Ремонт светодиодных ламп на 220 вольт своими руками видео: Ремонт светодиодных ламп 220 В за 4 шага

Ремонт светодиодных ламп 220 В за 4 шага

Современные Led светильники прочно входят в наш быт, позволяют значительно снижать потребление электроэнергии, но, в силу разных обстоятельств, периодически выходят из строя.

Поэтому простой ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками в домашних условиях является актуальной задачей для любого умельца.

В статье я показываю поэтапный порядок его выполнения за 4 шага, доступных мастеру с начальными навыками электрика.

Содержание статьи

Чтобы отремонтировать неисправный Led светильник домашнему мастеру потребуется:

1. оценить его конструкцию;
2. выявить неисправность;
3. заменить отказавшую деталь.

Эта простая последовательность действий служит базой последующего описания.

Как конструкция светодиодной лампы 220 В влияет на ее ремонт: 3 важных особенности

Здесь важно четко понимать процессы, сопровождающие преобразование электрической энергии в световой поток, которые заложены в устройство светильника.

2 технологии создания светового потока источником света: 2 подхода к ремонту Led ламп

Все лед светильники на 220 В условно можно разделить на 2 класса, использующие:

• обычные твердотельные кристаллы на светодиодах DIP, SMD или COB типа;

• светоизлучающие нитевидные элементы типа «Filament», выполненные из большого количества последовательных цепочек светодиодных кристаллов.

Они обладают общими конструкторскими решениями:

• выполнены под единый стандартизированный тип цоколя, обычно Е 27 или Е14;

• имеют однотипную систему подключения полупроводниковых переходов к сети 220 вольт через упрощенный блок питания или драйвер.

Однако филаментная лампа имеет более сложное устройство:

• у нее цепочки светодиодных кристаллов собраны единой нитью, закрытой в стеклянной колбе с покрытием люминофора, корректирующим качество светодиодного освещения;
• филаментные нити так сориентированы в пространстве, что свет от источника излучается равномерно во все стороны, как у лампочки Ильича;
• вся осветительная конструкция помещена в герметично закрытый стеклянный корпус и заполнена гелием, улучшающим отвод тепла от полупроводниковых элементов;
• мощность одной нити подобрана так, что составляет 1 ватт. Это позволяет визуально оценивать потребление филаментного источника по их количеству.

Ремонт лампы Filament связан с вскрытием корпуса и нарушением его герметичности. Это ухудшает дизайнерский замысел, влияет на интерьер, несколько изменяет теплообмен, что незначительно сказывается на ресурсе отремонтированного светильника.

По этому вопросу существует другое техническое обоснование.

Альтернативное мнение: лампа Филамент, включенная без колбы, обеспечивает работу светодиодов с открытым внутренним пространством, обеспечивающим их охлаждение за счет естественной циркуляции воздуха.

Этот прием вполне можно использовать для источников света, расположенных в сухих помещениях, недоступных для случайного прикосновения человека. Впрочем, выбор вы можете сделать самостоятельно.

Когда какой-то кристалл нити филамента повреждается, то вся цепочка выходит из строя. Ее надо полностью заменять. Других вариантов ремонта нет, как и запчастей в продаже. Поэтому такие дефектные лампочки вначале накапливают, а затем собирают одну исправную из нескольких поврежденных.

С приведенной особенностью ремонта лед ламп с филаментовыми нитями приходится мириться. У домашнего мастера нет технических возможностей обойти эту проблему.

Обычные лампочки на SMD светодиодах допускают разборку корпуса и последующий ремонт любых элементов с полным восстановлением оптических и электрических характеристик завода изготовителя без потери качества.

Почему при ремонте Led светильника 220 В необходимо учитывать температурные условия его эксплуатации

Обратите внимание на то, что нагрев полупроводниковых переходов развивается комплексным действием трех факторов:

1. протеканием тока через цепочки светодиодов;
2. нагревом драйвера;
3. условиями внешней среды, когда светильник расположен в ограниченном пространстве с ухудшенными условиями теплоотвода.

Обычно последние два компонента являются основными причинами возникновения неисправностей. Их обязательно учтите.

Возрастание значения прямого тока через любой светодиод не только повышает световой поток источника, но и увеличивает тепловые потери, которые постепенно отклоняют реальную характеристику от идеальной прямой линии, ухудшая ее.

Нагрев же конструкции полупроводникового перехода значительно снижает общий ресурс светильника.

Чтобы предотвратить повышенный нагрев полупроводников, производители добавляют в конструкцию внутреннего теплоотвода внешние радиаторы охлаждения, которые дополнительно забирают повышенную температуру и рассеивают ее в атмосферу.

При ремонте поврежденных лед светильников необходимо обращать внимание на условия работы, которым они подвергались при эксплуатации. Вполне вероятно, что их учет позволит создать более совершенную конструкцию или продлить ресурс восстановленного источника.

Например, можно усилить внешний радиатор, сделать ему принудительную или естественную вентиляцию, что актуально для led ламп, встроенных в подвесные или натяжные потолки.

Ведь когда комфортная для человека температура на уровне пола достигает порядка +20 градусов, то в верхнем замкнутом пространстве она уже может вырасти до +30.

Если же эту лампочку поместить под навесом на улице, то зимний морозец в -30 на открытом воздухе сам создаст идеальные условия для ее охлаждения.

Учет возможного предела температурного нагрева и необходимости его ограничения — важное условие выполнения качественного ремонта светодиодных ламп.

