Kilka lat temu kupiono 4 sztuki żarówki ledowe modele GL5.5-E27 produkowane pod marką Estares. Dwa z nich sprawdziły się w przedpokoju, gdzie oświetlenie jest włączone przez kilka godzin dziennie z okresowym załączaniem, jeden w łazience i drugi w toalecie, gdzie tryb pracy charakteryzuje się częstszym załączaniem niż czas pracy .
Jednak pomimo różnicy w warunkach pracy, po trzech latach wszystkie światła zaczęły migać niemal jednocześnie, kilka minut po włączeniu.
Znana jest przyczyna tego zjawiska - diody LED stopniowo zanikają z powodu przepływającego przez nie zwiększonego prądu. Aby lampa świeciła jaśniej, producent stosuje sterownik o maksymalnym dopuszczalnym zakresie tego typu Prąd wyjściowy diody LED. W rezultacie diody LED podczas pracy nagrzewają się powyżej temperatury dopuszczalnej dla tego typu diod i odpowiednio szybciej ulegają degradacji. Jednocześnie jasność lampy zaczyna z czasem spadać, co jest widoczne gołym okiem. Rezystancja diod LED również maleje i osiąga granicę, przy której zaczyna działać zabezpieczenie sterownika przed przeciążeniem i zwarciem, co powoduje miganie żarówki.
Ze względu na zainteresowanie i oszczędność postanowiono spróbować naprawić te lampy LED, a mianowicie wymienić zdegradowane diody LED na nowe i zobaczyć, co się stanie.
Demontaż lampy LED
Za pomocą zwykłego noża biurowego z wąskim ostrzem bardzo ostrożnie odcinamy klej mocujący szklany klosz do plastikowego korpusu. Nie dociskamy klosza, jest on bardzo delikatny i łatwo pęka. Po odcięciu kleju klosz można łatwo zdjąć.
Lepiej usunąć cały klej, a jest go sporo, z obu części zdemontowanej lampy LED. Nie będziemy tego potrzebować.
Co widzimy. Na cienkiej płytce zamontowano sześć diod LED, chociaż możliwe są jeszcze trzy. Oczywiście mamy do czynienia z klasycznym podłączeniem diod LED do sterownika, tak samo jest stosowane Paski LED, trzy kolejne diody LED. Oznacza to, że w tej lampie można zainstalować łącznie 9 diod LED, w trzech grupach po trzy diody każda. Zmniejszy to obciążenie diod LED i wydłuży żywotność lampy LED.
Płytę dociska się za pomocą wkrętów samogwintujących do plastikowej obudowy, która posiada otwory wentylacyjne, poprzez aluminiowy grzejnik.
Odlutowujemy przewody od płytki i demontujemy ten tort. Pomiędzy płytą a radiatorem nie ma pasty termoprzewodzącej. Pytanie, czy jest to tam potrzebne, jest retoryczne.
Pod chłodnicą znajdziemy płytkę sterownika. Zwróć uwagę na odbarwienie czerwonego przewodu dodatniego. Jest to wyraźnie spowodowane podwyższoną temperaturą.
Przestrzegaj zasad bezpieczeństwa elektrycznego!
Dygresja liryczna i teoretyczna
Ale jeśli naprawdę chcesz zobaczyć, co tam jest i jak, to ostrożnie za pomocą śrubokręta podważ podstawę lampy po obwodzie i przekręć podstawę wzdłuż gwintu. Podważamy styk końcowy i wyciągamy go. Następnie płytę sterowniczą można swobodnie usunąć.
Na zdjęciu nie widać przewodu prowadzącego do styku końcowego.
Jak widać producent nie był oryginalny i zastosował standardowy sterownik lampy LED na chipie BP3122. .
Typowy schemat zastosowania BP3122 jest następujący:
Układ ten został specjalnie zaprojektowany do stosowania w sterownikach lamp LED i jest układem sterującym źródło impulsów odżywianie. Jego zastosowanie pozwala znacząco zmniejszyć gabaryty sterownika, a co za tym idzie jego koszt, poprzez zmniejszenie ilości zastosowanych podzespołów dodatkowych.
Moc wyjściowa zalecana przez producenta chipa wynosi nie więcej niż 6 W przy napięciu wejściowym 230 V ±15% i 5 W w zakresie napięcia wejściowego AC od 85 do 265 V. Mikroukład posiada zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem, zabezpieczenie przed przegrzaniem i zabezpieczenie przed przepięciem. Z mechanizmem samopowrotnym po wyeliminowaniu awarii.
Poziom ustabilizowanego prądu wyjściowego zależy od rodzaju zastosowanego transformatora, a mianowicie stosunku zwojów uzwojenia pierwotnego Np i wtórnego Ns oraz prądu szczytowego w MOSFET-ie, który z kolei zależy od rezystancji rezystora nastawczego podłączonego do Wejście CS mikroukładu.
Stabilizacja prądu na wyjściu badanego sterownika prowadzona jest na poziomie 350 mA.
Naprawa lamp LED
Aby wymienić te zdegradowane, u tego sprzedawcy na AliExpress zamówiono nowe diody LED.
Stare diody LED najłatwiej wylutować z płytki za pomocą stacji lutowniczej z suszarką do włosów (temperatura około 300°C). Możesz użyć lutownicy, ale będziesz musiał majstrować przy tworzeniu specjalnego „widelca do lutowania diod LED”. Płytka bardzo ciepło nagrzewa się i pochłania część ciepła, dlatego lutownica o mocy mniejszej niż 100 W nie może być nawet brana pod uwagę.
