Ремонт светодиодных прожекторов своими руками: причины и устранение неполадок

Схема подключения драйвера к светодиодам

Подключить драйвер к светодиодам просто, с этим справится каждый. Вся маркировка нанесена на его корпус. На входные провода (INPUT) подаешь входное напряжение, к выходным (OUTPUT) подключаешь линейку светодиодов. Единственно, необходимо соблюдать полярность, и на этом я остановлюсь подробнее.

Полярность входа (INPUT)

Если питающее драйвер напряжение постоянное, то вывод, помеченный знаком «+» необходимо подключить к положительному полюсу источника питания

Если напряжение переменное, то обрати внимание на маркировку входных проводов. Возможны следующие варианты:

Маркировка «L» и «N»: на вывод «L» нужно подать фазу (находится при помощи индикаторной отвертки), на вывод «N» – ноль.
Маркировка «~», «АС» или отсутствует: полярность соблюдать не нужно.

Полярность выхода (OUTPUT)

Здесь полярность соблюдается всегда! Плюсовой провод подключается к аноду первого светодиода, минусовой – к катоду последнего. Сами светодиоды соединяются между собой: анод последующего к катоду предыдущего.

Схема подключения драйвера к гирлянде из трех последовательно включенных светодиодов

Если у тебя очень много светодиодов (скажем, 12 шт.), то их придется разбить на несколько одинаковых групп, а эти группы соединить параллельно. При этом учти, что общая потребляемая светильником мощность составит сумму мощностей всех групп, а рабочее напряжение будет соответствовать напряжению одной группы.

При таком способе подключения токи всех четырех групп светодиодов складываются

Этапы выполнения работ

Работы по монтажу и подключению диодных прожекторов делятся на три этапа: поиск места установки, подготовка инструмента и материалов, непосредственно подключение.

Определение места

Здесь нужно двигаться «с конца»: определите территорию, которая должна освещаться прожектором, после чего выберите место его установки так, чтобы световой поток падал на нужную зону. В идеале надо составить схему или начертить эскиз. Убедитесь в том, что рядом находятся источники питания, либо проложите проводку

Важно, чтобы имеющиеся кронштейны надежно крепились к стене или выбранному объекту

Прожекторы могут крепиться к потолку, опорам, стенам, а главным условием является наличие гладкой поверхности для монтажа. Высота установки зависит от габаритов и мощности изделия, освещаемой территории и т.д. Небольшие прожекторы рекомендуется монтировать на максимальную высоту не более 16 м. Помните, что это многофункциональные устройства, позволяющие с легкостью задавать определенный угол наклона.

Инвентарь и материалы для подключения к электросети

В процессе выполнения работ вам пригодятся:

бокорезы;
канцелярский нож или специальный инструмент для зачистки провода;
паяльник со всеми принадлежностями;
изолента;
отвертка.

Подключение светодиодного прожектора с заземлением и без него

Внимательно прочитайте инструкцию. Если в ней ничего не указано насчет полярности, то при подключении к сети ее можно игнорировать. Чтобы подсоединить прожектор, используйте гибкий медный или любой другой проводник, который устойчив к высоким температурам (до 160 град. Цельсия). Не всегда есть необходимость в заземлении, поэтому желто-зеленый провод можете просто хорошенько заизолировать и спрятать в задней части прибора.

Подключение устройства к той или иной сети зависит от модификации. Это могут быть приборы, работающие от сети переменного тока напряжением 220 В, либо оборудование, функционирующее от источников постоянного тока на 24 В. В последнем случае может применяться обычный бытовой выпрямитель тока.

Перед монтажом изучите корпус прожектора и убедитесь в отсутствии видимых повреждений механического типа. Освободите клеммную колодку, удалив крышку, чтобы получить доступ к клеммам и узлам заземления. Выкрутите сальниковый ввод и обесточьте помещение, отключив подачу электроэнергии с общего распределительного щитка.