Что надо знать про конструкцию драйвера для светодиодной и филаментной лампы 220 вольт при ее ремонте

Основная трудность, с которой сталкиваются производители — это ограниченный объем места, в котором необходимо вместить драйвер или блок питания светодиодов.

По этой причине они вынуждены:

• применять упрощенные малогабаритные блоки питания типа ASD JCDR 5,5W GUS.3, собранные на отдельной плате;

• или создавать дополнительную пластиковую вставку внутри колбы около цоколя и монтировать в этом увеличенном пространстве более совершенный драйвер. Один из вариантов его исполнения показываю ниже.

Как видите, схема драйвера, встроенного внутрь лед лампы 220 В, может значительно отличаться у каждой модели. Самый простой вариант имеет в своем составе:

1. резистивно-емкостной делитель напряжения, который, кстати, выделяет дополнительное тепло при прохождении тока по активному сопротивлению;
2. диодный мост;
3. сглаживающий пульсации напряжения конденсатор;
4. токоограничивающий резистор.

Это самая проблемная схема для Led ламп не только потому, что она нагревает полупроводниковые переходы, но еще и не обеспечивает стабилизацию тока в них.

А они очень чувствительны даже к незначительным колебаниям напряжения.

Поэтому качественный драйвер создается со встроенной схемой стабилизации тока.

Если же при ремонте возникает мысль упростить модуль питания за счет перехода от габаритной и дорогой конструкции к дешевой, то следует понимать, что полупроводники сразу станут работать в экстремальном режиме и долго не проживут.

Как выполнить ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками за 5 шагов: подробная инструкция в картинках

Для работы потребуется не хитрый инструмент домашнего мастера:

• нож электрика, который можно заменить даже канцелярским;
• паяльник электрический с набором для пайки;
• мультиметр цифровой или даже старенький тестер;
• небольшой набор электронных компонентов. Их вполне можно взять из других перегоревших led ламп аналогичной конструкции.

Шаг №1. Особенности вскрытия корпуса и внутреннего осмотра схемы

Любая лампочка имеет защитный кожух, изолирующий электрические детали от внешней среды, предотвращающий их повреждение. Для ремонта его необходимо вскрыть без разрушения, чтобы иметь возможность восстановления работоспособности.

Корпуса светодиодных ламп чаще всего выполняются из пластика. Хотя встречается стеклянная колба, что характерно не только для ламп Филамент. Тонкое стекло хрупкое, а в разбитом состоянии оно очень опасно: можно порезаться.

Как разобрать колбу из пластика

Вариантов сборки пластиковой конструкции довольно много. Корпус собирается из нескольких съемных частей и может крепиться:

• защелками;
• клеем типа силиконового;
• комбинированным способом.

Перед началом разборки его просто надо внимательно осмотреть и прощупать руками места стыковок. Мне рекомендовали их прогревать феном: клей разрушается, позволяя легко отсоединять детали.

Но я этот способ не стал проверять. Допускаю, что нагрев может повредить некачественный пластик. Тогда корпус будет безвозвратно поврежден.

Места стыков следует аккуратно прорезать тонким лезвием острого ножа. Хорошо подходит обычный канцелярский, предназначенный для реза бумаги.

Располагать его надо по линии стыка. Избегать сильных нажатий. Пальцы держать в стороне.

После нескольких прорезов рекомендую осматривать состояние стыка.

Металлическую деталь с цоколя можно снять с помощью любого электрического патрона. Лампа вкручивается в него, а затем движениями рук вытягивается металлическая вкладка из пластикового основания.

Однако надо учитывать, что там припаяны провода, подающие напряжение питания 220 вольт к драйверу питания.

Удаленный второй контакт лампочки также можно подклинить ножом и отсоединить колпачок. На нем тоже с обратной стороны припаян провод.

Вместо ножа удобно использовать инструмент стоматолога или сделать острый крючок. Им процарапывают стык склеенных деталей на небольшую глубину порядка двух миллиметров. Затем царапину углубляют по кругу несколько раз.

Периодически проверяют возможность разъединения деталей руками.

Обращайте внимание на способ крепления электронной платы с драйвером питания и светодиодами. Она тоже может быть приклеена силиконовым клеем, который будет мешать дальнейшей разборке. Его тоже следует удалить.

Как разобрать корпус из стекла

Попытки откручивания цоколя с помощью пассатиж, когда колба зафиксирована защитным покрытием в руке, обычно заканчиваются раздавливанием стекла и повреждением корпуса, который уже не подлежит восстановлению.

Относительно аккуратно можно срезать основание цоколя около пластиковой вставки фрезой бормашинки. Но, необходимо принять меры безопасности от получения травм стеклянной пылью.

Этот метод эффективнее, чем традиционный молоток или обмотка колбы толстой ниткой с керосином, последующим поджиганием, а затем резким охлаждением водой: стекло может лопнуть не в запланированном направлении.

Фреза позволяет сделать ровный срез, который обеспечит склейку колбы после ремонта.

Шаг №2. Как проверить целостность светодиодной сборки

По старой привычке некоторые мастера путают обычные светодиоды DIP типа и модули SMD.

Разница в том, что для современных осветительных приборов выпускаются готовые матрицы с несколькими полупроводниковыми кристаллами, чаще всего тремя и одним общим токоограничивающим резистором, а в светодиодных лентах они подключаются индивидуально.

Старые светодиоды DIP типа достаточно прозванивать мультиметром в режиме омметра или прозвонки.

