Как работает светодиодная лампа
Источником света в светодиодной лампе является светоизолирующий диод, состоящий из полупроводникового кристалла, имеющего два вывода (катод и анод) и оптической системы. Далее по тексту будет использована аббревиатура СД или LED.
При прохождении электрического тока через полупроводник в прямом направлении, носители заряда (электроны и дырки) осуществляют рекомбинацию. В результате этого происходит оптическое излучение фотонов (из-за перехода электронов на другой энергетический уровень).
Также в лампе находится драйвер (специальная микросхема), который обеспечивает питание светодиода. Радиатор (система охлаждения) собирает и выводит излишнее тепло. Рассеиватель минимизирует потери света.
Схематическое изображение светодиода
Выпускаемые светодиодные лампочки на 220В могут отличаться между собой внешним дизайном, но принцип внутреннего устройства сохраняется для всех моделей.
Излучение света в лампах выполняется светодиодами, число и размеры кристаллов которых может варьироваться в зависимости от мощности и возможностей охлаждения. Их цветовой спектр задается веществом, входящим в структуру каждого кристаллика.
Чтобы добраться до пускового драйвера, необходимо аккуратно снять защитную «юбочку» лампы. Под ней откроется печатная плата либо монтажная сборка из соединенных между собой радиоэлементов.
На входе драйвера расположен диодный мост, подключенный к электрическому цоколю лампы, контактирующему с патроном. Благодаря ему переменное питающее напряжение выпрямляется в постоянное, поступает на плату и через нее подается к светодиодам.
Чтобы лучше рассеять излучаемый поток и защитить кристаллы от прикосновений, а также избежать их контакта с посторонними предметами, снаружи устанавливается рассеивающее защитное стекло (прозрачная пластмассовая колба). Поэтому своим внешним видом они очень напоминают традиционные источники света.
Для вкручивания лампочки в патрон их цоколи выполняют стандартных размеров Е14, Е27, Е40 и т.д. Это позволяет использовать лед лампы в домашней сети, не прибегая к каким либо изменениям в электропроводке.
Преимущества и недостатки светодиодных светильников
Непрерывной рост стоимости электроэнергии вынуждает задуматься об экономии. Замена лампочек с нитью накаливания на светодиодные снижает затраты в 10 раз.
Есть и другие достоинства:
- компактность;
- отсутствие нагара;
- быстрое зажигание (без разогрева);
- длительный срок эксплуатации;
- низкая чувствительность к перепадам напряжения;
- простота монтажа;
- высокое качество (если покупать изделия популярного производителя);
- безвредность для окружающей среды.
У светодиодных светильников привлекательный внешний вид, но стоят они дороже всех остальных. Если приобретать дешевые изделия китайского производства, снижается качество свечения и срок эксплуатации.
К недостаткам можно отнести преувеличение некоторых достоинств:
- реальный срок службы не 10-11 лет, а 3-5 (с учетом деградации светодиодов);
- узкая направленность светового луча, требующая установки большого количества светильников;
- необходимость в дорогостоящих драйверах и системах охлаждения.
Расходы на реконструкцию систем освещения никак не компенсируются. Те, кто стали использовать светодиоды в жилых помещениях, утверждают, что к их свечению необходимо какое-то время привыкнуть.
Как подключить ЛЕД-светильник к 220В
Основное достоинство таких светильников в сравнении с работающими от 12 Вольт в том, что их напрямую можно питать от выключателя. В результате не требуются дополнительные финансовые затраты на приобретение блока питания, а также монтаж не вызывает сложностей. Существует несколько способов установки светодиодных светильников:
- последовательное подключение;
- параллельное;
- лучевое.
Каждый используется в разных ситуациях и имеет свои достоинства и недостатки.
Последовательное
Последовательное подключение используется в том случае, если нужно сэкономить метраж кабеля, и при этом к помещению нет особых требований. Для реализации потребуется несколько двойных или тройных проводов. В одну цепь допускается установка не более шести светодиодных лампочек, в противном случае яркость будет низкой. Если один светильник выйдет из строя, придется проверять работоспособность каждого, чтобы устранить поломку.
Само подключение не должно вызывать сложностей. К первому светильнику от выключателя проводится фаза, далее от первого переключателя кабель протягивается к следующему устройству. К последнему светильнику прокладывается ноль, который идет от распределительной коробки.
Если в схеме допустить ошибку и питание с нулем перепутать местами, лампы будут под постоянным напряжением, что небезопасно.
Параллельное
Параллельное подключение более практичное и используется чаще. В процессе реализации каждый светильник будет выдавать яркость, которая заявлена производителем. Единственный недостаток, который можно выделить – повышенный расход проводника в сравнении с последовательным подключением.