Po usunięciu starych diod LED, nie przerywając ogrzewania od spodu płytki, nakładamy topnik na miejsca lutowania, w razie potrzeby lutujemy i umieszczamy nowe diody LED, przestrzegając polaryzacji.
Nie zaszkodzi też najpierw ocynować przewody nowych diod LED. A dla wygody ich późniejszego ułożenia na płytce zaznacz markerem np. anodę.
Dane nominalne zakupionych diod LED: prąd 150 mA, napięcie 3,0 - 3,2 V, ciepła, biała barwa 2800 - 3500 K.
Montaż odbywa się w odwrotnej kolejności. Jeśli masz pastę termoprzewodzącą, nałóż ją na odwrotna strona opłaty.
Następnie można sprawdzić działanie lampy LED, włączając ją na kilka godzin.
Nie patrz na płonące diody LED nieosłoniętym okiem, jest to niebezpieczne dla wzroku. Zakryj je kartką papieru!
Jeżeli wszystko jest w porządku, wszystkie grupy diod świecą równomiernie i nie mrugają, można przykleić szklany klosz. Lepiej jest użyć do tego kleju typu „Moment”. Klej topliwy nie jest odpowiedni; jeśli lampa nagrzeje się podczas pracy, może się stopić, a klosz odpadnie i spadnie.
Po wyschnięciu kleju lampa LED znów będzie Ci wiernie służyć. A co, jeśli nagle będziesz już wiedział, jak to naprawić.
Lista plików
Zawsze mówiłem, że diody LED są przyszłością. Wynika to przede wszystkim z ich trwałości i oszczędności energii. Jednak dzisiaj technologia produkcji tych lamp nie jest jeszcze doskonała, mówi o tym sama wysoka cena i jest za wcześnie na zakup tej innowacji. Ale nikt nie słucha, więc to kupują, a potem zgłaszają roszczenia – i oto, to już nie działa.
Ale dla mnie było to jak rozgrzewka, gdy na moim stole postawiono kilka uszkodzonych lamp.
Prawdę mówiąc pierwszy raz spojrzałem na te lampy, wykonane z grubego szkła, wydały mi się nierozłączne, co tylko potwierdziło moją teorię o ich niedoskonałości i gdy tak głośno o tym myślałem, jeden ze słuchaczy wziął się w garść. suszarkę do włosów i po prostu podgrzał szklany cylinder i przyklejony okrąg szkła wzdłuż konturu, który wyszedł z uścisku. Na wysoka temperatura Wymiary liniowe rosną, a klej staje się elastyczny i od razu w oko wpadły mi dwie nielutowane diody LED (z jednej strony były podniesione, tak się dzieje przy upadku). W innej lampie eksplodował kondensator elektrolityczny. Ale powodem jest nie tylko to, ale awaria jednej diody LED, która po przerwaniu obwodu zamieniła w ten sposób napięcie na kondensatorze równe 100 woltów na różnicę potencjałów 300 woltów, co doprowadziło do eksplozji.
Oto najprostszy, a zatem najczęstszy obwód elektryczny lamp LED bez transformatorów. Zacznijmy od tego. Ale najpierw trochę teorii.
Kondensator C1 pełni rolę rezystora gaszącego, ponieważ ma rezystancję przy częstotliwości prądu przemiennego, ale w przeciwieństwie do rezystora nie rozprasza ciepła i służy do obniżenia napięcia obwód szeregowy. Czasami zamiast jednego kondensatora umieszcza się dwa równolegle, aby uzyskać wymaganą jasność. Aby lampa działała niezawodnie, jej napięcie robocze musi być większe niż 450 woltów.
Mostek diodowy służy do zamiany prądu przemiennego na prąd stały.
Kondensator C2 wygładza tętnienie napięcia mostka wyprostowanego 100 Hz. Jego napięcie robocze musi przekraczać 300 woltów.
Rezystory o wysokiej rezystancji R1, R2, równolegle z kondensatorami C1 i C2, służą bezpieczeństwu elektrycznemu, aby usunąć ładunki z tych kondensatorów, aby nie uległy porażeniu w przypadku dotknięcia podstawy właśnie wymontowanej lampy.
Rezystory o niskiej rezystancji R3, R4 służą do celów ochronnych, ograniczają skoki prądu, w niektórych przypadkach działają jak bezpieczniki, przegrzewają się i ulegają awarii, otwierając obwód mocy w przypadku zwarcia.
Ze wszystkich wymienionych komponentów radiowych rezystory o wysokiej rezystancji i mostki prostownicze są najmniej podatne na awarie.
Dziadek za rzepę, babcia za dziadka itp.
Z reguły jedna z diod LED matrycy najczęściej ulega awarii z powodu zwarcia kondensatora C1. Kiedy ten kondensator zostanie zwarty, napięcie i prąd na matrycy LED wzrasta, a jasny blask lampy nie trwa długo, aż do awarii najsłabszego elementu matrycy. Uszkodzona dioda LED otwiera obwód, a napięcie na kondensatorze C2 osiąga 300 woltów. Kondensator C2 (jego napięcie robocze wynosiło 100 woltów) eksploduje, zwiera obwód mocy i wyłącza rezystory R3, R4 o niskiej rezystancji, które są niezwykle wysoki prąd natychmiast się nagrzewają, a ich warstwa przewodząca pęka, przerywając obwód zasilania.