Проверка SMD матрицы

Схема включения такого SMD модуля тоже имеет два внешних контакта.

К внутренним точкам коммутации доступа нет. Если пытаться зажечь эти светодиоды от цифрового мультиметра, то его выходного напряжения 2-3 вольта просто не хватит для проведения качественной проверки.

Поэтому такую работу выполняют батарейкой «Крона» или блоком питания с выходным напряжением 9-12 В.

Касаться выводов каждого SMD проводами от батарейки необходимо кратковременно, только для выявления момента начала вспышки: ток свечения ничем не контролируется. Не забывайте проверять полярность подключения.

Неисправный SMD модуль нужно заменить другим, который можно взять с аналогичной дефектной лампы, выбранной для разборки.

В сети интернет встречаются рекомендации по шунтированию выводов перегоревшего светодиода. Тогда свечение восстанавливается. Но, общее сопротивление цепочки полупроводниковых переходов при этом уменьшается, что увеличивает нагрузку на драйвер и ток через все полупроводники.

Когда он не справляется с возросшей мощностью, то повышенный ток снижает ресурс всей схемы. Эту особенность надо учитывать. Поэтому рекомендую избегать таких ситуаций или впаивать простые диоды с похожими электрическими характеристиками.

Светодиодная матрица сборки по технологии COB

Здесь используется принцип размещения внутри тела одной матрицы на объединенной подложке довольно большого числа полупроводниковых кристаллов. Их сверху покрывают общим слоем люминофора, улучшающим оптические характеристики.

Проверку исправности светодиодов типа COB лучше проводить питанием от стандартного драйвера.

Аналогичным образом проверяют исправность филаментных нитей ламп Filament.

Шаг №3. Оценка технического состояния и ремонт драйвера питания

Стабильное свечение SMD модулей создает только хорошо стабилизированный ток без пульсаций. Его сглаживают на всех блоках питания полярные электролитические конденсаторы.

Они имеют один существенный недостаток: при нагреве и длительной эксплуатации электролит внутри них высыхает, что приводит к потере емкости, нарушению режима работы.

При внутреннем осмотре схемы всегда визуально оценивайте строгость геометрической формы электролитов. Показываю такой дефект конденсатора на фотографии импульсного блока питания.

Малейшие отклонения от идеального состояния свидетельствуют о его неисправностях.

У проблемных драйверов рекомендую всегда замерять емкость сглаживающих конденсаторов цифровым мультиметром.

При наличии свободного места на корпусе электролит лучше заменить более емким. Тогда риск его будущего повреждения значительно снижается.

Резистор RC делителя напряжения тоже станет лучше работать с сопротивлением такого же номинала, но повышенной мощности — возникнет меньшее выделение тепла.

Выходные параметры блоков питания необходимо оценивать электрическими замерами на рабочем режиме под нагрузкой, а не на холостом ходу.

Проверка электрических характеристик драйвера питания, выполненного по безтрансформаторной схеме подключения, относится к опасным работам под напряжением. Заниматься ей должен только обученный персонал.

Драйверы с трансформаторами на вторичной стороне обмотки имеют менее опасное напряжение.

Нанесение тонкого ровного слоя термопасты между соприкасающимися составными частями радиатора охлаждения снижает нагрев, улучшает теплоотвод.

Шаг №4: Проверка оптических и электрических характеристик: о вреде пульсаций и перенапряжений

Самый вредный для здоровья параметр светодиодных ламп сети 220 вольт: пульсации света

Занимаясь ремонтом важно заботиться о конечной цели восстановления рабочих характеристик, учитывать влияние освещения на глаза человека, создавать наилучшие условия зрению.

Очень многие лед светильники, особенно бюджетных моделей, обладают вредными пульсациями, а то и мигают во включенном состоянии.

Проверить этот параметр в домашних условиях можно визуально или с помощью цифрового фотоаппарата, который сейчас встроен практически в каждый смартфон или мобильный телефон.

Вредные для глаза пульсации будут заметны. Для более точного их определения существуют специальные измерительные приборы.

Светодиодные лампы с излишними пульсациями после ремонта нельзя вводить в эксплуатацию. Их конструкцию необходимо дорабатывать за счет модернизации драйвера питания.

Как защитить светодиодную лампу от перенапряжений при аварийных режимах

Рекомендую обратить внимание на этот вопрос, ибо светодиоды очень чувствительны к повышению напряжения и могут быстро выйти из строя. Особенно актуально это требование для дешевых блоков питания.

Они просто не могут содержать все элементы, обеспечивающие качество работы импульсных блоков питания.

Снизить долю риска повреждения полупроводниковых переходов позволяет модульная защита, устанавливаемая в любом месте перед светильником.

Конденсатор, варистор и резистор — вот и все детали, которые потребуются для сборки такого модуля.

Заканчивая материал, подчеркиваю: прекрасно понимаю, что цена на светодиодные лампы сейчас уже не такая высокая, как раньше. Кому-то проще пойти в магазин, купить новую лампочку взамен сгоревшей и не мучиться с ремонтом.

Тем более, что филаментная лампа белорусского производства обладает хорошим качеством, светит равномерно во все стороны также, как с нитью накаливания, а по цене практически не отличается от Led ламп, продаваемых из Китая.

Однако всегда есть умельцы, желающие делать все самостоятельно. Я описал ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками для тех людей, которые ищут информацию по этому вопросу и желают его выполнить.