Рекомендуется отдавать предпочтение кабелю ВВГ нг 2*1,5 или 3*1,5. Обозначение свидетельствует о наличии ПВХ-оболочки – качественного изоляционного материала. В маркировке отметка «нг» указывает на негорючесть модели. Если к помещению выдвинуты особые требования, иногда используют провода с дополнительной маркировкой «ls», которая означает, что при воспламенении выделяется небольшое количество дыма.
Для подключения светильника через выключатель от распределительной коробки протягивают кабель. Его поочередно соединяют с каждым светильником. После первой лампы кабель обрезается и подается к следующему, пока все устройства не будут соединены в одну общую систему.
Преимущество параллельного способа подключения в том, что даже если одна лампа выйдет из строя, цепь будет полностью работоспособной.
Лучевое
По своей природе лучевая схема относится к параллельному подключению, часто применяется для люстр. Принцип реализации заключается в прокладке кабеля к каждому осветительному прибору индивидуально. Этот способ самый трудоемкий и требует больших финансовых затрат из-за большого количества используемого провода. Для экономии кабель от распределительного щитка проводят в центр комнаты и уже оттуда к каждому светильнику. Далее к фазе и нулю подводят одножильные провода, которые прокладываются к светильникам.
Еще на этапе проектирования важно решить, как будут соединены жилы с отдельным кабелем. Если ламп немного, достаточно скрутки
С целью безопасности ее надежно обжимают пассатижами и паяльником сваривают воедино. Существует альтернатива этому способу – приобрести клеммы с определенным количеством выходов. На каждую жилу надевается разъем и лишь после провода тянутся к осветительным приборам.
Схема подключения светодиодных ламп во всех случаях принципиальных отличий не имеет.
Где купить LED лампы для автомобиля?
В Российском интернете существует немало компаний, которые продают светодиодные лампы на многие марки автомобилей. Но мы намерено не будет заниматься рекламой подобных магазинов. Дело в том, что не смотря на приличный ассортимент светодиодных ламп в России, в сравнении с зарубежными интернет магазинами представленный объем ламп для различных автомобилей, в нашей стране не так уж и огромен.
И беря во внимание средний возраст автомобилей в России, который составляет примерно 12-15 лет, многие владельцы, желая поставить на свой автомобиль LED лампы вместо галогенных, вряд ли найдут у нас в России автомагазин, где можно купить тот-же комплект оснащения передней оптики светодиодными лампами, именно для своего старого автомобиля. Мы сделали анализ по зарубежным интернет магазинам, которые занимаются продажей светодиодных ламп для автомобилей
Наибольший интерес у нас вызвал сайт Superbrightleds.com
Мы сделали анализ по зарубежным интернет магазинам, которые занимаются продажей светодиодных ламп для автомобилей. Наибольший интерес у нас вызвал сайт Superbrightleds.com
Допустим, вы являетесь владельцем потрясающего старого 1990 Volkswagen Corrado, то можете быть уверены и не сомневаться, что на сайте SuperBrightLED вы легко найдете для своей машины, как светодиодные лампы, так и комплекты дооснащения для оптики.
Если вы думаете, что поменять галогенные лампы на светодиодные у вас не получится самостоятельно, то вы ошибаетесь. Поверьте, это просто, комплект дооснащения способен установить даже тот владелец машины, который никогда самостоятельно не открывал капот.
Единственное с чем может столкнуться владелец машины при смене галогенных ламп на светодиодные, это с трудностями, связанными с доступом к самим лампам. В некоторых автомобилях (в зависимости от марки и модели) доступ к лампам в передних фарах затруднен.
Наш совет: Когда будете вынимать галогенные лампы из передних фар, не прикасайтесь к стеклянной колбе голыми руками. Голыми пальцами вы можете оставить грязь на колбе, что непременно приведет к ослаблению рассеивания света. Ведь вам нет смысла повредить галогенные лампы, поскольку они находятся в рабочем состоянии. Вполне возможно они вам еще пригодятся. Например, если вам не понравятся как светят светодиодные лампы, вы сможете обратно вернуть на место эти галогенные лампы.
Так же при замене галогенных ламп на LED убедитесь, что ваши фары правильно отрегулированы. Помните, что правильно откалиброванные фары позволяют эффективно направлять свет на дорогу максимально захватывая участок дороги, не ослепляя водителей на встречном движении.
Как правило, фары регулируются с помощью специальных винтов расположенных там же, на фарах. Вы можете отрегулировать фары на автосервисе на специальном стенде, либо отрегулировать их сами на глаз. Для этого медленно приблизьтесь к стене и включите ближний свет. По пучку света отрегулируйте фары так, чтобы луч света не светил слишком высоко или очень низко.
