Подключение точечных светильников 12 вольт

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 вольт является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 вольт схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 вольтам последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Разновидности светодиодных ламп

Источники света классифицируются по нескольким критериям:

Тип цоколя. Выпускаются традиционного исполнения с типоразмерами: E14, E27,E40. Так же производятся безцокольные модели ламп: G4, G5, G9 и т. д.
Температура свечения. Различают три типа излучаемого света: мягкий – температура от 2500 до 2700 °К, белый – 3800 – 4500 °К и холодный температура светового потока более 5000 °К
Тип светодиода. В Зависимости от мощности и назначения лампы светодиоды имеют разную конфигурацию, которая определяется видом кристалла. Он может иметь ножки для подключения или монтироваться непосредственно в плату.

Ответ:

Скорее всего, в Вашей люстре установлены маленькие лампы с цоколем G4. Всё, что ниже написано, исходит именно из этого предположения.

А ярче, может, не и получится

Вы не указали мощность установленных галогенных ламп, но если она 20 ватт или более, то заменой ламп на светодиодные Вы не получите больше света. Вообще никак, чтобы там не говорили в магазинах продавцы. В лучшем случае света будет столько же.

Простое решение

Если цель – просто сделать ярче, несмотря на расход ЭЭ, то стоит убрать трансформатор и поставить более мощные галогенки, но на 220 вольт. Имеющихся проводов к лампам точно хватит при таком подходе, т.к. токи будут существенно ниже. Но увеличится тепловыделение – нужно смотреть по плафонам, допускают ли они такую мощность, не будет ли перегрева.

Если используются совсем маленькие галогенки G4, так называемые «мизинчиковые», то найти такие на 220 вольт может быть сложно — они есть, но встречаются реже, чем на 12 вольт. В этом случае можно купить галогенки на цоколе GU4 на 220 вольт — они чуть больше, но почти всегда могут быть вставлены в цоколь G4 (эти цоколя, как правило, универсальные).

Как заменить лампы светодиодными?

Если же всё-таки хотите поставить светодиодные лампы, то ни в коем случае не стоит покупать светодиодные лампы G4 на 220 вольт. Вот тут мы ответили, почему не бывает мощных ламп G4 и на 220 вольт. Вот типичные проблемы покупателей таких «изделий»:

Также посмотрите наш ответ на аналогичный вопрос.

Для замены ламп на светодиодные нужно менять трансформатор на светодиодный и ставить максимально яркие светодиодные лампы G4, которые поместятся в плафон по размерам. Но, ещё раз – больше света, чем от 20-и ваттных галогенок Вы не получите, никак вообще. Но есть и плюсы: расход электроэнергии упадёт в 8-10 раз, а люстра перестанет нагреваться, т.е. никаких потемнений потолка над люстрой больше не будет.

Процедуру замены замены галогенок G4 в люстре мы описали в этом ответе на вопрос.

Связанные разделы каталога:

У Вас есть вопрос?

Какая-то проблема с эксплуатацией купленного светодиодного оборудования?

Не можете определиться с выбором?

Вам не понятны какие-то характеристики?

Задайте вопрос нам — мы отвечаем очень быстро и всегда стараемся помочь.

РАСПРОДАЖА! Цены снижены до 60%!Связанные разделы каталога:

Комплектующие, запчасти, ремонт
- Блоки питания
  - 220 вольт
  - 12 — 24 вольт
- Матрицы
  - теплые
  - холодные
- Корпуса для светодиодных прожекторов
- Ремонт прожекторов, запчасти
- Понижающие трансформаторы220V — 12/24/36V
Светодиодные лампы
- цоколь Е27
  - тёплые
  - холодные
- цоколь Е14
  - тёплые
  - холодные
- MR16-GU 5.3
  - 12V
  - 220V
- цоколь GU10
  - тёплые
  - холодные
- Светодиодные лампы с цоколем G4
- Замена ДРЛ:мощные лампы цоколь Е40-Е27
- Светодиодные лампы Е27 на 12,24,36 вольт
- Светодиодные лампы Е14 на 12,24,36 вольт
Светодиодные прожекторы
- до 30 ватт
  - тёплые
  - холодные
- 40 — 80 ватт
  - тёплые
  - холодные
- 100 — 500 ватт
  - тёплые
  - холодные
- Промышленные
  - тёплые
  - холодные
- Цветные светодиодные прожекторы
- Светодиодные прожекторы 12 — 24 вольт
Светодиодная лента
- Тёплая лента 220 вольт
- Холодная лента 220 вольт
- Цветная лента 220 вольт
- Крепежленты 220 вольт
- Выпрямителидля ленты 220 вольт
- Светодиоднаялента 12 вольт
Светодиодные панели и трубки
- Светодиодныетрубки Т8
- Линейныесветильники
- ВстраиваемыеLED-панели

Напряжение питания светодиодов

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.

Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.

В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.

Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.

Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.

В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.

Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Как самостоятельно подключить светодиод в автомобиль?

Участок цепи, состоящий из трех светодиодов и резистора можно собрать самостоятельно. Для этого необходимо соединить последовательно три светодиода.

Если они белые, то напряжение на каждом составляет 3,5 вольт. Чтобы компенсировать разницу с напряжением бортовой сети, также последовательно необходимо подключить резистор на 100 Ом мощностью 0,5 Ватт. Можно сделать несколько таких цепочек и соединить их между собой параллельно, поскольку при параллельном соединении падение напряжения будет на каждом участке одинаковым.

Параллельное подключение позволяет создавать цепочки сколь угодно большой длины, но обычно автомобиль можно осветить всего несколькими лампочками. Для багажника, например, вполне достаточно 6- 9 светодиодов.

Светодиоды монтируют на полосках фольгированного текстолита. Установка и подключение схемы потребует наличия паяльника, пластиковых хомутов, проводов. Приступать к работе самостоятельно можно в том случае, если вы умеете паять, знаете особенности электропроводки вашего автомобиля и владеете некоторыми навыками по работе с электроприборами.

В противном случае к работе лучше не приступать, если вам дорог ваш автомобиль. Просто обратитесь к специалисту или опытному другу, который сможет оборудовать автомобиль нужным количеством лампочек.

Как выбрать светодиодную лампочку

При выборе светодиодной лампы стоит обратить внимание на следующие параметры:

Фактическая или эквивалентная мощность;
Световой поток;
Цветовая температура;
Индекс цветопередачи;
Коэффициент пульсации.

Мощность светодиодной лампы может определяться фактически или эквивалентно. Первый параметр показывает, сколько электричества потребляет устройство. Она может быть очень маленькой – буквально 6-10 Ватт, но это не должно смущать. Потому что светодиоды потребляют минимум электротока. Так, 6-ваттная светодиодная лампа светит настолько же ярко, как 40-ваттая лампа накаливания; а 10-ваттная светодиодная – как 60-ваттная накаливания.

Собственно, именно этот параметр может быть указан на упаковке – «эквивалентно 40 Вт лампе накаливания», «эквивалентно 60 Вт лампе накаливания».

Световой поток – параметр, который определяет яркость лампочки. Более объективен, чем фактическая или эквивалентная мощность. Светодиодные лампочки с потоком 400 лм схожи по яркости с 40-ваттными лампами накаливания, 600 лм – с 60-ваттными, и 1000 ли – со 100-ваттными.

Цветовая температура – параметр, описывающий, будет лампа светить тёплым или холодным светом. Так:

До 2800 К – «тёплый жёлтый», как у старых ламп накаливания;
Около 3000 К – «тёплый белый», как у современных ламп накаливания;
Около 4000 К – «нейтральный белый», для кухонь и офисных помещений;
Около 5000 К – «холодный белый», для хозяйственных помещений. В доме с такой лампой будет некомфортно, да и она вызывает сильную нагрузку на глаза.