При замене прожектора на новый нужно выбросить старый, предварительно сняв с него все провода. Желательно подбирать такие устройства, для которых подходит идентичная крепежная конструкция. Установите чехол на пустое место – этот элемент обеспечит защиту проводов от попадания воды.

Разместите прожектор, наживив винты и шурупы, достаньте провода из коробки и соедините с нужными в соответствии с электросхемой. При помощи паяльника обеспечьте надежное крепление и хороший контакт на проводах. Выполните изоляцию, спрячьте соединения внутрь клеммной коробки и верните на место крышку, закрутив болты. В этих целях могут использоваться и специальные защелки.

Закрутите винты на прожекторе, чтобы намертво прикрепить его к месту установки. Подайте напряжение и убедитесь, что осветительный прибор функционирует.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

U_пит	I_LED
5 мА	10 мА	20 мА	30 мА	50 мА	70 мА	100 мА	200 мА	300 мА
5 вольт	340 Ом	170 Ом	85 Ом	57 Ом	34 Ом	24 Ом	17 Ом	8.5 Ом	5.7 Ом
12 вольт	1.74 кОм	870 Ом	435 Ом	290 Ом	174 Ом	124 Ом	87 Ом	43 Ом	29 Ом
24 вольта	4.14 кОм	2.07 кОм	1.06 кОм	690 Ом	414 Ом	296 Ом	207 Ом	103 Ом	69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Как правильно подключать светодиоды

Параллельное подключение

Вообще параллельное соединение не рекомендуется. Даже у одинаковых диодов параметры номинального тока могут различаться на 10-20%. В такой цепи диод с меньшим номинальным током будет перегреваться, что сократит срок его службы.

Проще всего определить совместимость диодов при помощи низковольтного либо регулируемого источника питания. Ориентироваться можно по «напряжению розжига», когда кристалл начинает лишь чуть светиться. При разбросе «стартового» напряжения в 0,3-0,5 В параллельное соединение без токоограничивающего резистора недопустимо.

Последовательное подключение

Расчёт сопротивления для цепи из нескольких диодов: R = (Uпит — N * Uсд) / I * 0.75

Максимальное количество последовательных диодов: N = (Uпит * 0,75) / Uсд

При включении нескольких последовательных цепочек LED, для каждой цепи желательно рассчитать свой резистор.

Как включить светодиод в сеть переменного тока

Если при подключении LED к источнику постоянного тока электроны движутся лишь в одну сторону и достаточно ограничить ток с помощью резистора, в сети переменного напряжения направление движения электронов постоянно меняется.

При прохождении положительной полуволны, ток, пройдя через резистор, гасящий избыточную мощность, зажжёт источник света. Отрицательная полуволна будет идти через закрытый диод. У светодиодов обратное напряжение небольшое, около 20В, а амплитудное напряжение сети – около 320 В.

Какое-то время полупроводник будет работать в таком режиме, но в любой момент возможен обратный пробой кристалла. Чтобы этого избежать перед источником света устанавливают обыкновенный выпрямительный диод, выдерживающий обратный ток до 1000 В. Он не будет пропускать обратную полуволну в электрическую цепь.

Схема подключения в сеть переменного тока на рисунке справа.

Подключаем светодиодный прожектор своими руками

Схема подключения прожектора на базе светодиодов будет разниться в зависимости от элементов цепи, например, если требуется дополнительно установить датчик движения или освещенности. Сам же процесс монтажа источника света данного типа не отличается особыми сложностями.

Конструктивные особенности

Конструкция такого осветительного прибора включает в себя несколько элементов: светодиодные лампы, кронштейн, блок управления, состоящий из герметичного корпуса, контроллера и аккумуляторной батареи или платы, которая используется в стационарных моделях.

Надежность работы устройства обеспечивает контроллер, регулирующий светодиодный прожектор посредством реле времени и автоматических выключателей, которые выполняют защитную функцию.