To chyba najgorsza bajka z mojego dzieciństwa, ale wskazówka pozostaje aktualna – nie wystarczy znaleźć przyczynę braku blasku, trzeba też znaleźć skutek.
Znalezienie wadliwych komponentów
Zatem lampa jest otwarta. Pierwszą rzeczą, którą zrobiłem, było uważne obejrzenie edycji.
1. Najprościej jest tak, że drut spadł z podstawy lampy. Zdarzyło się to już w przypadku lamp energooszczędnych. Sam drut można przedłużyć i zamiast lutować lub złącze spawane W przypadku podstawy aluminiowej można zastosować połączenie gwintowe.
2. Po prostu usunąłem spuchnięty lub spalony kondensator elektrolityczny C2. Aby zapewnić niezawodność, zastosowałem kondensator o napięciu roboczym większym niż 300 woltów. Lampa będzie działać bez niego.
3. Tester zadzwonił do rezystorów o niskiej rezystancji R3, R4, odczyty powinny mieścić się w zakresie 100–560 omów (oznaczenia rezystorów chipowych 101–561). Jeden z rezystorów nie pokazał swojej wartości więc go wymieniłem.
4. Teraz kolej na kondensator C1. Jest blokowany przez rezystor ochronny R1 od 100 kOhm (104) i powyżej 510 kOhm (514, ostatnia cyfra rezystorów chipowych oznacza liczbę zer), których wartość pokaże omomierz, co wskazuje na użyteczność samego kondensatora, przynajmniej nie jest uszkodzony. Kondensator ten musi być umieszczony pod napięciem co najmniej 450 woltów. Czasami, aby zmniejszyć wymiary, producenci lamp instalują kondensatory przy niższym napięciu roboczym, co prowadzi do ich awarii.
5. Teraz możesz podłączyć obwód do sieci i zmierzyć go testerem napięcie stałe na kondensatorze C2 lub na obszarach przewodzących, w których stał. Nie było żadnego blasku, a stałe napięcie było 1,4 razy wyższe Napięcie prądu przemiennego sieć 220 woltów i wyniosła 308 woltów, co wskazywało na przerwę w matrycy LED, ale sprawność mostka diodowego.
6. Poszukiwania uszkodzonej diody rozpoczynam od oględzin lampy odłączonej od sieci. Zewnętrznie taki element różni się od innych czarną kropką na powierzchni kryształu. Zatem podejrzany element został znaleziony, ale dla pewności można posłużyć się testerem i porównać rezystancję przejścia każdej diody w bezpośrednie połączenie. Powinno wynosić około 30 kOhm.
Jeśli wszystkie elementy matrycy wykazują tę samą rezystancję, a po podłączeniu nie ma blasku, a stałe napięcie na kondensatorze C2 gwałtownie spadło do kilku woltów, oznacza to awarię kondensatora C1. Najprawdopodobniej będzie w klifie.
Nie polecam robić tego tak jak sam to zrobiłem. Zakładając wolną rękę za plecy, drugą ręką, za pomocą ostrej pęsety w pobliżu włączonej lampy, zwierał po kolei podkładki przewodzące każdej diody, aż do zaświecenia się całej matrycy. Bardzo łatwo jest znaleźć element powodujący przyciemnienie, migotanie lub włączenie lampy na krótki czas. Być może sam element będzie miał po prostu słaby kontakt ze ścieżką przewodzącą z powodu złego lutowania.
 |
| Ryc.4. |
Istnieje inny sposób sprawdzenia matrycy LED (ryc. 4.). Korzystanie z zasilania z pojemnika z dwoma akumulatorami o łącznym napięciu 3 V lub z jednego akumulatora o tym samym napięciu. Za pomocą szeregowo połączonego rezystora R = 100 Ohm podłączam piny o napięciu 3 V w odpowiedniej polaryzacji do każdej diody D bez wyjmowania jej z obwodu i upewniam się, że świeci (będzie świecić tylko przy bezpośrednim połączeniu).
Uwaga!
Postęp nie stoi w miejscu i trafiłem na lampę LED, w której diody LED występują w postaci dwóch połączonych szeregowo kryształów półprzewodnikowych w jednej obudowie, co oznacza, że nie będą świecić przy napięciu 3 woltów. Aby to sprawdzić, stosuje się ten sam obwód (ryc. 4), tylko z pojemnikiem na 4 akumulatory, to znaczy trzeba mieć napięcie 6 woltów i rezystor 100 omów, który ogranicza prąd.
Ta lampa o napięciu 220 V wyposażona jest w konwerter niskiego napięcia, który zapobiega całkowitemu zgaśnięciu lampy w przypadku awarii jednej diody LED. Co zrobić, jeśli poziom jego oświetlenia spadł i zadrżał, jakby z zimna? Powodem jest nadmiar ciepła wewnątrz podstawy. Kondensatory elektrolityczne nie lubią ciepła i w rezultacie wysychają, ich pojemność spada, dlatego wzrasta tętnienie napięcia prostowanego przez mostek diodowy, co powoduje migotanie światła. Kondensator elektrolityczny do wymiany.
 |
| Zdjęcie 3. |
Lampa LED na 12 V.
 |
| Ryż. 5 Schemat połączeń. |
Natknąłem się na tę wersję jej planu.
Znowu teoria.
