Семь вопросов о светодиодных лампах

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.

Устройство светодиодных ламп для цепей переменного тока напряжением 220В

Светодиодные лампочки состоят из следующих компонентов:

Цоколя (Е27, Е14, Е40 и так далее) для вкручивания в патрон светильника, бра или люстры;
Диэлектрической прокладки между цоколем и корпусом;
Драйвера, на котором собрана схема для преобразования переменного напряжения в постоянного необходимой величины;
Радиатора, который служит для отвода тепла от светодиодов;
Печатной платы, на которую впаиваются светодиоды (типоразмеров SMD5050, SMD3528 и так далее);
Резисторов (чипы) для защиты светодиодов от пульсирующего тока;
Светорассеивателя для создания равномерного светового потока.

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 LED-лампы

Прежде чем взяться за практический ремонт, разберемся в работе светодиодной лампы на 220 В теоретически.

Любая светодиодная лампочка (СЛ) – готовый светодиодный светильник, который состоит из набора светодиодов, размещенных на плате определенной, снабженной радиатором для отвода от диодов тепла конфигурации. Нередко роль радиатора выполняет металлический корпус лампы.

Диоды, соединенные последовательно, питает драйвер – источник тока. В бюджетных устройствах ток через светодиоды не стабилизируется и напрямую зависит от колебаний сетевого напряжения. В более дорогих лампах ток через полупроводники стабилизирован на заданном уровне. Второй вариант, конечно, намного надежнее первого, но стоит такая лампа несколько дороже, а ремонт ее сложнее.

Все это устройство помещается в корпус той или иной конструкции, который снабжается цоколем для подключения к сети 220 В и защитным колпачком, одновременно играющим роль светорассеивателя.

На лампе, изображенной выше, роль теплоотвода играет часть корпуса, выполненная из ребристого металла. В некоторых конструкциях ламп корпус может быть пластиковым, а радиатор располагается внутри него.

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

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).

Использование светодиодных лампочек взамен газоразрядным

Если пройти в любой офис или учебное заведение, то можно заметить, что везде установлены лампы дневного света – газосветные (люминесцентные). Как правило, мощность этих приборов составляет не больше 35 Вт.

Кончено, каких-то семь лет назад подобные устройства были лучшими, потому что их считали экономичными. Тем не менее, время не стоит на месте, что позволило получить долговечные LED-лампы, которые превзошли ожидания.

Постепенно пользователи переходят на более современные лампочки

Теперь во всех учреждениях начали менять устаревшие конструкции на светодиоды. К примеру, если в офисе установлен стандартный потолочный светильник, то достаточно только поменять лампочки.

Главной проблемой является необходимость замены светодиодных лампочек для люминесцентных осветительных приборов. Не стоит в этом случае выбрасывать светильник, потому что приобрести новый значительно дороже. Для этого потребуется изменение схемы подключение лампы, которую мы рассмотрим ниже.

Схема подключения LED-лампы взамен газоразрядной

Здесь потребуется конструкция, которая имеет типовой размер – Т8. Ведь она предполагает возможность монтажа в светильник лампочек разной конфигурации, но одной длины. Модернизация заключается в отсоединении внутреннего наполнения, но это не требует слишком много времени.

Схема замены люминесцентных лампочек

Здесь можно заметить, что схема не представляет сложностей, в разъем дросселя фиксируется перемычка. Тем не менее, если установлено устройство защиты отключение, то оно может срабатывать, поэтому балласт рекомендуется отсоединить.

Лампы Т8 имеют четыре штыря, но для того, чтобы выполнить подключение, понадобится два.

Переделка люминесцентного светильника в светодиодный: пошаговая инструкция

Шаг первый: для начала понадобится отключить питание люминесцентного прибора. Причем рекомендуется сделать это путем отключения автоматики на распределительном щите, чтобы обезопасить себя от удара током.

Отключаем питание на распределительном щите

Шаг второй: теперь следует удалить старые лампочки. При этом необходимо открутить трубки, как перед очередной заменой.

Демонтируем старые трубки

Шаг третий: потребуется отсоединить проводку, которая отходит от стартера.

Демонтируем проводку и дроссели, потому что они не нужны в этой схеме. Снять их не трудно, потребуется открутить винты с обратной стороны

Шаг четвертый: необходимо отсоединить патроны на конструкции. Далее следует сделать перемычку из одножильного провода и вставить между полюсами на патроне конструкции.

Так будет выглядеть перемычка между контактами

Шаг пятый: далее останется закрепить провод напрямую.

Теперь патрон можно вернуть на место. Здесь на каждую лампу должен идти отдельный провод

Шаг шестой: далее останется проверить конструкцию на работоспособность, а затем закрепить штыревые лампочки.

Таким образом будет выглядеть светильник в собранном виде

Всегда ли светодиодную лампу можно просто вкрутить вместо обычной?

Нет, не всегда. Есть две проблемы, с которыми можно столкнуться:• Работа с выключателем, имеющим индикатор.

Большое количество светодиодные ламп не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течёт через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.• Диммирование.

Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (как правило они гораздо дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости.