Подобные источники света управляются двумя способами: вручную посредством коммутационных аппаратов, автоматически благодаря присутствию блока управления, реагирующего на изменение интенсивности освещенности или на движение объекта в радиусе действия.

Светодиодный прожектор обеспечивает свечение благодаря особенностям конструкции, воссоздающей процесс рекомбинации электронов и дырок, находящихся в области p-n-перехода. Основа работы подобных источников света заключается в контакте полупроводников, характеризующихся различным типом проводимости.

Схема подключения прожектора

Чтобы завести кабель питания в клеммную коробку, нужно вскрыть ее, демонтировав крепежное соединение. Для обеспечения герметичности всех соединений предусмотрен сальник, через который прокладывается провод питания.

Схема подключения к сети 220 В выглядит следующим образом:

Если требуется подключить блок автоматического управления в виде датчика движения, используется такой вариант:

Для нормальной работы системы освещения необходимо настроить датчик движения по трем направлениям: уровень чувствительности, светочувствительности и регулятор времени работы.

Поэтапное выполнение работ

Прожектор может располагаться в доступной зоне, однако, чаще всего для обеспечения безопасности такие осветительные приборы устанавливают на достаточной высоте. Поэтому рекомендуется все подключения выполнить до того, как устройство будет монтироваться на кронштейн.

Основные действия:

Демонтаж крепления клеммной коробки;
Закладка кабеля питания в сальник с последующим подключением к клеммнику;
Закрывается крышка короба;
Прожектор закрепляется на кронштейн;
Производится установка всей конструкции на участок, где планируется эксплуатация осветительного прибора.

Кронштейн может быть установлен под любым углом, для чего боковые винты креплений ослабляют, чтобы иметь возможность отрегулировать направление света.

Процесс подключения к электросети

Подключение прожектора к сети предполагает необходимость создания безопасных условий работы. Для этого должна отсутствовать фаза на подключаемом кабеле.

Конструкция герметично закрывается после того, как было выполнено соединение всех элементов схемы.

Важно правильно подключить трехжильный провод, для чего можно руководствоваться общепринятой расцветкой: «ноль» — голубой или черный провод; «земля» — практически всегда желто-зеленый; «фаза» — красный или коричневый цвет провода. Установка прожектора и подключение к сети 220 В производится с помощью автоматического выключателя

Достаточный уровень безопасности сможет обеспечить автомат, характеризующийся таким параметром, как ток защиты, который превосходит значение мощности источника света в несколько раз

Установка прожектора и подключение к сети 220 В производится с помощью автоматического выключателя. Достаточный уровень безопасности сможет обеспечить автомат, характеризующийся таким параметром, как ток защиты, который превосходит значение мощности источника света в несколько раз.

Таким образом, самостоятельно установить и подключить прожектор к электросети вполне можно, если при этом исполнитель будет следовать рекомендациям по обеспечению безопасности. Осветительный прибор данного вида устанавливается на кронштейн, а при помощи не до конца затянутых болтовых соединений есть возможность изменить направление луча света.

Корпус источника света герметично закрывается после монтажа кабеля, кроме того, он должен быть заземлен. Для этого используется отдельный заземляющий проводник или же проводник питающего кабеля. Так как подобные осветительные приборы чаще всего устанавливают на улице нужно проследить, что прожектор характеризуется достаточной степенью защиты (минимум IP54).

(9 3,89 из 5) Загрузка…

Виды фотореле

Как уже говорили, есть фото-реле со встроенным и выносным датчиком освещенности. Кроме можно найти следующие разновидности:

Со встроенным датчиком движения. Такие устройства ставят в местах, где свет необходим только во время нахождения рядом человека — возле туалета, на заднем дворе и т.п.
С таймером. Если вы не хотите, чтобы свет горел ночью все время, а гас, например, в полночь, вам нужна такая модель. Выставляете таймер на желаемое время, он отключает освещение. Фотореле с таймером можно ставить на цепь, питающую декоративную подсветку двора, сада.
Астротаймер. Это уже не фотореле, а более серьезной устройство, в память которого заложены время заката и восхода разных климатических зон. При настройке вы задаете часовой пояс и само устройство включает/отключает освещение в зависимости от заложенных данных. Астротаймер стоит намного дороже фотореле, но с ним нет никаких хлопот, ни с местом установки ни с засветкой.