Mostek diodowy (D 1-D 4) na zaciskach lampy sprawia, że jest ona uniwersalna, co pozwala na podłączenie do napięcia stałego bez obawy o odwrócenie polaryzacji, dodatkowo daje możliwość stosowania lampy z niskonapięciowym zasilaczem przemiennym źródło napięcia w przedziale od 6 do 20 woltów (dla stałego w odstępie od 8 do 30 woltów).
Za tak duży rozrzut napięć odpowiada przetwornica (chip CL 6807, R 1, R 2, L1, D 5). Jego zadaniem jest ograniczenie prądu w miarę wzrostu napięcia. W przeciwieństwie do rezystora ograniczającego prąd, ten konwerter ma wysoka wydajność= 95 procent, oszczędza także energię i nie wydzielając nadmiaru ciepła, zajmuje mniej miejsca niż rezystor.
Same diody LED to D6 - D9.
Wszystko wydaje się w porządku, ale lampy zawodzą. Głównym powodem są diody LED niskiej jakości (dokładniej złej jakości spawanie kryształu półprzewodnika do kranów rozlutowujących). W tym schemacie wyłączenie będzie odbywać się parami, lampa będzie najpierw migać sygnałami. Znajduję wadliwą diodę LED, podłączając kolejno strukturę 3 V (ryc. 4) do każdej diody odłączonej lampy. Tym samym z dwóch lamp można jedną odnowić, zostawiając części zamienne na lepsze czasy (swoją drogą piękne grzejniki do tranzystorów).
Ale co, jeśli nie możesz naprawić lampy? Nie denerwuj się. Z zepsutej lampy możesz wykonać wiele różnych rzemiosł.
 |
| Zdjęcie 5 Przyjdź i zobacz światło. |
Jak działają lampy LED
W artykule opisano konstrukcję lamp LED. Rozważono kilka obwodów o różnej złożoności i podano zalecenia dotyczące niezależnej produkcji źródeł światła LED podłączonych do sieci 220 V.
Problem oszczędzania energii
W wyniku światowego kryzysu problem oszczędzania energii stał się jeszcze bardziej palący na całym świecie. W związku z tym 27 krajów UE zakazało już sprzedaży żarówek o mocy 100 watów lub większej od 1 września 2009 r. A już w 2011 roku w krajach europejskich planowane jest wprowadzenie embargo na sprzedaż najpopularniejszych wśród kupujących 60-watowych żarówek. Do końca 2012 roku planowane jest całkowite wycofanie żarówek.
W 2013 roku Kongres USA przyjął ustawę mającą na celu wycofanie żarówek. Zgodnie z tymi przepisami mieszkańcy Unii Europejskiej i Stanów Zjednoczonych całkowicie przejdą na źródła oszczędzania energiiświatło – świetlówki i świetlówki LED. W Rosji, zgodnie z dekretem rosyjskiego rządu, produkcja i sprzedaż żarówek ma zostać zakończona w 2011 roku.
Zalety lamp energooszczędnych
Zalety lamp energooszczędnych są powszechnie znane. Przede wszystkim jest to faktycznie niskie zużycie energii, a w dodatku wysoka niezawodność. Obecnie najczęściej stosowane są świetlówki. Taka lampa, pobierająca 20 watów mocy, zapewnia takie samo oświetlenie jak stuwatowa żarówka. Łatwo policzyć, że oszczędność energii jest pięciokrotna.
W ostatnio Do produkcji wprowadzane są lampy LED. Ich wskaźniki wydajności i trwałości są znacznie wyższe niż wskaźniki lampy fluorescencyjne. W tym przypadku energia elektryczna jest zużywana dziesięć razy mniej niż lampy żarowe. Trwałość lamp LED może sięgać 50 lub więcej tysięcy godzin.
Źródła światła nowej generacji są oczywiście droższe proste lampyżarowe, ale zużywają znacznie mniej energii i mają zwiększoną trwałość. Dwa ostatnie wskaźniki mają na celu zrekompensować wysoki koszt nowych typów lamp.
Praktyczne obwody lamp LED
Jako pierwszy przykład możemy rozważyć konstrukcję lampy LED opracowaną przez SEA Electronics przy użyciu specjalistycznych mikroukładów. Obwód elektryczny takiej lampy pokazano na rysunku 1.
Rysunek 1. Schemat lampy LED firmy SEA Electronics
Dziesięć lat temu diody LED mogły służyć jedynie jako wskaźniki: natężenie światła nie przekraczało 1,5...2 mikrokandeli. Teraz są super jasne diody LED, których intensywność promieniowania sięga kilkudziesięciu kandeli.
Dzięki zastosowaniu diod LED dużej mocy w połączeniu z przetwornikami półprzewodnikowymi możliwe stało się stworzenie źródeł światła mogących konkurować z lampami żarowymi. Podobny konwerter pokazano na rysunku 1. Obwód jest dość prosty i zawiera niewielką liczbę części. Osiąga się to poprzez zastosowanie specjalistycznych mikroukładów.
Pierwszy mikroukład IC1 BP5041 to przetwornica AC/DC. Jego schemat blokowy przedstawiono na rysunku 2.
Rysunek 2. Schemat blokowy BP5041.
Mikroukład wykonany jest w obudowie typu SIP pokazanej na rysunku 3.
Rysunek 3.
Przetwornica podłączona do sieci oświetleniowej 220 V zapewnia napięcie wyjściowe 5 V przy prądzie około 100 miliamperów. Podłączenie do sieci odbywa się poprzez prostownik składający się z diody D1 (w zasadzie można zastosować obwód prostownika mostkowego) i kondensatora C3. Rezystor R1 i kondensator C2 eliminują szum impulsowy.
