Схемы светодиодных ламп на 220 вольт: советы по ремонту

Конструкция светодиодной лампы включает в себя несколько элементов, совместная работа которых обеспечивает энергоэффективность, экономичность и безопасность. Устройство LED источников света сложнее, чем обычных ламп накаливания.

Как устроена светодиодная лампа?

Светодиодная лампа потребляет намного меньше электроэнергии, чем лампочка накаливания. Относится к экономичным приборам, имеющим долгий срок службы.

Принцип действия светодиодной лампы (СЛ) основан на понижении напряжения входящего тока с помощью драйвера.

Сколько Вольт поступает на диоды? В зависимости от схемы светодиодной лампы на 220 В это значение может колебаться от 1,8 до 4В.

Выпускают большое количество модификаций таких ламп, которые отличаются размером, конструкцией и формой:

• груши;
• свечи;
• ленты;
• софиты;
• капсулы;
• шары.

Единственной одинаковый элемент в конструкции светодиодной лампы 220 В с лампой накаливания – цоколь. Он необходим для вкручивания осветительного прибора в патрон.

Устройство светодиодной лампы на 220 вольт:

• основание цоколя;
• драйвер для питания светодиодов;
• радиатор;
• печатная плата;
• светодиоды;
• рассеиватель.

Через цоколь с помощью двух контактов напряжение поступает на драйвер. Он питает последовательно соединенные диоды. Его функция – понизить входящее напряжение и выпрямить ток. В дешевых лампах ток не стабилизируется и напрямую подается к диодам. В дорогих вариантах стабилизация происходит через полупроводники. Такие лампы надежнее в использовании и прослужат дольше.

Роль теплоотвода может выполнять корпус, выполненный из ребристого металла. В СЛ с пластиковым корпусом радиатор может быть выполнен отдельно и располагаться внутри конструкции.

Рассеиватель одновременно выполняет функцию защитного колпачка. Он может быть глянцевым или матовым, белым или цветным.

После включения СЛ начинается нагрев кристаллов диодов и их термическое расширение. Из тонких нитей золота делают токопроводящие выводы от светодиодов. Это пластичный металл, мало подверженный деформациям.

Типы светодиодов

Все светодиоды для лампы можно разделить на 2 группы:

• индикаторные;
• осветительные.

Индикаторные светодиоды называются DIP. Они используются в панелях приборов, елочных гирляндах, световых табло. Выпускаются разными по форме и цвету, потребляют очень мало электричества и имеют долгий срок службы.

Самые распространенные виды осветительных светодиодов в лампах на 220 В:

• СОВ;
• SMD;
• PCB Star;
• Filament.

Диоды СОВ имеют большое количество миниатюрных кристаллов на одной подложке. Соединяются кристаллы с помощью последовательно-параллельной схемы, сверху покрываются люминофором. Применяются для получения яркого света в фонарях и других осветительных приборах. Сильно нагреваются при длительном использовании, поэтому в качестве защиты используется силикон.

Имеют следующие преимущества:

• хороший поток света;
• легкий монтаж;
• разная форма сборки.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• гарантированный срок службы меньше, чем у SMD.

SMD-светодиоды самые распространенные. Широко используются в светодиодных лампочках 220В и светильниках. Полупроводниковый чип или кристалл располагается на подложке, к которой присоединены контакты подключения.

Линейка SMD отличается широким спектром мощности и напряжения.

Преимущества:

• надежность;
• маленькая стоимость;
• долгий срок службы;
• высокая светоотдача.

Диоды PCB Star состоят из одного кристалла большой площади. Он монтируется на алюминиевую подложку в форме звездочки. Используется при производстве ярких фонарей и мощных прожекторов. PCB Star имеют самый большой световой поток.

Светодиоды Filament – это наклеенные на стеклянные полоски кристаллы. С обеих сторон полосы металлизируют. Корпус конструкции – стеклянная колба, как в лампе накаливания. Внутри находится гелий, он используется для охлаждения. Используются при производстве светотехнического оборудования, их недостаток – менее долгий срок службы, чем у SMD.

Разновидности схем и их особенности

Существует 3 схемы драйверов светодиодных ламп, это варианты создания оптимального напряжения в устройствах на светодиодах. Они отличаются сборкой драйвера. Он может быть собран на основе схемы с понижающим трансформатором, такой вариант применяется в мощных и ярких лампах.

Более дешевый вид – сборка по схеме с конденсатором.

А третий вариант используется для схем с большим количеством диодов или при сборке диммируемых ламп. Их называют инверторные схемы.

Вариант N1 — с конденсаторами для снижения напряжения

Это самый распространенный тип сборки, который используется в бытовых лампочках. Основными элементами для снижения напряжения выступают конденсаторы С2, С3 и резистор R1. Во время включения лампы резисторы R2 и R3 предохраняют прибор от короткого замыкания и ограничивают ток. Встроенный защитный диод VD1 нужен для преобразования напряжения.

Резистор R4 разряжает прибор, когда ток перестает поступать. В некоторых конструкциях для светодиодных ламп используются не все 4 резистора, а других их комбинации. Такую схему можно сделать и своими руками, используя новые и старые детали.

