Установка светодиодного светильника | Строительный портал

Постоянное увеличение стоимости энергоресурсов, необходимость их экономии, актуальность сохранности окружающей среды подтолкнули человечество к использованию светодиодов в качестве источников света. Легкие в монтаже, удобные в использовании, не оказывающие негативного влияния на человека и природу в целом, они постепенно вытесняют еще недавно популярные компактные энергосберегающие лампы.

 

 

 

 

1. Устройство светодиодного светильника
2. Схема светодиодного светильника
3. Как собрать светодиодный светильник?
4. Монтаж светодиодного светильника
5. Подключение светодиодного точечного светильника
6. Как заменить точечную лампу в светильнике?

 

Итак, чтобы понять преимущества светодиодных ламп, необходимо разобраться, из чего они состоят и какой у них принцип работы.

Устройство светодиодного светильника

Лампа состоит из набора светодиодов, которые соответствуют суммарной мощности лампы, управляющей схемы и корпуса с отражателем. Светодиодные лампы, предназначенные для бытового использования, оборудуются стандартным цоколем Е14 или Е27 для замены обычных ламп накаливания. Количество светодиодов может быть различно – от одного до нескольких десятков, включенных в одну цепочку и подключенных к управляющей схеме через блок питания.

Так как светодиод при своей работе выделяет значительное количество тепла, его обязательно нужно охлаждать. Прекрасно справляются с отводом тепла радиаторы, к которым прикрепляются светодиоды. Следует обратить внимание, что в точке соприкосновения светодиода и радиатора должна использоваться специальная термопаста, обеспечивающая хорошую теплопередачу. В противном случае, при постоянном перегреве светодиода, его срок службы значительно сокращается.

На фото представлено несколько видов радиаторов для светодиодов.

Схема светодиодного светильника

Обычная схема управления светодиодами в светильнике выглядит так:

На входе устанавливаются гасящий резистор и емкость – они исполняют роль понижающего блока питания. Далее, так как светодиоды питаются только постоянным током, устанавливается диодный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В представленной схеме все светодиоды соединены последовательно, но это не единственный способ их соединения. Такие «лампочки» можно соединить параллельно друг ко другу или смешанным способом, как показано ниже.

Параллельное соединение светодиодов. Обязательно последовательно к каждой лампе должен присоединяться токоограничивающий резистор для предохранения светодиода от пробоя.

Смешанное соединение светодиодов. В данном случае каждая группа из последовательно соединенных ламп соединена параллельно по отношению друг ко другу.

Недостатком последовательного соединения является то, что в случае выхода из строя одного элемента цепи, вся сборка не сможет работать, так как в цепи образовался обрыв. Если светодиод не просто перегорит, а произойдет его пробой, то в таком случае цепь не прервется, но так как напряжение питания осталось неизменным, а количество потребителей уменьшилось, они все начнут работать с перегрузкой и, в конце концов, перегорят. Это касается и схем смешанного соединения. Наиболее надежная в этом случае параллельная схема подключения светодиодного светильника, даже если выйдет из строя половина ламп, он сможет продолжать выполнять свои функции, пусть и не в полную силу. Но такие схемы наиболее дорогие, поэтому используются достаточно редко.

Как собрать светодиодный светильник?

Благодаря современным технологиям и разнообразию светодиодов, которые продаются в электротехнических магазинах и строительных супермаркетах, собрать светильник из светодиодов не представляет большого труда. Для начала нужно определиться, какой вид освещения предпочтителен для выбранного помещения. Например, если это коридор в прихожей, то нет необходимости устанавливать точечные светильники, а будет более эстетично использовать светодиодную ленту, которую вполне можно смонтировать самостоятельно, приклеив ее по периметру потолка.

Продается она полностью готовой к монтажу, с одной стороны ее конец закрыт заглушкой, предохраняющую контакты от окисления, а другая имеет выводные провода, которые присоединяются к блоку питания с соблюдением полярности. В зависимости длины ленты и, соответственно, ее мощности, необходимо подобрать блок питания (LED-драйвер), который бы смог питать всю цепочку без перегрузки. В одном метре такой ленты может быть размещено до 60 светодиодов. Как правило, выбирают блок питания, который имеет мощность на 10-15% выше номинальной нагрузки. Такие устройства крайне не рекомендуется закрывать в небольших нишах с ограниченной вентиляцией, так как LED-драйверы могут при своей работе выделять значительное количество тепла. Как вариант – использовать блоки питания с принудительной вентиляцией.

