6

Делать самостоятельно источник света на диодах можно при помощи таких материалов:

  • цоколя от сгоревшей люминесцентной лампочки;
  • LED-элементов с силой тока 100-120 мА и напряжением 3-3,3 В – понадобится лента или отдельные светодиоды НК-6;
  • диодного моста или диодов-выпрямителей с маркировкой 1N4007;
  • предохранителя из цоколя сгоревшего источника света;
  • конденсатора – параметры зависят от схемы сборки и числа светодиодов;
  • пластикового каркаса для крепления светодиодов;
  • суперклея или жидких гвоздей;
  • электролитов и драйверов.

Составляйте список материалов заранее.

LED-лампа Е27 из энергосберегайки и готового драйвера

Можно использовать цоколь от неисправной светодиодной лампы

Чтобы сделать светодиодную лампочку, понадобятся неисправное КЛЛ изделие, светодиоды НК-6, паяльник, пассатижи, припой и картонная основа. Работа осуществляется пошагово:

  1. Из старой лампочки мощностью 20 Вт извлекается цоколь. Понадобится поддеть защелки или высверлить участки с точеным кернением.
  2. Пустой цоколь очищается от излишков припоя, обрабатывается спиртом или косметической жидкостью для снятия лака.
  3. Находится 6 отверстий на крышке цоколя. На кусочке картона делает разметка круглых ниш, которая потом вырезается при помощи маникюрных ножниц.
  4. Разбирается лента диодов из параллельно соединенных 6 кристаллов.
  5. Кристаллы соединяются по 3 параллельно.
  6. Две готовые цепочки с параллельными светодиодами крепятся последовательно.
  7. На готовый драйвер из сломанной LED-лампочки подключается 6 элементов мощностью 1 Вт.
  8. Из картона вырезается круг, укладывается между драйвером и платой. Драйвер устанавливается в цоколь.
  9. Лампочка полностью собирается и проверяется на предмет работоспособности.

В результате получится белый яркий аналог лампочки накаливания на 30 Вт. Яркость изделия будет 150-200 Лм, а мощность – 3 Вт.

Для корректировки участка освещения можно подогнуть выводы светодиодных элементов.

Светодиодная лампочка на основе самодельного драйвера

Самодельный драйвер получится только в том случае, если мастер умеет работать с паяльником, читать простые электросхемы и применять химические реактивы. Лампа из светодиодов своими руками изготавливается поэтапно.

Процесс подготовки

Состоит из таких шагов:

  1. Подготовка материалов. Понадобятся фольгированный медью стеклотекстолит, LED-элементы, конденсаторы, резистор, маленькая дрель, канифоль и припой, паяльник и пассатижи, лак для покрытия ногтей или канцелярский карандаш-корректор.
  2. Подготовка реактивов. Травление платы производится при помощи поваренной соли, медного купороса или раствора хлорида железа.

Берите стеклотекстолит толщиной от 0,5 до 3 мм.

Схема изготовления драйвера

Схема простейшего драйвера для светодиодной лампы

Чтобы делать драйвер, стоит добавить к списку основных материалов резистор R3, стабилитроны VD2 и VD3, конденсаторы С1 и С2.

Такого количества элементов хватит для лампы из 20 элементов. Схема устройства работает по принципу прохождения переменных токов на диоды через первый конденсатор.

Второй помогает исключить мерцание и обеспечить ровность светового потока.

Напряжение сети будет проходить через резистор и конденсатор токоограничения, которые сглаживают колебания напряжения. Второй резистор понадобится для подачи напряжения на диодный блок и получения свечения. Пульсацию сглаживает конденсатор.

Для монтажа драйверных элементов используйте печатную плату.

Последовательность сборки схемы

Самодельная схема изготавливается следующим образом:

  1. В программе Sprint Layout или DipTrace генерируется рисунок под травление платы.
  2. Из стеклотекстолитовой пластины вырезается круг под плату 3 см в диаметре.
  3. Переносится набросок схемы специальным маркером, лаком для ногтей или распечатывается на бумаге.
  4. Готовится смесь для травления из 1 ст. л. медного купороса и 2 ст. л. соли, разведенных в кипятке.
  5. Плата опускается в раствор на 30 мин. Вследствие реакции удаляется вся медь, кроме покрытых рисунком элементов.
  6. При помощи жидкости для снятия лака удаляется покрытие с материала.
  7. Края и точки крепления контактов залуживаются припоем.
  8. Проделываются дрелью отверстия, куда будут выходить светодиоды.
  9. Элементы пропаиваются на плате, которая потом помещается в корпус.

Результатом работы будет лампочка с эквивалентом лампе накаливания на 100 Вт.

Материалы для изготовления корпуса

Чтобы сделать корпус для светодиодного светильника с питанием от сети 220 В, можно использовать несколько подручных средств.

Цоколь от лампочки накаливания

Цоколь от старой энергосберегающей лампы

С изделия понадобится снять стеклянную колбу, а потом извлечь спираль. Во внутреннюю часть размещается схема. Элементы крепятся на верх платы. Минусом основания будет некачественная изоляция.