Проверить работоспособность конденсатора можно с помощью мультиметра или LC-метра.

Преимущества схемы светодиодных ламп с конденсатором:

• невысокая стоимость;
• разнообразные значения напряжения на выходе;
• простая сборка.

Недостатки:

1. Поскольку гальваническая развязка отсутствует, есть вероятность удара током. Поэтому во время ремонта ламп запрещено прикасаться к токоведущим частям, находящимся под фазой.
2. Напряжение на нагрузке диодов зависит от напряжения входящего тока. Светодиоды могут перегореть, потому что нет стабильной величины подачи электричества.
3. Из-за достаточно малой емкости конденсаторов не получится достичь большого светового потока.

Вариант N2 — с импульсным драйвером

Импульсный драйвер гарантированно защищает диоды от помех в подаче тока и перепадов напряжения. Это его главное отличие от драйвера с конденсатором. В данной схеме используются конденсаторы, резисторы и мостовой выпрямитель.

Практически у каждого производителя светотехнического оборудования существует своя схема устройства. Рассмотрим для примера микросхему СРС9909 компании Clare. Она используется для энергосберегающих и экономичных приборов, эффективность применения составляет 98%.

Для сборки своими руками такая схема может использоваться при мощности светильников не более 25В. Широко применяется в электросетях резервного и аварийного освещения.

Преимущества:

1. Питание схемы может происходить напрямую от 550В.
2. Драйвер комплектуется встроенным стабилизатором.
3. Возможность работы в сети с переменным напряжением. Входной диапазон в зависимости от типа модели может быть от 5 до 65В.
4. Широкий температурный диапазон применения: от -55°С до +85°С.
5. Компактность.
6. Высокий КПД в сочетании с низким уровнем пульсации.

Недостатки:

1. Более сложная схема, чем с применением линейной конструкции.
2. Более высокая стоимость по сравнению с вариантом с конденсатором.
3. Нагревается при работе, значительные длительные перегревы могут приводить к уменьшению срока эксплуатации.
4. Для предотвращения электромагнитных помех, источником которых является импульсный драйвер, необходимо устанавливать дополнительный фильтр. В дешевых вариантах он не используется.
5. Образует нелинейную нагрузку на сеть.

Вариант N3 — с диммируемым драйвером

Схема подключения светодиодной лампы с диммируемым драйвером позволяет регулировать яркость свечения. С помощью ламп с использованием такой схемы можно варьировать степень освещенности помещения или рабочей зоны. Такие схемы широко используются в интерьерном освещении.

Помимо удобства настройки лампы позволяют также экономить потребление электроэнергии, они отличаются и увеличенным сроком службы.

Различают 2 основных варианта диммируемых драйверов. Первый работает с ШИМ-управлением. Он монтируется между блоком питания и лампой. В этом случае электричество подается в виде разных по длительности импульсов. Часто такие схемы используются в бегущих строках.

Второй вариант используется для приборов со стабилизированным током, в этом случае драйвер воздействует напрямую на источник тока. Изменение цвета свечения происходит при регулировании подаваемого тока. При увеличении подачи электричества белые диоды начинают светиться синеватым, а при уменьшении излучают желтоватый свет.

По виду управления устройства с диммером могут быть:

• кнопочные;
• механические;
• дистанционные.

Преимущества:

1. Простота реализации.
2. Возможность регулирования освещения.
3. Приемлемая стоимость.

Недостатки:

1. Некоторые диммеры с ШИМ-управлением имеют стробоскопические эффекты, которые могут быть очень опасными в промышленности.
2. Высокий уровень излучаемых помех.
3. Повышенная утомляемость зрения.

Основные неисправности светодиодных ламп

Средняя продолжительность гарантированной работы светодиодной лампы составляет 15 000-20 000 часов. Причинами того, что лампочка не зажигается, чаще всего бывают следующие:

• Производственный брак. Особенно актуален этот вариант для ламп производителей низкой ценовой категории.
• Ошибки в эксплуатации. В данном случае причиной может быть постоянный перегрев лампы в закрытом светильнике, влажность, пыль и грязь, выключатель с подсветкой.
• Проблемы с питанием. Скачки напряжения, завышенные показатели напряжения или же его регулярные выбросы не лучшим образом воздействуют на работоспособность приборов.

• Светодиоды вышли из строя. Диоды в конструкции подключены последовательно, если возникает поломка в одном из них, образуется обрыв цепи и лампа перестает работать. Можно починить такую неисправность самостоятельно. Найти поврежденный диод с помощью мультиметра. Этим устройством проверяют все диоды по очереди, подавая «-» на катод, «+» на анод. Сгоревшие диоды можно определить визуально, на них появляется темное пятно.

• Диодный мост вышел из строя. В данном случае виноват заводской брак. С помощью мультиметра также можно проверить диодный мост и заменить его самостоятельно. При замене моста требуется также проверить работоспособность всех диодов.

• Выводные концы плохо запаяны. Такая проблема характерна для дешевых лампочек. Если вы планируете исправить ее самостоятельно, потребуется пропаять все компоненты и детали паяльником.