Całe urządzenie zabezpieczone jest bezpiecznikiem F1, którego moc nie powinna przekraczać wartości wskazanej na schemacie. Kondensator C3 ma za zadanie wygładzać tętnienia napięcia wyjściowego przetwornicy. Należy zauważyć, że napięcie wyjściowe nie ma izolacja galwaniczna z sieci, co w tym schemacie wcale nie jest konieczne, ale wymaga szczególnej ostrożności i przestrzegania zasad bezpieczeństwa podczas produkcji i uruchamiania.
Kondensatory C3 i C2 muszą mieć napięcie robocze co najmniej 450 V. Kondensator C2 musi być foliowy lub ceramiczny. Rezystor R1 może mieć rezystancję z zakresu 10...20 Ohm, co jest wystarczające do normalnej pracy przetwornicy.
Zastosowanie tej przetwornicy eliminuje potrzebę stosowania transformatora obniżającego, co znacznie zmniejsza wymiary całego urządzenia. Charakterystyczną cechą mikroukładu BP5041 jest obecność wbudowanej cewki indukcyjnej, jak pokazano na rysunku 2, co pozwala zmniejszyć liczbę przyłączy i całkowity rozmiar płytki drukowanej.
Jako dioda D1 nadaje się każda dioda o napięciu wstecznym co najmniej 800 V i prądzie wyprostowanym co najmniej 500 mA. Powszechnie stosowana importowana dioda 1N4007 w pełni spełnia te warunki. Na wejściu prostownika zamontowany jest warystor VAR1 typu FNR-10K391. Jego celem jest ochrona całego urządzenia przed hałasem impulsowym i elektrycznością statyczną.
Drugi układ IC2, typ HV9910, to stabilizator prądu PWM dla superjasnych diod LED. Wykorzystując zewnętrzny tranzystor MOSFET, prąd można ustawić w zakresie od kilku miliamperów do 1A. Prąd ten jest ustawiany przez rezystor R3 w obwodzie sprzężenia zwrotnego. Mikroukład jest dostępny w obudowach SO-8 (LG) i SO-16 (NG). Jego wygląd pokazano na rysunku 4, a na rysunku 5 schemat blokowy.
Rysunek 4. Układ HV9910.
Rysunek 5. Schemat blokowy układu HV9910.
Za pomocą rezystora R2 można zmieniać częstotliwość wewnętrznego oscylatora w zakresie 20…120 KHz. Przy rezystancji rezystora R2 wskazanej na schemacie będzie to około 50 kHz.
Dławik L1 przeznaczony jest do magazynowania energii, gdy tranzystor VT1 jest otwarty. Kiedy tranzystor się zamyka, energia zgromadzona w cewce jest przekazywana diodom LED D3...D6 poprzez szybką diodę Schottky'ego D2.
Czas przypomnieć sobie samoindukcję i regułę Lenza. Zgodnie z tą zasadą prąd indukowany zawsze ma taki kierunek, że jego strumień magnetyczny kompensuje zmiany zewnętrznego strumienia magnetycznego, który (zmiana) spowodował ten prąd. Dlatego kierunek samoindukcji emf ma kierunek przeciwny do kierunkuŹródło pola elektromagnetycznego
odżywianie. Dlatego diody LED włączają się w kierunku przeciwnym do napięcia zasilania (pin 1 mikroukładu IC2, oznaczony na schemacie jako VIN). W ten sposób diody LED emitują światło dzięki samoindukcji emf cewki L1.
W tej konstrukcji zastosowano 4 ultrajasne diody LED typu TWW9600, choć całkiem możliwe jest zastosowanie innych typów diod LED innych firm.
Wykonując samodzielnie taką lampę LED, należy zastosować obudowę z gwintowaną podstawą o rozmiarze E27, która nie nadaje się do użytku lampa energooszczędna, o mocy co najmniej 20 W. Wygląd projekt pokazano na rysunku 6.
Rysunek 6. Domowa lampa LED.
Chociaż opisywany schemat jest dość prosty, jest on zalecany własnej roboty Nie zawsze jest to możliwe: albo nie będzie możliwości zakupu części wskazanych na schemacie, albo monter nie ma wystarczających kwalifikacji. Niektórzy mogą się po prostu bać: „A co jeśli mi się nie uda?” W takich sytuacjach możemy zaoferować kilka innych, prostszych opcji zarówno pod względem projektowania obwodów, jak i zakupu części.
Prosta lampa LED do wykonania w domu
Więcej prosty obwód Lampę LED pokazano na rysunku 7.
Rysunek 7.
Na tym schemacie widać, że do zasilania diod LED stosuje się prostownik mostkowy ze statecznikiem pojemnościowym, co ogranicza prąd wyjściowy. Takie zasilacze są ekonomiczne i proste, nie boją się zwarcia, ich prąd wyjściowy jest ograniczony przez pojemność kondensatora. Takie prostowniki są często nazywane stabilizatorami prądu.
Rolę statecznika pojemnościowego w obwodzie pełni kondensator C1. Przy pojemności 0,47 µF napięcie robocze kondensatora musi wynosić co najmniej 630 V. Jego pojemność została zaprojektowana tak, aby prąd płynący przez diody LED wynosił około 20 mA, co jest wartością optymalną dla diod LED.