Эту же тему хорошо излагает владелец видеоролика ElENBlog

Рекомендую его посмотреть и напоминаю, что у вас сейчас благоприятное время для того, чтобы задать вопрос или прокомментировать статью.

Ремонт светодиодных ламп своими руками, устройство и схема

Длительность работы лампы определяется условиями эксплуатации. Каждый из видов источников света рекомендуется использовать в соответствии с некоторыми правилами и рекомендациями. Это позволит продлить срок службы лампочки. Диодные источники света плохо переносят значительные перепады напряжения источника питания, в таких ситуациях не избежать поломки. Не следует сразу выбрасывать лампочку, вполне реально  отремонтировать ее своими руками.

Содержание:

1. Конструкция и схема изделия
2. Определяем повереждения
3. Почему лампы мигают?
4. Проверяем диоды на плате
5. Причины поломки и их решения

Принцип работы и схема

Конструкция таких осветительных элементов сложнее, чем у аналогов (лампы накаливания, галогенные и др.). Ключевые узлы: цоколь, встроенный драйвер (стабилизатор тока), корпус+рассеиватель, непосредственно сами светоизлучающие диоды в определенном количестве.

Устройство диодной лампы

Основа функционирования такого источника света: преобразование электрической энергии в световую.

Простейшая схема светодиодной лампы:

При включении переменное напряжение питает диодный мост. Проходя по схеме, на вход блока светодиодов подается уже выпрямленное напряжение. В результате лампочку можно подключать к сети 220 вольт, так как встроенный драйвер стабилизирует электрические параметры до нужных величин.

Определение степени повреждения

Прежде чем разбирать лампу, нужно проверить, действительно ли в ней проблема. Случается, что в момент включения отсутствует напряжение (220 вольт) на самом выключателе. Значит, причина кроется в электропроводке. Но все же чаще выходит из строя именно лампа. В этом случае придется разобрать ее своими руками, аккуратно разъединив части корпуса.

Некоторые модели не предусматривают демонтаж, однако, умельцы нашли выход: можно разогреть корпус феном, чтобы клей рассохся. Теперь нужно оценить степень повреждения визуально: внешний вид элементов платы, качество пайки светодиодов, отсутствие нагара и расплавленных участков.

Если нет видимых деформаций, нужно искать причину неисправности посредством сопутствующего оборудования (тестер, мультиметр).

Какие элементы на плате вышли из строя?

Одна из наиболее частых проблем – токоограничивающий конденсатор, который вышел из строя. Для проверки его придется выпаивать с платы своими руками. Но мультиметр может выдать ошибку при измерении тока утечки. А значит, проще сразу поменять этот элемент на рабочий аналог. Важно, чтобы напряжение токоограничивающего конденсатора было выше 400 вольт.

Работоспособность диодов (на пробой) также проверяется при помощи мальтиметра. Для этого необходимо установить соответствующий режим и «прозвонить» все элементы. Если проблема не выявлена, значит, нужно продолжить поиск причины неисправности, проверив токоограничивающий резисторы. Если внешние изменения отсутствуют, велика вероятность, что произошел обрыв токопроводящей дорожки.

Почему светодиодные лампы «моргают»?

Причина этого явления кроется в токоограничивающем конденсаторе с недостаточным рабочим напряжением. Чтобы отремонтировать лампу своими руками, нужно выпаять некачественный элемент с платы и установить вместо него аналог с напряжением не менее 400 вольт.

Есть и другой выход из этой ситуации. Он заключается в параллельном подключении еще одного конденсатора наряду с тем, что уже установлен (с небольшим рабочим напряжением). В результате совокупная емкость двух элементов обеспечит равномерное свечение без мерцания.

Как проверить диоды

Еще одна причина поломки источника света – сгоревший излучатель. Определить его можно по черному нагару. Но не все диоды проявляют внешние признаки неисправности, а значит, придется проверять каждый из элементов. Устройство разных ламп на напряжение 220 вольт заметно отличается: в некоторых используется минимальное количество диодов, а в других, наоборот, установлено довольно много излучателей (до нескольких десятков единиц).

При поиске неисправного диода используется тестер. Цель проверки – сравнение уровня сопротивления перехода светодиодов в прямом включении. Ориентировочный уровень – 30 кОм. Есть и другой метод проверки.

Он подразумевает использование подручных средств: резистор 150-1 000 Ом (в зависимости от параметров источника питания), который соединяется последовательно с батарейкой (1,5-9 В).

Для проверки не требуется выпаивать излучатели. Достаточно подносить выводы с минимальным напряжением в прямом подключении к каждому диоду. В случае неисправности, элемент не будет светить.

Если сгорел один светодиод, вполне достаточно замкнуть его контакты, в ситуации, когда не работает некоторое количество излучателей, их можно заменить, используя диоды со светодиодной ленты. Ее несложное устройство позволяет выпаять излучатели.

Причины выхода из строя лампы

Срок службы таких источников света определяется в первую очередь условиями эксплуатации. Заявленный производителем период работы не всегда соответствует действительности по разным причинам: некачественные кристаллы, которые стремительно деградируют, оценка работоспособности на производстве в условиях, отличных от тех, при которых используются лампочки. Ремонт светодиодных ламп (220 вольт), сделанный своими руками, позволяет продлить срок службы изделия.