Если для прихожей вполне пойдет светодиодная лента, то для зала или спальни она окажется слишком неэффективной в качестве основного освещения. Ее в больших комнатах применяют как подсветку, а основные светильники располагают на потолке или стенах для максимального комфорта. При планировании  светодиодного освещения нужно учитывать площадь комнаты, высоту потолков в ней, оттенки поверхности стен и, соответственно, мощность ламп. Когда весь комплект оборудования будет закуплен, приступают к сборке светильников.

Для этого на радиаторе с нанесенной термопастой закрепляется светодиод. В случае, если площадь радиатора позволяет отводить тепло от нескольких ламп, допускается закрепление номинального количества светодиодов на нем. Как выбираются светильники светодиодные, статьи в интернете достаточно подробно описывают этот процесс. Главное, на что нужно обращать внимание – это их мощность и размеры. Так, одними из самых популярных считаются светодиоды SMD. Они имеют маркировку smd3528/1210, smd5050/5060 и smd5070 (наиболее мощные). Цифры в маркировке светодиодов означают их размер. Например, smd5050 имеет размер 5х5 мм, а smd5070 – 5х7 мм. Благодаря малым размерам подобные светодиоды применяются практически везде: в светодиодных лентах и светильниках, в линейках и в прочих осветительных приборах.

Светодиодные светильники разделяются на виды:

• линейные,
• потолочные,
• настенные,
• промышленные,
• прожекторы,
• подводного исполнения (для бассейнов и фонтанов),
• светодиодные контроллеры (для реализации цветодинамики, например, на дискотеках или концертных выступлениях).

 

Светильники могут оснащаться датчиками движения, чтобы значительно увеличивать ресурс работы светодиодов, которые включаются лишь в то время, когда необходимо. Подобное оборудование отлично работает в подъездах домов, длинных коридорах офисов и в других местах, где постоянное освещение не является необходимостью.

Существуют готовые светильники, которые оборудованы радиаторами, рассчитанными на установленные в него светодиоды. Если знаний для самостоятельной сборки недостаточно, то можно воспользоваться готовыми решениями и приобрести, например, светодиодный светильник для дома – собранные светодиоды на радиаторах. Их заключают  в корпус, который может стать украшением любой квартиры.

Монтаж светодиодного светильника

 

Разнообразие светильников со светодиодами позволяет использовать их практически в любых местах, включая помещения с повышенной влажностью. Но светодиодные лампы при своей работе выделяют значительное количество тепла, поэтому следует исключить их установку на кухне над варочной плитой. От дополнительного нагрева и плохого отвода тепла светодиоды долго не прослужат и быстро выйдут из строя.

Отлично зарекомендовали себя светодиодные светильники в гостиных и спальных комнатах. Они великолепно и без особых проблем монтируются на любые поверхности. Вот так, например, происходит установка светодиодного светильника на натяжной потолок:

Руководствуясь данной несложной схемой, аналогичным образом устанавливаются такие светильники и на подвесные потолки из гипсокартона.

Но если в комнате, в которой планируется установить светодиодное освещение, потолки представляют собой монолитную бетонную плиту, тогда необходимо выбирать светильники накладного или подвесного типа.

В таком случае крепление светодиодного светильника или его подвесной конструкции происходит непосредственно на бетонную поверхность при помощи специальных отверстий в корпусе или других приспособлений.

Подключение светодиодного точечного светильника

Внимание! Все работы, связанные с подключением светильников к электросети, должны производиться с выключенным напряжением, во избежание поражения электрическим током!

Конечно же, чтобы подключить точечный светильник, необходимо проложить к месту его установки токоведущие провода. Если планируется установка подвесного или натяжного потолка, то в таком случае провод протягивается в гофрированный пластиковый рукав, который, в свою очередь, закрепляется скобами на потолке.

 

После прокладки всех проводов и установки LED-драйверов в удобном для их обслуживания месте с хорошей вентиляцией монтируется подвесной потолок. Далее аккуратно вырезаются в нем отверстия, соответствующие диаметру светильников и аккуратно выводятся провода, которые подключаются на клеммы светильника. После подключения лампы ее устанавливают в прорезанное отверстие, соблюдая осторожность, чтобы не сломать светильник или не повредить пленку натяжного потолка. Причем, если в комнате потолок  натяжной, то обязательно  на светильник устанавливаются термокольца, которые предотвращают перегрев пленки. А вот для гипсокартонных потолков эта процедура не обязательна.

Подключение производится согласно схеме:

Если сборка светильников и их подключение выполнено правильно, то при подаче напряжения на блоки питания лампы должны зажечься.

Как заменить точечную лампу в светильнике?

Конечно же, производители светодиодных ламп заявляют огромные сроки эксплуатации своей продукции, но при неправильном использовании светодиодов их срок жизни может значительно уменьшиться и они потребуют замены.