Простейшая схема LED-лампы

Особенностью схемы, изображенной на рис. 3, является 2 светодиода, работающих встречно-параллельно. В этом варианте расположения каждый светодиод выполняет защитную функцию. Препятствует поражению обратным напряжением сети другого светодиода, а также увеличивает частоту пульсации LED-лампы до значения 100 Гц. Такой показатель частоты будет благоприятно влиять на ваше зрение.

Один из СД можно заменить на выпрямительный диод, выполняющий защитную функцию. Включается он в схему в направлении заменяемого СД. В этой компоновке элементов частота пульсации СД равняется 25 Гц.
Резистор R1 должен быть мощностью не меньше 5 Вт и сопротивления 10-11 кОм. Тогда протекающий ток в СД будет равен 20 мА. Сопротивление R1 выбирается согласно величине номинального прямого тока СД.
Данную лампу возможно сделать в корпусе испорченной компактной ЛЛ.

Простейшая схема LED-лампы

Ремонт светодиодной лампы серии «LL-CORN» (лампа-кукуруза) E27 4,6 Вт 36x5050SMD

Технология ремонта лампы-«кукурузы» отличается от ремонта выше показанной лампы.

Ремонт такой лампы прост, так как светодиоды располагаются на корпусе. И для прозвонки не требуется ни каких лишних действий. Эта лампа была разобрана исключительно из-за интереса.

Техника проверки «кукурузы» не отличается от вышеописанной. Только в корпусе этих ламп установлено 3 светодиода. При прозвонке все 3 должны засветиться.

Если обнаружена поломка одного из светодиодов, закоротите его или впаяйте новый. На сроке службы лампы это не отразиться. Драйвер лампы не имеет развязывающегося трансформатора. Поэтому, любое прикосновение к дорожкам светодиодов неприемлемо.

Если светодиоды целы, дело в драйвере. Для того, чтоб осмотреть его, необходимо разобрать корпус.

Чтоб добраться до драйвера, нужно снять ободок. Подденьте его отверткой в самом слабом месте, он должен отклеиться.

Драйвер имеет такую же схему, что и наша первая лампа с тем отличием, что С1-1µF, С2- 4,7 µF. Провода длинные, поэтому драйвер вытягивается без усилий. После работ по замене светодиода, ободок был посажен на клей «Момент».

Ремонт шунтированием

Проще
всего это сделать при помощи капельки олова. Кто-то припаивает сюда тоненький
проводок или даже накладывает кусочек фольги.

Но
все это сложнее и менее надежно.

Поэтому
берете паяльник, подносите олово и капаете на место, где раньше стоял
светодиод.

А
если нет под рукой паяльника, что делать в этом случае?

Возьмите
олово, которое продается в виде тонкой проволоки на катушке, разогрейте его “реактивной”
газовой зажигалкой и капните на контактную площадку.

Если нет в наличии ни паяльника, ни олова, можно попробовать капнуть токопроводящий клей.

Весь
ремонт со вскрытием лампы займет у вас не более 5 минут. Для проверки
работоспособности можете не ставить колбу на место, а прямо так вкрутить
лампочку в патрон и включить свет.

Особой
разницы в свечении вы даже не заметите.

Как функционирует светодиодная лампа?

Источником свечения в данном случае будет светоизлучающий диод, которые состоит из полупроводника с несколькими выходами – катодом, анодом и оптикой.

Когда электроток проходит по полупроводникам в одном направлении, происходит перераспределение носителей заряда. Этот процесс приводит к излучению фотонов (в результате перехода отрицательно зараженных частиц на следующий уровень).

Светодиодная лампа в качестве подсветки

На стандартных схемах светоизлучающие диоды отмечаются со стрелками, что обозначает наличие оптического излучения. Кроме того, присутствует система остывания (радиатор), которая собирает излишки тепла. Еще есть и плафон, который препятствует потере света.

Производители выпускают большое количество LED-лампочек, которые имеют различную конфигурацию и мощность 220 В. Тем не менее, у этих моделей имеется одно и то же внутреннее устройство.

В этих лампочках за излучение света отвечают диоды, количество и габариты кристаллов которых отличается по степени мощности и особенностям радиатора. За спектр цветов отвечает жидкость, которая имеется внутри кристаллов.

Как устроена светодиодная лампочка

На входе к драйверу находится мостовая схема, которая подсоединяется к ламповому цоколю, соединенному с патроном. Именно благодаря такому устройство происходит выпрямление переменного напряжения, которое затем поступает на плату и к диодам.

С целью рассеивания светового потока и защиты поверхности кристаллов от негативного воздействия окружающей среды, с внешней стороны устанавливается стекло (колба из пластика). Поэтому, по внешнему виду светодиодные лампы мало чем отличаются от других изделий.

Эти лампочки, как и другие, вкручиваются в патрон с помощью цоколя. При этом цоколи у таких изделий тоже имеют стандартные габариты, поэтому их получится использовать в сети без каких-либо изменений электрических проводников.

Светодиодные лампы в «классическом» исполнении, причем показанная справа модель очень достоверно имитирует старую лампу накаливания

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.

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:

0,3;
0,5;
0,8;
1,0 см.

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. Главная 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.

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP

0,3;
0,5;
0,8;
1,0 см.