Основные причины выхода из строя осветительных элементов:

1. Перепады напряжение. Несмотря на то, что диодные лампы не особо чувствительны к незначительным колебаниям электрических параметров, заметные изменения значения напряжения негативно повлияют на работу источника света. Для сравнения, все остальные виды ламп в еще большей мере подвержены колебаниям сетевого напряжения.
2. Неправильно подобранный светильник, в частности, неподходящая конфигурация плафона. В этом случае увеличивается риск перегрева источника света. Несмотря на то, что светодиодные лампы в меньшей мере зависят от этого фактора, все равно очень рекомендуется правильно подбирать осветительный прибор, так как постоянное повышение температуры негативно сказывается на диодах.
3. Некачественные элементы конструкции. В первую очередь это касается светоизлучающих элементов (кристаллов). Сегодня далеко не все производители используют комплектующие с отличными характеристиками, так как это позволяет снизить себестоимость изделия. А в результате лампы с некачественными кристаллами выходят из строя раньше положенного срока.
4. Ошибки при организации системы освещения своими руками, в частности, это касается электропроводки: неверно подобранные по сечению провода, неправильно подключенные осветительные приборы и т. д.
5. Внешние факторы. Сильные вибрации, постоянные удары могут сказаться на работе даже таких ламп, как светодиодные, которые характеризуются повышенными прочностными характеристиками благодаря пластиковой колбе.

Что можно сделать, чтобы повлиять на качество и продолжительность работы источника света? Прежде всего, необходимо исключить или максимально снизить влияние вышеназванных факторов на лампу. Это можно сделать, если прокладка электропроводки будет производиться мастерами, а при эксплуатации осветительного элемента следует создать допустимые условия (без сильных биений, вибраций и пр. ).

Дополнительно к тому обращается внимание на устройство светодиодов. В первую очередь учитывается качество кристаллов, необходимо также оценить, насколько ровные края изделия.

Еще одна возможность предупредить поломку лампочки заключается в установке диммера (он же светорегулятор). При этом нужно использовать специальные источники света – диммируемые.Светорегуляторы позволяют снизить пусковые токи, а ведь известно, что эта характеристика способствует выходу лампы из строя.

Таким образом, приобретая светодиодные осветительные элементы на 220 вольт, необходимо обращать внимание не только на их основные параметры, но еще и на качество. Специалисты рекомендуют выбирать изделия проверенных марок. В этом случае производитель дорожит своей многолетней отличной репутацией и задействует при изготовлении кристаллы с отличными характеристиками.

Но все равно есть риск поломки (неидеальные условия эксплуатации). Если источник света не включается, скорее всего, потребуется его разборка. Это позволит определить проблему и починить лампу собственными силами. Как правило, ремонт обходится недорого.

Узнайте о светодиодном освещении | ENERGY STAR

• Основы
  • Что такое светодиоды и как они работают?
  • Срок службы светодиодных осветительных приборов
  • Где использовать светодиодные лампы
  • светодиоды и тепло
• Чем отличается светодиодное освещение?
• Почему я должен выбирать продукты светодиодного освещения, сертифицированные ENERGY STAR®?

Основы светодиодного освещения

Что такое светодиоды и как они работают?

Светодиод означает светоизлучающий диод . Светодиодные осветительные приборы производят свет на 90% эффективнее, чем лампы накаливания. Как они работают? Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Чтобы предотвратить проблемы с производительностью, тепло, выделяемое светодиодами, поглощается радиатором.

Срок службы светодиодных осветительных приборов

Срок службы светодиодных осветительных приборов определяется иначе, чем срок службы других источников света, таких как лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Светодиоды обычно не «сгорают» и не выходят из строя. Вместо этого они испытывают «амортизацию светового потока», когда яркость светодиода медленно тускнеет с течением времени. В отличие от ламп накаливания, «срок службы» светодиодов определяется прогнозом, когда светоотдача уменьшится на 30 процентов.

Как светодиоды используются в освещении

Светодиоды используются в лампах и светильниках для общего освещения. Небольшие по размеру светодиоды открывают уникальные возможности для дизайна. Некоторые решения на основе светодиодных ламп могут физически напоминать знакомые лампочки и лучше соответствовать внешнему виду традиционных ламп накаливания. Некоторые светодиодные светильники могут иметь встроенные светодиоды в качестве постоянного источника света. Существуют также гибридные подходы, в которых используется нетрадиционный формат «лампочки» или сменного источника света, специально разработанный для уникального светильника. Светодиоды предлагают огромные возможности для инноваций в форм-факторах освещения и подходят для более широкого спектра применений, чем традиционные технологии освещения.

Светодиоды и тепло

В светодиодах используются радиаторы для поглощения тепла, выделяемого светодиодом, и рассеивания его в окружающую среду. Благодаря этому светодиоды не перегреваются и не перегорают. Управление температурным режимом , как правило, является наиболее важным фактором успешной работы светодиода в течение всего срока его службы. Чем выше температура, при которой работают светодиоды, тем быстрее ухудшается качество света и тем короче срок службы.

В светодиодных продуктах используется множество уникальных конструкций и конфигураций радиаторов для отвода тепла. Сегодня достижения в области материалов позволили производителям разрабатывать светодиодные лампы, которые соответствуют формам и размерам традиционных ламп накаливания. Независимо от конструкции радиатора, все светодиодные продукты, получившие сертификат ENERGY STAR, были протестированы, чтобы убедиться, что они правильно распределяют тепло, чтобы световой поток оставался должным образом до конца номинального срока службы.

Чем светодиодное освещение отличается от других источников света, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?

