Схема на светодиодна лампа: устройство на най-простите драйвери

Светодиодните източници на светлина бързо завоюват популярност и изместват неикономичните лампи с нажежаема жичка и опасните луминесцентни аналози. Те ефективно използват енергията, служат дълго, а някои от тях след повреда подлежат на ремонт.

За да извършите правилно замяна или поправка на счупен елемент, ще ви е необходима схема на светодиодна лампа и познания за конструкционните особености. А тази информация ние разгледахме подробно в нашата статия, като отделихме внимание на разновидностите на лампите и тяхната конструкция. Също така представихме кратък обзор на устройството на най-популярните LED модели от известни производители.

Как е устроена светодиодната лампа?

Близко запознаване с конструкцията на LED-осветителното тяло може да е необходимо само в един случай – ако трябва да ремонтирате или усъвършенствате източника на светлина.

Домашните майстори, разполагайки с комплект елементи, могат сами да сглобят лампа на светодиоди, но за начинаещ това е непосилно.

Като се има предвид, че уредите със светодиоди станаха основа на осветителните системи в съвременните апартаменти, умението да разбирате устройството на лампите и да ги ремонтирате може да запази значителна част от семейния бюджет

Затова, след като изучите схемата и имате елементарни умения за работа с електроника, дори начинаещ може да разглоби лампата, да замени счупените части, възстановявайки функционалността на уреда. За да се запознаете с подробните инструкции за откриване на повреда и самостоятелен ремонт на светодиодна лампа, моля, отидете по този линк.

Има ли смисъл ремонтът на LED-лампа? Безусловно. За разлика от аналозите с нажежаема жичка по 0,10 € за брой, светодиодните устройства струват скъпо.

Да предположим, «круша» GAUSS – около 0,80 €, а по-качествената алтернатива OSRAM – 1,20 €. Смяната на кондензатор, резистор или диод ще излезе по-евтино, а и срокът на експлоатация на лампата с навременна смяна може да се удължи.

Съществуват множество модификации на LED-лампи: свещи, круши, сфери, софити, капсули, ленти и др. Те се различават по форма, размер и конструкция. За да видим наглед разликата от лампата с нажежаема жичка, нека разгледаме разпространен модел с форма на круша.

Вместо стъклена колба – матиран разсейвател, нишката на нажежаване замениха «дълготрайните» диоди на платката, излишната топлина отвежда радиатор, а стабилността на напрежението осигурява драйверът.

Ако се откъснем от обичайната форма, можем да забележим само един познат елемент – цокъл. Размерният ред на цоколите остана същият, поради което те подхождат на традиционните патрони и не изискват смяна на електросистемата. Но на това приликата свършва: вътрешното устройство на светодиодните осветителни тела е много по-сложно, отколкото при лампите с нажежаема жичка.

LED-лампите не са предназначени за работа директно от мрежа 220 V, затова вътре в устройството е вграден драйвер, който е едновременно блок за захранване и управление. Той се състои от множество малки елементи, чиято основна задача е да изправят тока и да намалят напрежението.

Разновидности на схемите и техните особености

За да се създаде оптимално напрежение за работа на устройството с диоди, драйверът се сглобява на основата на схема с кондензатор или понижаващ трансформатор. Първият вариант е по-евтин, вторият се прилага за оборудване на мощни лампи.

Съществува и трети вид – инверторни схеми, които се реализират или за сглобяване на димируеми лампи, или за устройства с голям брой диоди.

Вариант #1 — с кондензатори за понижаване на напрежението

Нека разгледаме пример с участието на кондензатор, тъй като подобни схеми са разпространени в битовите лампи.

Елементарна схема на драйвера на LED-лампата. Основните елементи, които погасяват напрежението, са кондензаторите (C2, C3), но същата функция изпълнява и резисторът R1

Кондензаторът C1 защитава от смущения на електромрежата, а C4 изглажда пулсациите. В момента на подаване на тока двата резистора – R2 и R3 – го ограничават и едновременно предпазват от късо съединение, а елементът VD1 преобразува променливото напрежение.

Когато спира подаването на ток, кондензаторът се разрежда с помощта на резистора R4. Между другото, R2, R3 и R4 не се използват от всички производители на светодиодни продукти.

За проверка на кондензатора доста често се използва мултиметър.