Если вам нужна одна из описанных выше функций, совсем не обязательно покупать фотореле с датчиком движения или таймером. Можно установить обычный датчик, и, последовательно с ним, подключить нужное устройство (датчик движения или таймер). Функции будут те же, а ремонт и замена обойдутся в меньшую сумму. Если в фотореле с дополнительными функциями выйдет из строя одна из частей, придется менять устройство полностью, а стоит такой вариант дороже собрата «без наворотов».

Классификация светодиодных прожекторов

При выборе устройства ориентируются на различные параметры, позволяющие их классифицировать. По мощности прожекторы бывают разными, причем данный параметр может варьироваться в пределах 10-1000 Вт. Аналогичная ситуация с яркостью, которая может составлять 700 или свыше 30000 лм.

Класс защиты IP

Намного интереснее дела обстоят со степенью защиты (Internal Protection). Маркировка IP XY указывает, насколько хорошо устройство противостоит пыли и влаги, где X и Y выражаются в цифровых значениях. Чем они выше, тем лучше защита.

Вот примеры:

IP20 – такие осветительные приборы могут использоваться для внутренних систем освещения, поскольку не имеют защиты от пыли и влаги.
IP21-22 – более совершенные изделия, которые эксплуатируются в неотапливаемых комнатах (защищены от образования конденсата).
IP23 – эти устройства практически ничем не отличаются от предыдущих, за исключением того, что допустима установка на улице.
IP50 – корпус прожекторов защищен от попадания пыли, что позволяет применять их на промышленных объектах. В то же время отсутствует защита от влаги.
IP54 – улучшенная версия предыдущих приборов с дополнительной защитой от влаги. Допустима эксплуатация в комнатах с повышенным уровнем влажности.
IP67-68 – высокий уровень изоляции, что позволяет использовать устройства под водой.

Спектр

Спектр приборов выражается в температуре цвета и может составлять от 3500 до 6500 К. С ростом цветовой температуры повышается световая отдача, но оттенок становится более бледным и холодным. Что касается зависимости светового потока от мощности и температуры, то в качестве примера можно привести следующее:

прожекторы 40 Вт с температурой цвета 6500 К характеризуются потоком в 4000 лм;
при снижении температуры до 5000 К данный параметр будет равен 3600 лм;
3500 К – 3000 лм и т.д.

Прожекторы с температурой 3700-4300 К излучают теплые, 4500-5500 К – нейтральные, 6000 К и выше – холодные белые лучи.

Холодные цвета считаются более эффективными при освещении обширных территорий, при этом имеют голубой оттенок. Если собираетесь осветить область чтения или рабочую зону, то цветовая температура не должна превышать 5000 К.

Матрица

Матрица для светодиодных прожекторов может состоять из диодов двух разновидностей – кластерных и СОД. Матрицы с многочисленными СОД-диодами стоят дешевле изделий с кластерными компонентами. С другой стороны, наличие большого числа светоизлучающих элементов приводит к разбросу параметров. При выходе из строя одного-двух возрастает нагрузка на все остальные. Срок эксплуатации кластерных устройств в 3-4 раза продолжительнее (но и стоимость на 30-40 % выше).

Кластерные прожекторы содержат матрицу со сверхяркими светодиодами серий 5050, 5630 и идентичными параметрами. Малая площадь поверхности, излучающей свет, приводит к формированию равномерного потока, а срок эксплуатации достигает 30000 часов без снижения эффективности.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

выходной ток;
максимальное выходное напряжение;
минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. 4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды	Какой нужен драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835)	см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730)	драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W)	драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды)	драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6)	драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Подключение светодиода к источнику питания 12 В может быть осуществлено несколькими способами. Первым вариантом решения задачи является увеличение последовательно соединенных светодиодов в цепи. Второй способ связан с применением токоограничивающего резистора.