Светодиодное освещение отличается от ламп накаливания и люминесцентных ламп по нескольким параметрам. При правильном проектировании светодиодное освещение является более эффективным, универсальным и служит дольше.

Светодиоды являются «направленными» источниками света, что означает, что они излучают свет в определенном направлении, в отличие от ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп, которые излучают свет и тепло во всех направлениях. Это означает, что светодиоды могут более эффективно использовать свет и энергию во множестве приложений. Однако это также означает, что для производства светодиодной лампочки, излучающей свет во всех направлениях, необходимы сложные инженерные решения.

Общие цвета светодиодов включают желтый, красный, зеленый и синий. Для получения белого света светодиоды разных цветов комбинируются или покрываются люминофорным материалом, который преобразует цвет света в знакомый «белый» свет, используемый в домах. Люминофор представляет собой желтоватый материал, покрывающий некоторые светодиоды. Цветные светодиоды широко используются в качестве сигнальных и световых индикаторов, таких как кнопка питания на компьютере.

В КЛЛ электрический ток течет между электродами на каждом конце трубки, содержащей газы. Эта реакция производит ультрафиолетовый (УФ) свет и тепло. Ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый свет, когда он попадает на люминофорное покрытие внутри колбы. Узнайте больше о КЛЛ.

Лампы накаливания излучают свет, используя электричество для нагревания металлической нити до тех пор, пока она не станет «белоснежной» или, как говорят, не раскалится. В результате лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла.

Почему мне следует выбирать светодиодные осветительные приборы, сертифицированные ENERGY STAR?

Сегодня доступно больше вариантов освещения, чем когда-либо прежде. Несмотря на это, ENERGY STAR по-прежнему является простым выбором для экономии на счетах за коммунальные услуги.

Светодиодные лампы, получившие сертификат ENERGY STAR, подчиняются очень специфическим требованиям, разработанным для того, чтобы воспроизвести опыт, к которому вы привыкли при использовании стандартной лампы, поэтому их можно использовать для самых разных целей. Как показано на рисунке справа, светодиодная лампа общего назначения, не отвечающая требованиям ENERGY STAR, может не распространять свет повсюду и может разочаровать при использовании в настольной лампе.

ENERGY STAR означает высокое качество и производительность, особенно в следующих областях:

• Качество цвета
  • 5 различных требований к цвету для обеспечения качества сразу и с течением времени
• Световой поток
  • Минимальная светоотдача, обеспечивающая достаточное количество света
  • Требования к распределению света, чтобы свет попадал туда, где он нужен
  • Руководство по заявлениям об эквивалентности, позволяющее исключить догадки при замене
• Душевное спокойствие
  • Подтверждено соответствие более чем 20 требованиям по производительности и маркировке
  • Долгосрочное тестирование для подтверждения заявлений о сроке службы
  • Тестирование продуктов в условиях эксплуатации, аналогичных тем, в которых вы будете использовать продукт дома
  • Минимальный срок гарантии 3 года

Как и вся продукция ENERGY STAR, светодиодные лампы, сертифицированные по стандарту ENERGY STAR, ежегодно проходят выборочное тестирование, чтобы убедиться, что они продолжают соответствовать требованиям ENERGY STAR.

Для получения дополнительной информации о том, как выбрать лампочку, сертифицированную ENERGY STAR, для каждого применения в вашем доме, ознакомьтесь с Руководством по покупке лампочки ENERGY STAR (PDF, 1,49 МБ) или воспользуйтесь интерактивным онлайн-инструментом «Выбор лампы».

Найдите лампочки и светильники, сертифицированные ENERGY STAR.

Основы мощного светодиодного освещения

Светодиоды подходят для многих осветительных приборов, они предназначены для получения большого количества света при небольшом форм-факторе при сохранении фантастической эффективности. Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для самых разных осветительных приборов, хитрость заключается в том, чтобы знать, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от других осветительных приборов, с которыми знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно питать светодиоды, чтобы получить максимальное количество света и максимально долгий срок службы.

Что такое светодиод?

Светодиод — это тип диода, который преобразует электрическую энергию в свет. Для тех, кто не знает, диод — это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод — это электрический компонент, который излучает свет, когда электричество проходит в одном направлении, от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). LED — это аббревиатура, обозначающая « L light E mitting D iode». По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется гораздо меньше энергии для освещения, и они гораздо более эффективны в обеспечении высокой светоотдачи.

Типы светодиодов

В общем, мы предлагаем два разных типа светодиодов:

5 мм для сквозного отверстия и для поверхностного монтажа.

Светодиоды 5 мм

Светодиоды 5 мм представляют собой диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу. Они используются в приложениях, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают при гораздо меньших токах возбуждения, максимальное значение которых составляет около 30 мА, тогда как для светодиодов поверхностного монтажа требуется минимум 350 мА. Все наши 5-миллиметровые светодиоды производятся ведущими производителями и доступны в различных цветах, интенсивности и схемах свечения. Светодиоды со сквозными отверстиями отлично подходят для небольших фонариков, вывесок и всего, что вы используете на макетной плате, поскольку их можно легко использовать с выводами. Ознакомьтесь с нашим руководством по настройке 5-мм светодиодов, чтобы получить дополнительную информацию об этих крошечных источниках света.

Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)

Рис. 1). Мы предлагаем мощные светодиоды для поверхностного монтажа от лидеров отрасли Cree и Luxeon. На наш взгляд, оба превосходны, поэтому мы все-таки их носим. Некоторые предпочитают одно другому, но это приходит с опытом и знанием того, что искать. Cree, как правило, имеет более высокую выходную мощность в люменах и является лидером рынка в секторе высокомощных светодиодов. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и термоконтроль.