Недостатъци на схемата с кондензатори:

1. Възможно е прегаряне на диодите, тъй като не се наблюдава стабилност на подаването на тока. Напрежението върху товара зависи изцяло от захранващото напрежение.
2. Липсва галванична развръзка, поради което съществува риск от токов удар. Не се препоръчва по време на разглобяване на лампи да се докосват тоководещи елементи, тъй като те са под фаза.
3. Практически невъзможно е да се постигнат високи токове на светене, защото за това ще е необходимо увеличаване на капацитетите на кондензаторите.

Въпреки това, предимствата също не са малко, именно благодарение на тях кондензаторите остават популярни. Плюсовете са простотата на сглобяване, широкият диапазон на напреженията на изхода и ниската цена.

Може смело да се експериментира със самостоятелното изработване, още повече че част от детайлите ще се намерят в стари приемници или телевизори.

Вариант #2 — с импулсен драйвер

За разлика от линейния драйвер с кондензатор, импулсният ефективно защитава светодиодите от колебания на напрежението и смущения в мрежата.

Пример за импулсно устройство е популярният електронен модел CPC9909. Нека разгледаме по-подробно неговите особености. Ефективността на неговата употреба достига 98% — показател, при който наистина може да се говори за енергоспестяване и икономия.

Микросхемата CPC9909, разработена от компанията Clare, често се прилага за самостоятелно сглобяване на светодиодни осветителни тела, включително и с увеличена мощност. Контролерът е поместен в компактен корпус от пластмаса.

Захранването на устройството може да става директно от високо напрежение – до 550 V, тъй като драйверът е оборудван с вграден стабилизатор. Благодарение на същия този стабилизатор схемата стана по-проста, а цената – по-ниска.

Схема на LED драйвера на базата на микросхема CPC9909. Предимства на схемата: възможност за работа в температурен диапазон от -55 °C до +85 °C и захранване от променлив ток.

Микросхемата успешно се използва за разработване на електрически мрежи за аварийно и резервно осветление, тъй като тя подхожда за схеми на повишаващи преобразуватели.

В домашни условия на базата на CPC9909 най-често се сглобяват осветителни тела с захранване от батерии или драйвери с мощност, не надвишаваща 25 W.

Вариант #3 — с димируем драйвер

Регулирането на яркостта на светене на осветителните тела позволява да се зададе необходимото ниво на осветление в помещението. Това е удобно при създаване на отделни зони, намаляване на яркостта на светлината през деня или за подчертаване на предмети от интериора.

С помощта на димера използването на електроенергия става по-рационално, а експлоатационният живот на електроуреда се увеличава.

Образец на осветително тяло в стил «ретро» с димер. По външен вид настолният осветителен уред наподобява газена лампа и отстрани има дръжка за управление на яркостта на светене.

Съществуват два вида димируеми драйвери, всеки от които притежава своите предимства. Първите работят с ШИМ управление.

Те се монтират между лампата и захранващия блок. Енергията се подава под формата на импулси с различна продължителност. Пример за използване на драйвер с ШИМ-регулиране – бягащ ред.

Изпитване на димируем драйвер с мощност 40 W. Той е предназначен за офисни осветителни тела, както и за устройства за автопаркинги и обществени сгради, където се изисква режим на икономия на електроенергия.

Димируемите драйвери от втория вид въздействат директно върху източника на захранване и се прилагат за устройства със стабилизиран ток.

При регулиране на тока може да настъпи промяна на нюанса на светене: диодите с бял цвят при намаляване на тока започват да излъчват леко жълта светлина, а при увеличаване – синя.

Кратък обзор и тестване на популярни LED-лампи

Въпреки че принципите на изграждане на схемите на драйверите на различни осветителни устройства са подобни, между тях има разлики както в последователността на свързване на елементите, така и в техния избор.

Нека разгледаме схемите на 4 лампи, които се продават свободно. При желание те могат да бъдат ремонтирани със собствени ръце.

Ако има опит в работата с контролери, могат да се заменят елементите на схемата, да се препоя, леко да се усъвършенства.

Въпреки това скрупульозната работа и усилията по търсене на елементи не винаги са оправдани – по-лесно е да се купи ново осветително тяло.

Вариант #1 – LED-лампа BBK P653F

При марка BBK съществуват две много подобни модификации: лампата P653F се различава от модела P654F само по конструкцията на излъчващия възел. Съответно и схемата на драйвера, и конструкцията на уреда като цяло при втория модел са изградени по принципите на устройството на първия.