Tętnienia napięcia prostowanego mostkiem są wygładzane przez kondensator elektrolityczny C2. Ograniczyć prąd ładowania w momencie załączenia służy rezystor R1, który pełni także funkcję bezpiecznika w sytuacjach awaryjnych. Rezystory R2 i R3 służą do rozładowywania kondensatorów C1 i C2 po odłączeniu urządzenia od sieci.
Aby zmniejszyć rozmiar, napięcie robocze kondensatora C2 zostało wybrane na jedynie 100 V. W przypadku pęknięcia (przepalenia) co najmniej jednej z diod LED, kondensator C2 zostanie naładowany do napięcia 310 V, które będzie nieuchronnie doprowadzi do jego eksplozji. Aby zabezpieczyć się przed taką sytuacją, kondensator ten jest bocznikowany przez diody Zenera VD2, VD3.
Ich napięcie stabilizacyjne można wyznaczyć w następujący sposób. Na przez diodę LED 20 mA powstaje na niej spadek napięcia, w zależności od typu, w granicach 3,2 ... 3,8 V. (Ta właściwość w niektórych przypadkach pozwala na zastosowanie diod LED jako diod Zenera). Dlatego łatwo obliczyć, że jeśli w obwodzie zastosuje się 20 diod LED, to spadek napięcia na nich wyniesie 65...75 V. To na tym poziomie napięcie na kondensatorze C2 będzie ograniczone.
Diody Zenera należy dobierać tak, aby całkowite napięcie stabilizacji było nieco wyższe od spadku napięcia na diodach LED. W takim przypadku podczas normalnej pracy diody Zenera zostaną zwarte i nie będą miały wpływu na działanie obwodu. Wskazane na schemacie diody Zenera 1N4754A mają napięcie stabilizacyjne 39 V, a połączone szeregowo 78 V.
Jeżeli choć jedna z diod LED ulegnie przepaleniu, diody Zenera rozłączą się, a napięcie na kondensatorze C2 ustabilizuje się na poziomie 78 V, czyli wyraźnie niższym od napięcia roboczego kondensatora C2, dzięki czemu nie nastąpi eksplozja.
Projekt domowej lampy LED pokazano na rysunku 8. Jak widać na rysunku, jest ona zamontowana w obudowie z bezużytecznej lampy energooszczędnej z podstawą E-27.
Rysunek 8.
Płytka drukowana, na której umieszczone są wszystkie części, wykonana jest z folii z włókna szklanego dowolną z dostępnych w domu metod. Aby zainstalować diody LED na płycie, wierci się otwory o średnicy 0,8 mm, a dla pozostałych części - 1,0 mm. Rysunek płytka drukowana pokazano na rysunku 9.
Rysunek 9. Płytka drukowana i rozmieszczenie na niej części.
Rozmieszczenie części na płytce pokazano na rysunku 9c. Wszystkie części oprócz diod LED są zainstalowane z boku płytki, gdzie nie ma wydrukowanych ścieżek. Zworkę instaluje się po tej samej stronie, co również pokazano na rysunku.
Po zamontowaniu wszystkich części diody LED instaluje się po stronie folii. Montaż diod LED należy rozpocząć od środka płytki, stopniowo przechodząc na obrzeża. Diody LED należy lutować szeregowo, to znaczy, że dodatni zacisk jednej diody LED jest podłączony do ujemnego zacisku drugiej diody.
Średnica diody LED może wynosić od 3…10 mm. W takim przypadku przewody LED należy pozostawić w odległości co najmniej 5 mm od płytki. W przeciwnym razie diody LED mogą się po prostu przegrzać podczas lutowania. Czas lutowania, zalecany we wszystkich instrukcjach, nie powinien przekraczać 3 sekund.
Po złożeniu i wyregulowaniu płytki należy przylutować jej przewody do podstawy, a samą płytkę włożyć do obudowy. Oprócz określonej obudowy można zastosować bardziej miniaturową obudowę, jednak w tym przypadku konieczne będzie zmniejszenie rozmiaru płytki drukowanej, nie zapominając jednak o wymiarach kondensatorów C1 i C2.
Najprostszy obwód lampy LED
Taki schemat pokazano na rysunku 10.
Obwód zawiera minimalną liczbę części: tylko 2 diody LED i rezystor gaszący. Na schemacie widać, że diody LED są połączone tyłem do siebie - równolegle. Po włączeniu w ten sposób każdy z nich chroni drugi przed napięciem wstecznym, które jest małe dla diod LED, a napięcie sieciowe wyraźnie tego nie wytrzymuje. Dodatkowo takie podwójne włączenie zwiększy częstotliwość migotania lampy LED do 100 Hz, co nie będzie zauważalne dla oka i nie męczy wzroku. Tutaj wystarczy przypomnieć, jak, aby zaoszczędzić pieniądze, zwykłe żarówki łączono za pomocą diody, na przykład w wejściach. Działały bardzo nieprzyjemnie na wzrok.
Jeśli nie są dostępne dwie diody LED, jedną z nich można zastąpić konwencjonalną diodą prostowniczą, która zabezpieczy diodę emitującą przed odwrotnym napięciem sieciowym. Kierunek, w którym się włącza, powinien być taki sam, jak kierunek brakującej diody LED. Po włączeniu w ten sposób częstotliwość migotania diody LED wyniesie 25 Hz, co będzie zauważalne dla oka, jak już opisano powyżej.
Aby ograniczyć prąd płynący przez diody LED do 20 mA, rezystor R1 musi mieć rezystancję w granicach 10...11 KOhm. Ponadto jego moc musi wynosić co najmniej 5 watów. Aby ograniczyć nagrzewanie, można go złożyć z kilku, najlepiej trzech, rezystorów o mocy 2 W.