Линейный драйвер для светодиодов своими руками

С теорией закончим, перейдем к практике и попробуем собрать линейный драйвер своими руками. Проще всего эту задачу решить при помощи широко распространенного интегрального стабилизатора КР142ЕН12А (его импортный аналог – LM317). Найти его можно в любом соответствующем магазине, и стоит он в районе 20 рублей. Необходимые материалы и инструменты: паяльник, тестер и провода.

Эта микросхема рассчитана на входное напряжение до 40 В, выдерживает ток до 1.5 А и, главное, имеет встроенную защиту от перегрузки, короткого замыкания и перегрева. Правда, это стабилизатор напряжения, а драйвер должен стабилизировать ток. Но мы этот вопрос решим, чуть изменив типовую схему включения микросхемы.

Здесь микросхема применяется в роли регулирующего элемента, стабилизирующего ток на заданном уровне. Какой величины этот ток будет? Все зависит от сопротивления резистора R1, номинал которого рассчитывается по простой формуле: R = 1.2/I, где:

R – сопротивление в омах;
I – необходимый ток в амперах.

Давай попробуем построить драйвер для тех светодиодов, из которых мы делали настольную лампу в начале статьи. Итак, нам нужен драйвер, на напряжение 9.9 В выдающий стабилизированный ток 300 мА. Делаем расчет номинала резистора R1: 1.2/0.3= 4 Ом. Поскольку резистор стоит в токовой цепи, мощность его выбираем не менее 4 Вт.

Здесь отлично подойдут резисторы, используемые практически во всех телевизорах в качестве гасящих по питанию (такие лежат в любом магазине). Они имеют мощность 2 Вт и сопротивление 1-2 Ом. Если резисторы одноомные, то их понадобится 4 шт, если двухомные – 2 шт. Соединяем их последовательно, чтобы сопротивления сложились.

Крепим микросхему на небольшой радиатор и подключаем к выходу нашего драйвера цепочку из трех последовательно соединенных светодиодов, соблюдая полярность. Можно включать. Но куда? Какое входное напряжение у этого драйвера? Вот тут начинается самое интересное. Напряжение на входе должно быть минимум на 2-3 вольта больше того, что необходимо светодиодам, но не более 40 В – больше микросхема не выдержит.

В нашем конкретном случае светодиодам нужно 9.9 В. Значит, на вход можно подать постоянное напряжение величиной от 12 до 40 В. Причем напряжение это может быть нестабилизированное. Подойдет автомобильный аккумулятор, блок питания ноутбука или ПК, понижающий трансформатор с диодным мостом. Подключаем, соблюдая полярность, и наш фонарь готов!

Вот и закончилась наша беседа о led драйверах. Надеюсь, теперь ты не только знаешь, как работает этот важный узел, но и сможешь его правильно выбрать, подключить, а при необходимости даже собрать своими руками.

Следующая
СветодиодыПараметры и технические характеристики светодиодов типоразмера SMD 3014

Основные выводы

Прожектор – это устройство, предназначенное для внешнего и внутреннего освещения. Существуют светодиодные, галогенные, натриевые и металгалогенные приборы. Перед покупкой необходимо правильно выбрать светильник:

определить задачу, с которой светильник должен справиться;
рассчитать нужную мощность прожектора и площадь покрытия;
изучить предлагаемый ассортимент, учитывая тип используемых источников света, срок годности, компанию производителя, класс защиты, размеры и дополнительные функции.

Только после определения всех нужных критериев можно покупать осветительное устройство.

Предыдущая
ПрожекторыПошаговая инструкция по подключению светодиодного прожектора
Следующая
ПрожекторыКак правильно самому подключить датчик движения к светодиодному прожектору