Варианты использования ламп подсветки
В качестве примера рассмотрим варианты использования ламп подсветки в изделиях «Легранд»
Режим подсветки на иллюстрации обозначен рисунком месяца, установка выключателя с индикацией работы — изображением лампочки.
Одноклавишный выключатель с ночной подсветкой подключен по классической схеме: лампочка на контактах L. Для индикации работы, на лампу подсветки необходимо завести рабочий нуль.
Подключение двухклавишного выключателя выполняется аналогично. На каждую рабочую линию предусмотрена отдельная индикаторная лампочка. Схема обеспечивает раздельную индикацию двойного выключателя, каждая подсветка работает для своей линии.
Так же точно работает и выключатель трехклавишный. Только индикаторов будет уже три. Кстати, это еще один довод для противников подсветки: трехклавишник в режиме индикации тратит энергии в 3 раза больше, чем двойной выключатель.
Проходной выключатель тоже может работать с подсветкой. Только схема включения будет иная. Индикатор подключается к тем контактам, которые будут разомкнуты при положении клавиши «вниз». В результате, если вы включаете свет одним из «проходников», на нем гаснет подсветка.
При использовании подсветки в качестве индикации работы лампы, индикатор подключается со стороны светильника, и на него заводится отдельный рабочий нуль. Вне зависимости от положения «проходников», при включении освещения загорится индикатор.
Legrand продает лампы подсветки отдельно. По сути — это обычный светодиод с гасящим резистором и обратным диодом, упакованный в термоусадочный кембрик.
Если нет желания переплачивать за логотип на ценнике, можно изготовить запасной индикатор самостоятельно. Схема простая: для того, чтобы через LED элемент не протекал обратный ток (у нас в сети переменное напряжение, полярность меняется с частотой 50 Гц), устанавливается обратный диод (типа Д226). А поскольку падение напряжения на светодиоде 2–3 вольта (в зависимости от цвета), в цепь устанавливается токоограничительный резистор. Схема и номиналы деталей на иллюстрации:
Таким индикатором можно оснастить любой выключатель, главное — чтобы свет пробивался через пластик.
Как установить выключатель с подсветкой — разобрались, теперь будем бороться с паразитными засветками. Ушлые мастера уже предлагают в продаже некие модули, которые подключаются параллельно экономкам и LED лампам.
По сути, это обычные нагрузочные резисторы. Они действительно блокируют нежелательное свечение, при этом расходуя энергии столько-же, сколько маломощная лампа накаливания. То есть, свет у вас выключен, а счетчик продолжает мотать.
Чтобы «подружить» выключатель с подсветкой и светодиодные (экономные) лампы, нужен проходной переключатель.
Вы подключаете на один выход рабочую лампу, а на второй — индикатор с отдельно заведенным рабочим нулем. При этом фаза работает только на одного потребителя: либо на основную лампу, либо на индикатор. Никакого паразитного свечения не может быть в принципе.
Да, схема включения более сложная (придется тянуть нулевой провод). Но за комфорт использования надо платить. Электроэнергия расходуется минимальная, мощность не более 1 ватта.
Как соединять провода
Если с тем как не перепутать провода мы разобрались, то с тем как их соединять ещё нет. И всё не так просто как может показаться.
Простая скрутка в конечном счёте окислится и начнёт греться или со временем потеряет плотность контакта, а плохая изоляция ведёт к коротким замыканиям и возникновению пожароопасных ситуаций.
Всегда необходимо пропаять соединения и делать это необходимо при выключенном щитке. Также нужно тщательно изолировать провода, для этого хорошо подходит термоусадка и изолента.
При подключении проводов люстры к проводам проводки нужно использовать клеммы. Если их нет в наборе, то необходимо их докупить.
После зажатия клеммы из неё не должно торчать голой части провода. Всё что находиться вне клеммы должно быть заизолировано.
Методы подключения
Простейшим методом подключения светильника к сети на 220 В является использование гасящего сопротивления, расположенного последовательно светодиоду. Напряжение постоянно изменяется, амплитудное значение может достигать 310 В. Данная величина должна обязательно учитываться при расчетах сопротивления.
Также следует обеспечить защиту диода от обратного напряжения, равного прямому. Рассмотрим основные способы.
Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более)
В данном случае правильно подключить к схеме выпрямительный диод 1N4007, обратное напряжение которого составляет 1000 В. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя.
Шунтирование светодиода обычным диодом
Этот способ подразумевает использование простого маломощного полупроводника, подключаемого по встречно-параллельному курсу со светодиодом. Обратное напряжение будет воздействовать на гасящее сопротивление, поскольку диод включен в прямом направлении.