Możesz użyć tych samych diod LED, które zostały wymienione na poprzednich schematach lub cokolwiek, co możesz kupić. Przy zakupie należy dokładnie poznać markę diody LED, aby określić jej znamionowy prąd przewodzenia. Na podstawie wielkości tego prądu wybierana jest rezystancja rezystora R1.
Konstrukcja lampy zmontowanej według tego schematu niewiele różni się od dwóch poprzednich: może być również wykonana w obudowie z bezużytecznej energooszczędnej lampy fluorescencyjnej. Prostota obwodu nie implikuje nawet obecności płytki drukowanej: części można łączyć poprzez montaż powierzchniowy, dlatego, jak mówią, w takich przypadkach projekt jest dowolny.
Witam Was drodzy czytelnicy i goście serwisu Notatki Elektryka.
Dzisiaj postanowiłem opowiedzieć Wam o konstrukcji lampy LED EKF serii FLL-A o mocy 9 (W).
Porównywałem tę lampę w moich eksperymentach (,) z lampą żarową i świetlówką kompaktową (CFL) i pod wieloma względami miała ona wyraźne zalety.
Teraz rozbierzmy go i zobaczmy co jest w środku. Myślę, że będziesz zainteresowany nie mniej niż ja.
Tak więc urządzenie nowoczesnych lamp LED składa się z następujących elementów:
- dyfuzor
- tablica z diodami LED (klaster)
- promiennik (w zależności od modelu i mocy lampy)
- Zasilacz LED (sterownik)
- cokół
Teraz przyjrzyjmy się każdemu elementowi osobno, demontując lampę EKF.
W omawianej lampie zastosowano standardowy gwint E27. Mocuje się go do korpusu lampy za pomocą punktowych wgłębień (rdzeniowych) na całym obwodzie. Aby usunąć podstawę, należy wywiercić rdzenie lub wykonać cięcie piłą do metalu.
Czerwony przewód jest podłączony do centralnego styku podstawy, a czarny drut jest przylutowany do gwintu.
Przewody zasilające (czarny i czerwony) są bardzo krótkie i trzeba je rozebrać Lampa LED do napraw, należy wziąć to pod uwagę i zaopatrzyć się w przewody do ich dalszego przedłużenia.
Przez otwarty otwór widać przetwornik, który jest przymocowany silikonem do korpusu lampy. Ale można go usunąć tylko od strony dyfuzora.
Sterownik jest źródłem zasilania płytki LED (klastra). Przekształca napięcie przemienne 220 (V) w źródło prądu stałego. Sterowniki charakteryzują się parametrami mocy i prądu wyjściowego.
Istnieje kilka rodzajów obwodów zasilania diod LED.
Najprostsze obwody wykonuje się za pomocą rezystora ograniczającego prąd diody LED. W takim przypadku wystarczy wybrać odpowiednią wartość rezystora. Takie obwody zasilające najczęściej spotyka się w przełącznikach z podświetleniem LED. To zdjęcie wziąłem z artykułu, o którym mówiłem.
Nieco bardziej złożone obwody wykonuje się na mostku diodowym (mostkowym obwodzie prostowniczym), z którego wyjścia wyprostowane napięcie dostarczane jest do połączonych szeregowo diod LED. Kondensator elektrolityczny jest również zainstalowany na wyjściu mostka diodowego, aby wygładzić tętnienia wyprostowanego napięcia.
Powyższe obwody nie posiadają izolacji galwanicznej od pierwotnego napięcia sieciowego, charakteryzują się niską sprawnością oraz wysokim współczynnikiem tętnienia. Ich główną zaletą jest łatwość naprawy, niski koszt i małe wymiary.
Nowoczesne lampy LED najczęściej wykorzystują sterowniki oparte na przetworniku impulsowym. Ich głównymi zaletami są wysoka wydajność i minimalna pulsacja. Są jednak kilkakrotnie droższe od poprzednich.
Nawiasem mówiąc, wkrótce planuję zmierzyć współczynniki tętnienia lamp LED i świetlówek różni producenci. Aby nie przegapić publikacji nowych artykułów zapisz się do newslettera.
Przedmiotowa lampa LED EKF posiada sterownik zainstalowany na chipie BP2832A.
Przetwornik mocowany jest do obudowy za pomocą pasty silikonowej.
Aby dostać się do sterownika musiałem odpiłować dyfuzor i wyjąć płytkę z diodami.
Przewody czerwony i czarny to zasilanie 220 (V) z podstawy lampy, natomiast przewody bezbarwne to zasilanie płytki LED.
Tutaj typowy schemat sterowniki na chipie BP2832A pobrane z paszportu. Można tam zapoznać się z jego parametrami i charakterystyką techniczną.
Tryb pracy sterownika mieści się w zakresie od 85 (V) do 265 (V) napięcia sieciowego, posiada zabezpieczenie przeciwzwarciowe oraz wykorzystuje kondensatory elektrolityczne przeznaczone do długotrwałej pracy w wysokich temperaturach (do 105°C).
Obudowa lampy EKF LED wykonana jest z aluminium i tworzywa sztucznego odprowadzającego ciepło, co zapewnia dobre odprowadzenie ciepła, a co za tym idzie zwiększa żywotność diod LED i sterownika (wg paszportu podano aż do 40 000 godzin).