Светодиоды высокой мощности поставляются в виде неизолированных излучателей (как показано на рис. 1) или монтируются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для легкого подключения цепей. Наши 20-миллиметровые 1-Up и 3-Up конструкции правого борта являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, которые могут содержать 4 мощных светодиода на плате, немного большей, чем 20-миллиметровые звезды (см. рис. 2). Все наши мощные светодиоды также могут иметь линейную конструкцию. LuxStrip может вместить 6 светодиодов на фут и легко подключается на длину до 10 футов.

Рисунок 2 – Варианты MCPCB

Полярность имеет значение: подключение светодиодов

Электронная полярность показывает, является ли цепь симметричной или нет. Светодиоды являются диодами, поэтому пропускают ток только в одном направлении. Когда нет тока, не будет света. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод в обратном направлении, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.

Положительная сторона светодиода — это анод, а отрицательная — катод. Ток течет от анода к катоду и никогда в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов для поверхностного монтажа это легко сделать, так как соединения помечены, но для светодиодов диаметром 5 мм подойдет более длинный вывод, который является анодом (положительным), взгляните на рисунок 3 ниже.

Рисунок 3. Поиск анода и катода светодиода

Варианты цвета

Одна из замечательных особенностей светодиодов — это различные варианты и виды света, которые вы можете получить от них.

Белые светодиоды

Коррелированная цветовая температура (CCT) — это процесс создания разного белого света при разных температурах. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (К), что представляет собой температурную шкалу, в которой ноль соответствует абсолютному нулю, а каждый градус равен одному Кельвину. Более низкие температуры от 3000K до 4500K имеют тенденцию быть теплее до нейтрального белого. Более высокие температуры 5000K+ — это холодные белые цвета, также известные как «дневной белый».

Цветные светодиоды

Для цветов действительно важна длина волны в нанометрах (нм). Для некоторых приложений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда определенные длины волн необходимы для таких приложений, как отверждение, выращивание, освещение рифовых резервуаров и многое другое. См. рис. 4, чтобы понять, какие длины волн и температуры создают определенные цвета.

Рисунок 4 – Цвета светодиодов и цветовая температура

Мы стараемся поддерживать одинаковые цветовые температуры и длины волн для каждой марки и типа светодиодов. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе страницы продукта и даже выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице. В белом цвете мы предлагаем 3000K, 4000K, 5000K и 6500K. Что касается цветов, мы используем диапазон от 400 до 660 нм.

Яркость светодиодов

Светодиоды известны не только своими цветами, они также намного ярче других источников света. Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен — это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что светодиоды диаметром 5 мм обычно указываются в милликанделах (мкд). Для 5-миллиметровых светодиодов их угол обзора также влияет на светоотдачу, которую они излучают, подробнее об этом см. здесь.

Почему важно управлять током…

Количество света (люменов), излучаемого светодиодом, зависит от величины подаваемого тока. Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды могут потреблять ток от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по току, поэтому обязательно учитывайте это при выборе светодиода и драйвера.

Определение яркости

Теперь самое сложное — выбрать комбинацию светодиода и драйвера, которая будет излучать необходимый свет. Мы проделали большую подготовительную работу здесь, в посте, измеряя яркость каждого мощного светодиода при разных токах возбуждения. Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вам нужно больше света, светодиоды 3-Up являются хорошим вариантом, поскольку они втрое дают больше света при той же площади.

Приведенный выше ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи светодиода, но найти его вручную не очень сложно.

Для этого необходима информация из технического описания светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на техническое описание производителя внизу страницы.

Пример: Определение яркости Cree XP-L при 2100 мА

В этом примере мы используем Cree XP-L. Сначала найдите таблицу Flux Characteristics (рис. 5). Мы коснемся биннинга позже, который помечен в столбце «Группа», но давайте предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого верхнего бина (v5). Выделенное число представляет собой типичный поток при 1050 мА, при котором измеряется ток XP-L. Справа от него указаны типичные значения люменов для токов возбуждения 1500, 2000 и 3000 мА.

Рисунок 5 – Диаграмма светового потока светодиода

Для примера предположим, что мы хотим запустить этот светодиод с драйвером BuckBlock на 2100 мА, и нам нужно определить, каким будет световой поток. При управлении промежуточным током возбуждения, которого нет в списке, найдите в таблице данных график зависимости потока от тока, который выглядит как график справа.

Стрелка показывает протестированный (базовый) выходной сигнал (при относительном потоке 100 %). Следуя кривой до 2 100 мА (?), мы видим, что это увеличение света на 75%. Взяв 460 люмен сверху и умножив их на 1,75, мы увидим, что холодный белый XP-L, работающий на 2100 мА, излучает около 805 люмен.

При переходе на светодиоды может быть трудно найти светодиод и световой поток, необходимые . Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампочки. Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным измерение таким образом, поскольку светодиод мощностью 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания мощностью 50 Вт. На рисунке 7 показаны разные лампы накаливания и световой поток, который они дают. Это помогает лучше понять, какой свет ожидать от светодиода и будет ли он таким же, как у старого освещения.