Встречно-параллельное подключение двух светодиодов
Способ схож с предыдущим методом, за исключением того, что светодиоды будут гореть только на своем отрезке синусоиды, обеспечивая друг для друга защиту от пробоя.
Существенным недостатком подключения светодиодов к сети 220 В через гасящий резистор является то, что на сопротивлении выделяется огромная мощность.
Рассмотрим пример. Предположим, что используется гасящий резистор сопротивлением 24 кОм при подключении светодиодов к сети 220 В с выходящим током 9 мА. Рассчитаем мощность на гасящем сопротивлении: 9*9*24=1944 мВт (около 2 Вт). Таким образом, чтобы обеспечить оптимальную эксплуатацию, нужно взять резистор мощностью не ниже 3 Вт.
Поэтому роль токоограничивающего элемента должен играть конденсатор, на котором не рассеивается мощность, поскольку сопротивление является реактивным.
В простейшей схеме подключения светодиодного осветительного прибора через конденсатор наблюдается следующая картина: после прекращения питания в конденсаторе сохраняется остаточный заряд – источник угрозы для безопасности человека, который должен разряжаться с помощью сопротивления. Второй резистор требуется при включении питания для защиты схемы от тока, идущего через конденсатор. Выпрямительный диод служит для защиты led-диода от обратного напряжения. Выбирайте конденсатор неполярного типа, рассчитанный для эксплуатации в сети с напряжением не ниже 400 В.
Категорически запрещено использовать полярные конденсаторы в сети переменного тока, поскольку проходящий в обратном направлении ток приведет к разрушению конструкции.
Для расчета нужной емкости конденсатора используют эмпирическую формулу, где производное 4,45 и тока, проходящего через светодиоды, нужно разделить на разницу между амплитудной величиной тока (указана выше – 310 В) и падением напряжения на светодиоде после прямого прохождения.
Например, если нужно подключить led-диод с падением напряжения 3 В и током 9 мА, то по формуле выше емкость конденсатора будет равна 0,13 мкФ. На данную величину в большей степени влияет сила тока, меньшей – падение напряжения.
Эмпирическая формула может использоваться при расчетах емкости конденсатора для сети частотой 50 Гц, поскольку в остальных случаях коэффициент 4,45 требует перерасчета.
Это интересно: Подключение подогрева сидений в авто — описываем все нюансы
Лампы моргают во включенном, или в выключенном состоянии
Мы разобрались почему перегорают светодиодные лампы, идём дальше.
Чаще неисправность LED ламп проявляется в том, что они начинают моргать. Происходить такое может как при включенном, так и при выключенном состоянии прибора. В первом случае причиной моргания могут быть:
Иногда случается также так, что лампочка гаснет после включения, а потом загорается. Это свидетельствует прежде всего о неисправности стартера.
Что делать при мигании прибора во включенном состоянии
Первым делом для устранения такой проблемы нужно проверить все контакты в сети. Если это не поможет, возможно, придется подумать и о замене электропроводки в квартире. В старых многоэтажках обычно протянуты алюминиевые провода. Мощных приборов же в квартирах сегодня используется множество. Поэтому алюминиевая проводка может просто не справляться с нагрузкой. Если мигание происходит по этой причине, провода нужно заменить на медные.
Если лампочка моргает просто из-за неисправности, можно попробовать сделать следующее:
Моргание в выключенном состоянии
Подобная неисправность может объясняться:
Моргают светодиодные лампочки в выключенном состоянии часто и из-за неисправности в электропроводке дома или квартиры. Также в некоторых случаях подобное явление возникает из-за работы большого количества источников высокочастотных помех (микроволновки, электроплиты, стиральные машины и пр.). В данном случае исправить проблему можно путем включения в схему сети стабилизатора с фильтром.
Выключатель с подсветкой
Наиболее простым решением проблемы будет замена выключателя с подсветкой на обычное устройство. Если же это по каким-либо причинам невозможно, необходимо установить дополнительный резистор, мощностью 2 Вт, сопротивлением 50 кОм. За счет него добавится необходимое сопротивление, предотвращающее случайные импульсы. Резистор подключается непосредственно возле выключателя или напрямую к лампе. Для изоляции и крепления резистора применяется специальная термоусадочная трубка.
Установка дополнительного резистора
Иногда причиной моргания становится неправильная установка выключателя, когда на разрыве устанавливается ноль вместо фазы. Выключенное состояние не прерывает работу лампы, и она будет постоянно моргать под действием постоянной подзарядки. Повышенная влажность также способствует появлению паразитирующих импульсов тока в сети, под действием которых моргает светодиодная лампа. При выборе осветительного прибора следует приобретать продукцию только известных и проверенных фирм-производителей.