Корпус от энергосберегайки

Неисправную лампочку требуется разобрать и достать плату преобразователя. Светодиоды располагаются в отверстиях крышки под стеклянную колбу, если у источника 3 дугообразных элемента. Схема помещается внутрь, а диоды фиксируются в готовых отверстиях.

Требования к безопасности работ

Опытные электрики отмечают:

  1. Нельзя начинать сборку без базовых электротехнических познаний. Неправильная последовательность изготовления может стать причиной взрыва изделия или короткого замыкания сети.
  2. К стандартной электросети не подключаются устройства с напряжением от 12 В.
  3. При отсутствии изоляции конструкции возможно поражение током, если касаться к ней руками.
  4. Готовая лампочка не работает без качественной спайки узлов.

Самостоятельная сборка светодиодного источника света при наличии знаний и умений будет несложной. Если имеются сомнения, вы не разбираетесь в схемах, лучше приобрести готовый светодиодный прибор.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-samomu-svetodiodnuyu-lampu-na-220v-sxema-izgotovleniya/

Какие светодиоды используются в лампах на 220 вольт?

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

РазноеСветодиоды для лампы 220в

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.

Источник: https://1000eletric.com/kakie-svetodiody-ispolzuyutsya-v-lampah-na-220-volt/

Устройство светодиодной лампы: способы сборки и конструктивные элементы

Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт

По сравнению с обычными лампами накаливания устройство светодиодной лампы с технической точки зрения сложнее. Если для первых используется прозрачный стеклянный корпус, то в случае со вторыми разглядеть что-либо находящееся внутри не выйдет. Для того чтобы узнать, из чего состоит такой источник света, необходимо разобрать его на части.

Общее устройство светодиодных лампочек, независимо от производителя, практически идентичное (с небольшими отличиями). Ассортимент стандартных изделий с цоколем E14 или E27 делится на три категории — фирменные, низкосортные китайские и филаментные.

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении. Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами.

Также в полупроводниках активизируются иные процессы. В момент смены состояния выделяется тепловая энергия. Экспериментальным методом изобретатели нашли нужное сочетание веществ, при котором помимо энергии появляется и световое излучение.

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы.

Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр.

С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:

Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.

«Пиранья»

Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.

По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.

Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.

COB-технология

Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.

Главное преимущество связано с небольшой площадью свечения при высокой мощности. Равномерное свечение изделия гарантируется высокой плотностью светодиодов и наличием люминофора. Такие светодиоды чаще применяются в наши дни.

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

  • LED-диоды;
  • драйверы;
  • корпус;
  • радиатор;
  • цоколь.

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Дешевые драйверы применяют в обычных фонариках, в которых светодиоды питаются от батареек. В таком случае нет необходимости в резисторе, ограничивающем ток. Из-за этого диоды могут получать повышенный ток, что приводит к их скорому выходу из строя.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Потребляя то же количество электроэнергии, изделия светят намного ярче аналогов. Обычная светодиодная лампа имеет закрытую колбу, производимую из стекла или пластика. Матовое покрытие понижает светопропускаемость, но это незначительные издержки производства.

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.

Компоновка составных частей

В зависимости от производителя, устройство и конструкция лампы разные. С другой стороны, общий принцип компоновки остается одинаковым. Сборка начинается с цоколя, куда последовательно устанавливают драйвер, радиатор, плату с LED-диодами и колбу.

Для сравнения рассмотрим устройство изделия от двух производителей.

Светодиодная лампа BBK

Цоколь изготавливается из пластика. Внутри установлен качественный драйвер. Для корпуса используется алюминий, выполняющий функции радиатора. Туда крепится плата с диодами и линза. Наличие данной линзы понижает световую отдачу прибора.

Лампа Gauss

Опять же цоколь изготовлен из пластика, имеются драйвер и алюминиевый корпус с установленной диодной платой. Конструкция гарантирует долговечность изделия.

Как проверить светодиодную лампу при покупке

Возьмите в руки светодиодную лампу и осмотрите ее внешне, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо изъянов. Выполнить это можно только при условии применения прозрачной колбы.

Для начала проверьте радиатор (он выпускается литого или наборного типа). Чем выше мощность изделия, тем объемнее должен быть радиатор.

Отличным вариантом станет применение алюминиевых или керамических охладителей.

В идеале электротехнический элемент нужно покрыть термопластиком. Убедитесь, что в цоколе отсутствуют люфты и механические дефекты.

Также в любом магазине есть возможность подключить лампу к электрической сети, чтобы проверить ее работоспособность. Сделав это, взгляните на излучаемый свет.

Используйте фотокамеру на смартфоне, чтобы убедиться в отсутствии мерцания и пульсации. Ни в коем случае не покупайте лампу, которая мерцает при работе.

Полученной информации по устройству и принципу работы светодиодной лампы может быть недостаточно для выбора качественного осветительного прибора, характеризующегося безопасностью, надежностью и долговечностью. Также нужно учитывать другие критерии, включая характеристики и производителя, о чем подробно описано в этой статье.

Устройство светодиодной лампы: способы сборки и конструктивные элементы

Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/ustrojstvo-svetodiodnoj-lampy.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.