Индекс цветопередачи – важный параметр, определяющий, насколько сильно свет от лампочки будет влиять на оттенки окружающих предметов. Он обозначается характеристиками CRI или Ra. Рекомендуется, что индекс цветопередачи был не менее 80, а лучше – 90 или выше.

При низком индексе цветопередачи предметы вокруг будут выглядеть серыми или неестественно-жёлтыми, что влияет не только на настроение, но и на общий уровень комфорта в помещении.

Коэффициент пульсации показывает равномерность свечения. У большинства хороших светодиодных ламп он составляет около 5%. Если коэффициент пульсации больше 35%, такую лампу лучше не использовать – она будет приводить к серьёзной нагрузке на глаза.

Другие характеристики особого влияния на эксплуатационные параметры не оказывают. Поэтому их можно не рассматривать – ну или выбирать светодиодные лампочки исходя из своих пожеланий и требований.

Преимущества и недостатки 12 В освещения

Для перехода на осветительные приборы, которые подключаются к низковольтному источнику питания, следует изучить их достоинства и недостатки. Среди преимуществ можно выделить следующее:

Безопасность. Использование светодиодных лампам в светильниках на 12 В повышает уровень защиты и устраняет возможность поражения электрическим током.
Пожарная безопасность. Проводка низковольтного напряжения не может быть источником возгорания и причиной возникновения пожара. Поэтому провода не нуждаются в дополнительной защите, их не помещают в гофрированные рукава.
Универсальность. Электрический ток напряжение которого не превышает 12 В считается условно безопасным, который не может нанести серьезные повреждения человеку. В связи с этим эти лампы могут использоваться в помещениях с нормальными условиями и повышенной опасности. Например, в светильниках для сауны, погреба, ванной комнаты, кухни, спальни и т. д.
Экономия. При использовании данного источника света для освещения помещения снижает расход электроэнергии и соответственно затраты денежных средств на оплату счетов.
Экологичность. В конструкции не используются материалы, которые в процессе эксплуатации устройства излучают вредные вещества для здоровья человека или животных.
Надежность. Лампы имеют высокую устойчивость к механическим повреждениям: царапины, сколы, выщерблены и т. д.

Не смотря на все преимущества источник света, имеет и свои недостатки. К минусам светодиодным лампам рассчитанных на 12V относятся:

Требуется дополнительное устройство — блок питания (БП). Наличие драйвера стабилизирующего и понижающего напряжение сети с 220 на 12 В усложняет прокладку проводки. Он обладает своим КПД, которое снижает эффективность освещения и за счет него в схеме появляется дополнительное слабое звено, которое может выйти из строя.
Яркость свечения. На мощность светового потока лампы подключенной к низковольтной сети оказывает влияние падение напряжение. Это происходит из-за потребления большого тока. Поэтому длина проводника от трансформатора до первого и последнего источника света должна быть одинаковой, допускается погрешность в 2 – 3 %. Иначе последний светильник будет, тускнея светить, чем первый.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Типы схем

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

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

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

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

Калькулятор учитывает 4 параметра:

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

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

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

Как функционируют

Конструктивно все осветительные элементов с нитью накала одинаковы и состоят из цоколя, тела накала с нитью и колбы из стекла. Но галогенные лампы отличаются содержанием йода или брома.

Их функционирование происходит следующим образом. Атомы вольфрама, из которых состоит нить, высвобождаются и вступают в реакцию с галогенами – йодом или бромом (это не позволяет им осаждаться внутри на стенках колбы), создавая поток света. Наполнение газом значительно продлевает срок эксплуатации источника.

Далее происходит обратное развитие процесса – высокая температура заставляет распадаться новые соединения на составные части. Вольфрам высвобождается на поверхности тела накала или возле него.

Этот принцип действия делает световой поток более интенсивным и удлиняет срок службы галогеновой лампы (12 вольт или выше – неважно, утверждение справедливо для всех видов)

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 воль т

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 воль т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 воль там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 воль т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет подключения светодиода к сети 220В осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора – 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения мощности резистора используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.