Платката има компактни размери и добре обмислено разположение на елементите, за закрепването на които са използвани двете страни. Наличието на пулсации се обяснява с липсата на филтриращ кондензатор, който трябва да бъде на изхода.

В конструкцията лесно могат да се открият недостатъци. Например, мястото на монтиране на контролера: частично в радиатора, при липса на изолация, частично в цокъла. Сглобката на микросхема SM7525 дава на изхода 49,3 V.

Вариант #2 – LED-лампа Ecola 7w

Радиаторът е изработен от алуминий, цокълът – от термоустойчив полимер в сив цвят. На печатна платка с дебелина половин милиметър са закрепени 14 диода, свързани последователно.

Между радиатора и платката – слой от топлопроводяща паста. Цокълът е закрепен със самонарезни винтове.

Схемата на контролера е проста, реализирана е на компактна платка. Светодиодите нагряват платката-основа до +55 ºС. Пулсации практически няма, радиосмущенията също са изключени.

Платката е напълно поставена вътре в цокъла и е присъединена с скъсени проводници. Възникването на къси съединения е невъзможно, тъй като наоколо се намира пластмаса – изолационен материал. Резултатът на изхода на контролера – 81 В.

Вариант #3 – разглобяема лампа Ecola 6w GU5,3

Благодарение на разглобяемата конструкция може самостоятелно да се извършва ремонт или да се усъвършенства драйверът на устройството.

Въпреки това непривлекателният външен вид и конструкцията на уреда развалят впечатлението. Габаритният радиатор утежнява теглото, затова при закрепване на лампата към патрона се препоръчва допълнителна фиксация.

Платката има компактни размери и добре обмислено разположение на елементите, за закрепването на които са използвани двете страни. Наличието на пулсации се обяснява с липсата на филтриращ кондензатор, който трябва да бъде на изхода.

Недостатък на схемата е наличието на забележими пулсации на светлинния поток и висока степен на радиосмущения, което задължително ще се отрази на срока на експлоатация. Основата на контролера е микросхемата BP3122, показателят на изхода – 9,6 В.

Повече информация за светодиодните лампички от марката Ecola разгледахме в друга наша статия.

Вариант #4 – лампа Jazzway 7,5w GU10

Външните елементи на лампата се отделят лесно, затова до контролера може да се стигне достатъчно бързо, като се отвинтят две двойки самонарезни винтове. Защитното стъкло се държи на клипсове. На платката са закрепени 17 диода с последователна връзка.

Въпреки това самият контролер, намиращ се в цокъла, е щедро залят с компаунд, а проводниците са запресовани в клемите. За да ги освободите, трябва да използвате свредло или да приложите разпояване.

Недостатък на схемата е, че функцията на ограничител на тока се изпълнява от обикновен кондензатор. При включване на лампата възникват скокове на тока, резултатът от което е или прегаряне на светодиодите, или излизане от строя на светодиодния мост.

Радиосмущения не се наблюдават – и всичко благодарение на отсъствието на импулсен контролер, но на честота 100 Hz се наблюдават осезаеми пулсации на светлината, достигащи до 80% от максималния показател.

Резултатът от работата на контролера – 100 V на изхода, но по обща оценка лампата спада по-скоро към слабите уреди. Цената ѝ явно е завишена и е приравнена към цената на марките, които се отличават със стабилно качество на продукцията.

Другите особености и характеристики на лампите от този производител сме представили в следващата статия.

Изводи и полезно видео по темата

Как са устроени драйверите за светодиоди, какви са техните особености и функции, може да научите от представените по-долу видеоклипове.

Разбор на схемата на LED-лампа MR-16:

Схема на драйвера за самостоятелно сглобяване на лампи с мощност до 15W:

Как изглежда и действа драйверът FT833A:

Направи си сам от подръчни елементи:

В момента на търговските интернет платформи могат да се закупят комплекти и отделни елементи за сглобяване на осветителни тела с различна мощност.

При желание можете да ремонтирате повредена LED-лампа или да доработите нова, за да получите по-добър резултат. При покупка препоръчваме внимателно да проверявате характеристиките и съответствието на частите.

Останаха ли ви въпроси след прочитане на изложения по-горе материал? Или искате да добавите ценни сведения и други схеми на лампички, въз основа на личен опит от ремонта на LED лампи? Пишете своите препоръки, добавяйте снимки и схеми, задавайте въпроси в блока за коментари по-долу.