Рисунок 6. Мощность лампы накаливания в люменах

Угол обзора и оптика

Для каждого из наших 5-мм светодиодов указаны углы обзора, поэтому просто найдите тот, который подойдет именно вам. Что касается наших светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол в 125 градусов! К счастью, светодиодные правые борта совместимы и просты в использовании со светодиодной оптикой. Эта вторичная оптика используется для фокусировки света. Они могут отражать свет от светодиода в виде пятна, среднего пятна, широкого пятна или эллиптических и овальных узоров.

Как видно на Рис.  8, оптика 1-Up имеет конусообразную форму и требует держателя оптики. В случае наших светодиодных плат держатели оптики имеют четыре ножки, которые садятся в пазы звезды. Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, имеют три отверстия в плате для ножек оптики.

Рисунок 7. Светодиодная оптика и держатели из всех других источников света. Эффективность — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет, также описываемая как люмен на ватт. Другими словами, сколько света мы получаем на наш ватт мощности? Чтобы найти это, сначала узнайте мощность используемого светодиода. Чтобы найти ватты, вам нужно умножить прямое напряжение (напряжение, при котором ток начинает течь в нормальном направлении) на ток возбуждения в амперах (обратите внимание, что он ДОЛЖЕН быть в амперах, а не в миллиамперах). В качестве примера рассмотрим светодиод Cree XP-L 1-up.

Рисунок 8 – Прямое напряжение светодиода

Допустим, мы используем Cree XP-L при 2000 мА. На рисунке 8 видно, что при этом токе возбуждения прямое напряжение составляет 3,15 В. Таким образом, чтобы найти ватты, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 ампера), что дает 6,3 Вт.

Теперь, чтобы найти КПД, нам просто нужно разделить 742 люмен (протестированное количество люменов для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, эффективность (люмен/ватт) Cree XP-L составляет 117,8. Это отличная эффективность, но также обратите внимание, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L имеет революционную эффективность 200 люмен / ватт при токе 350 мА. Полезно знать, что эффективность снижается по мере того, как вы подаете больше тока на светодиод, поскольку это увеличивает нагрев, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам придется принять это, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите получить максимальную эффективность, вам следует использовать светодиоды с более низким током. Все это полезно для определения того, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также для определения экономии энергии в будущем.

Еще немного о драйверах светодиодов

Это означает, что вам нужно найти драйвер светодиодов, способный управлять светодиодами с нужным током, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиода — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или группы светодиодов. Драйвер реагирует на изменяющиеся потребности светодиода, подавая на светодиод постоянное количество энергии, поскольку его электрические свойства меняются в зависимости от температуры. Хорошей аналогией для понимания этого является автомобиль с круиз-контролем. Когда автомобиль (светодиод) движется по холмам и долинам (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) следит за тем, чтобы он оставался на постоянной скорости (свет), регулируя газ (мощность), необходимый для этого. Драйвер очень важен, потому что для правильной работы светодиодам требуется очень специфическая электрическая мощность. Если напряжение, подаваемое на светодиод, ниже требуемого, через переход проходит очень небольшой ток, что приводит к слабому освещению и плохой работе. С другой стороны, если напряжение слишком велико, на светодиод поступает слишком большой ток, и он может перегреться и серьезно повредиться или полностью выйти из строя (тепловой разгон). Всегда проверяйте техническое описание светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется, чтобы избежать этих проблем.

Какое напряжение нужно, чтобы загорелся светодиод?

Это распространенный вопрос, и в нем довольно легко разобраться. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение светодиодов. Если у вас есть несколько светодиодов последовательно, вам необходимо учитывать все объединенные прямые напряжения, если у вас есть параллельная цепь, вам нужно только учитывать прямое напряжение того, сколько светодиодов у вас есть в цепочке. Дополнительные сведения о настройке проводки см. здесь. Рекомендуется поддерживать напряжение не менее 2 вольт, так как некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют этого для правильной работы драйвера. Итак, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи равно 9. 55, вы должны быть в безопасности с питанием 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто узнайте, на какое выходное напряжение они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер входа переменного тока с выходным диапазоном 3–12 В постоянного тока также подойдет для этого приложения.

Управление нагревом

Определение мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о необходимом управлении нагревом. Поскольку эти светодиоды обладают высокой мощностью, они выделяют тепло, которое может быть очень вредным, как вы можете узнать здесь. Слишком много тепла приведет к тому, что светодиоды будут излучать меньше света, а также сократят срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и использовать около 3 квадратных дюймов на каждый ватт светодиодов. Для большей мощности я бы рекомендовал искать радиатор, который рекомендуется для количества потребляемых вами ватт.

Разделение на группы и качество светодиодов

Сейчас, когда светодиодная промышленность развивается довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу между светодиодами. Это распространенный вопрос, поскольку светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите, да, светодиоды могут работать отлично поначалу, но обычно они не служат долго или быстро перегорают из-за плохого тестирования.

Все светодиоды, представленные на сайте LEDSupply, проходят тщательный отбор. У нас только лучшие бренды и цветовая температура. Наш обширный опыт в отрасли помог нам осознать важность качественного производства и упаковки светодиодов. При производстве светодиодов производительность варьируется от средних значений, указанных в технических описаниях. По этой причине производители сортируют светодиоды по световому потоку, цвету и прямому напряжению. Мы выбираем ячейки с самым высоким световым потоком (видимый свет) и самым низким прямым напряжением, так как это гарантирует, что у нас будут светодиоды с наилучшей эффективностью. Большое количество светодиодной продукции изготавливается дешево и неправильно документируется, что приводит ко многим неудачным проектам, а затем заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не служат так долго, как о них говорят.