Maksymalna temperatura ogrzewania tej lampy LED wynosi 65°C. Poczytaj o tym w eksperymentach (linki podałem na samym początku artykułu).
Mocniejsze lampy LED, dla lepszego odprowadzania ciepła, posiadają radiator, który jest przymocowany do aluminiowej płyty LED za pomocą warstwy pasty termicznej.
Klosz wykonany jest z tworzywa sztucznego (poliwęglanu) i za jego pomocą uzyskuje się równomierne rozproszenie strumienia świetlnego.
Ale blask bez dyfuzora.
No i dotarliśmy do płytki LED, czyli innymi słowy klastra.
Na okrągłej płycie aluminiowej (w celu lepszego odprowadzania ciepła) umieszczono 28 diod LED SMD przez warstwę izolacyjną.
Diody LED są połączone w dwóch równoległych gałęziach po 14 diod LED w każdej gałęzi. Diody LED w każdej gałęzi są połączone szeregowo. Jeśli przepali się co najmniej jedna dioda LED, cała gałąź nie będzie się świecić, ale druga gałąź będzie nadal działać.
A oto film nakręcony na podstawie tego artykułu:
P.S. Na koniec artykułu chciałbym zaznaczyć, że konstrukcja lampy EKF LED nie jest zbyt udana z punktu widzenia naprawy, lampy nie można zdemontować bez odpiłowania klosza i wywiercenia podstawy.
Coraz popularniejsze są lampy LED szerokie zastosowanie V życie codzienne. Służą do oświetlenia i iluminacji, podkreślając detale wnętrza. Szczególne znaczenie ma obwód lampy LED 220 V, specyfikacje techniczne które znacznie przewyższają inne rodzaje źródeł światła.
Elementy lamp LED
Standardowa lampa LED składa się z następujących elementów:
- Głównymi częściami zewnętrznymi są dyfuzor i podstawa.
- Diody LED zamontowane na płytce. Cała konstrukcja nazywa się. grupa.
- Kaloryfer.
- Zasilacz LED - sterownik.
Większość lamp wykorzystuje standardowe oprawki typu E27. Mocowany jest do korpusu za pomocą punktowych wgłębień zastosowanych na całym obwodzie. Aby usunąć podstawę, wgłębienia są wiercone lub przecinane piłą do metalu.
Czerwony przewód jest podłączony do centralnego styku podstawy. Czarny drut jest przylutowany do gwintu. Oba przewodniki mają bardzo krótką długość iw przypadku ewentualne naprawy lampy muszą mieć rezerwę na przedłużenie. Po zdjęciu podstawy w dyfuzorze otwiera się otwór, przez który wyraźnie widać przetwornik. Mocowanie do korpusu odbywa się za pomocą silikonu, a demontaż możliwy jest jedynie poprzez dyfuzor.
Klaster, będący płytką LED, zasilany jest za pomocą sterownika. Pod jego działaniem przekształcane jest napięcie przemienne 220 woltów Waszyngton. Sterowniki posiadają parametry takie jak prąd wyjściowy i moc.
Dzięki temu współdziałanie wszystkich elementów zapewnia stabilną i nieprzerwaną pracę całej lampy. Awaria choćby jednego z nich spowoduje awarię całego systemu.
Obwody zasilania diod LED
Najprostszy obwód wykonany jest za pomocą rezystora, który działa jak ogranicznik prądu LED. Normalna praca schemat w tym przypadku zależy tylko od właściwy wybór rezystancja tego rezystora. Tego jedzenia używa się głównie wtedy, gdy trzeba je przygotować Podświetlenie LED w przełączniku.
Bardziej złożone obwody wykonuje się za pomocą mostka diodowego. Z jego wyjścia prostowane napięcie jest dostarczane do diod LED połączonych szeregowo. Wygładzanie prostowanych tętnień napięcia odbywa się za pomocą mostka diod elektrolitycznych zamontowanego na wyjściu.
Głównymi zaletami obu programów są ich niski koszt, małe rozmiary i dość prosta naprawa. Mają jednak bardzo niski współczynnik przydatna akcja i wysoki współczynnik tętnienia.
Idealne zasilacze - sterowniki
Najnowsze lampy LED wyposażone są w sterowniki, których podstawą jest przetwornik impulsów. Charakteryzują się wysoką wydajnością i minimalnym poziomem pulsacji. Jednak ich koszt jest znacznie wyższy niż rozważane już proste opcje.
Pasta silikonowa służy do mocowania przetwornika do korpusu. Aby uzyskać dostęp do tego elementu, najpierw odcina się dyfuzor, a następnie usuwa się płytkę LED. Zasilanie 220 V następuje poprzez czerwony i czarny przewód wychodzący z podstawy lampy. Zasilanie jest dostarczane do płytki LED za pomocą bezbarwnych przewodów.
Sterownik może pracować stabilnie przy wahaniach napięcia sieciowego od 85 do 265 woltów. Dodatkowo obwód lampy LED 220 V zapewnia ochronę przed zwarciami, a także obecnością kondensatory elektrolityczne, zapewniając pracę w wysokich temperaturach, do 105 stopni.
Do produkcji obudów lamp stosuje się aluminium i specjalne tworzywa sztuczne, które dobrze odprowadzają ciepło. Dzięki wysokiej jakości odprowadzaniu ciepła żywotność głównych elementów lampy wzrasta do 40 tysięcy godzin. Mocniejsze lampy wyposażone są w radiatory mocowane do płytki LED za pomocą warstwy pasty termoprzewodzącej.