Чтобы заменить лампу точечного светильника, необходимо:

• отключить напряжение в комнате или в квартире;
• аккуратно извлечь стопорное кольцо, которое удерживает защитное стекло;
• бережно достать вышедшую из строя лампу и заменить ее на новую;
• установить на место стекло и зафиксировать ее стопорным кольцом.

 

Замену ламп следует производить в хлопчатобумажных перчатках, чтобы не повредить светодиод и не оставить на его поверхности жир, который находится на наших пальцах.

После выполнения данных операций можно подавать напряжение и радоваться результатам своей работы.

Цены на новостройки, квартиры в ипотеку для молодых семей. Вы можете выбрать планировку квартир по своему вкусу. Квартиры в балашихе отличный выбор. 

Сборка линейного светодиодного светильника / Habr

Сейчас одним из самых популярных и модных решений освещения являются линейные светодиодные светильники.
 В этой статье мы разберемся, как устроены современные LED системы освещения и соберем один светильник своими руками.

Конструкция

Линейный светильник включает в себя: алюминиевый светодиодный профиль с поликарбонатным светорассеивающим стеклом, источник света (светодиодная лента или светодиодная линейка), LED драйвер. Так же к профилям предлагается огромное множество комплектующих (подвесы, заглушки, крепления и многое др.)

Из плюсов такой простой конструкции можно отметить широкие возможности конфигурации и выбора. Практически каждый такой светильник является уникальным. Неоспоримое преимущество линейных систем освещения заключается в том, что мы можем делать светильники любой длины. 


Разновидности

Линейные светильники бывают: встраиваемые, подвесные, накладные. Отличаются они по способу монтажа, который предусмотрен производителем.

Приступим

Выбор корпуса

Мы приняли решение собрать подвесной светильник, который найдет свое применение как в гараже, так и в офисе. Среди широкого ассортимента алюминиевых светодиодных профилей мы нашли подходящий. Наш выбор остановился на профиле который называется U-S35. Габариты этого профиля 35*35*2500мм.

Выбор источника света

Изучив рынок светодиодных лент, посмотрев обзоры и прочитав отзывы, мы захотели применить в нашем будущем светильнике новинку.

Японский светодиодный модуль HOKASU. Модуль обладает огромным преимуществом перед светодиодной лентой.

Злейший враг светодиодов это тепло. От температуры, которую выделяют мощные LED’ы, светодиоды деградируют, теряют проценты своей первоначальной яркости. Очень важен мгновенный отвод точечного тепла, которое концентрируется у самого основания кристалла. Так как, светодиодная лента — это гибкий проводник с smd- светодиодами, при монтаже их на охлаждающую поверхность у нас получается тепловой зазор. Лента не очень плотно клеится к поверхности, мгновенному отводу тепла мешает клей (двойной скотч 3M). Линейки лишены этого недостатка, т.к плата на заводе припаяна к алюминиевой полосе, которая в свою очередь уже крепится к поверхности.

Итак, характеристики в студию:

• Напряжение питания, V: 24
• Световой поток, lm / m: 2700
• Мощность, Вт / м: 26
• Размер светодиодов: 2835 (2.8×3.5мм)
• Цветовая температура, K: 4000

Комплектация

Из материалов мы использовали

• Алюминиевый профиль
• Заглушки + подвесы + крепления для накладного монтажа
• Светодиодный модули
• Источник питания 24v 150w

Для сборки нам понадобится

• Паяльник
• Мультиметр
• Щипцы для резки и зачистки проводов
• Флюс, олово
• Прямые руки

Сборка

Для начала мы примерим линейки в профиле и обрежем их до нужного нам размера.
Кстати, их можно резать каждые 4 см.

После того как мы обрезали линейку, желательно проверить её на сопротивление, т.к после первой попытки, когда я резал обычной пилой, линейка замыкала с самого края.

Это связано с тем, что основание изготовлено из алюминия и проводит ток. И при неаккуратном разрезе с торца медные дорожки задевают подложку.

Далее мы проклеиваем линейки (у них предусмотрен клейкий слой 3M):

Сейчас наш светильник практически готов, нам осталось запаять все линейки между собой. Как заявляет производитель: допустимо последовательное соединение до 3м. (Это мы проверим позже, замерив общую мощность готового линейного светильника.)

Припаиваем с одного конца провод и закрываем экран. 
(Для провода нужно сделать отверстие и вывести его за профиль, но мы пока делать этого не будем.)

Я подключил светильник к лабораторному источнику питания для того, чтобы посмотреть какой ток потребляют светодиоды.
 Довольно распространенная проблема, что при подключении мощных лент более 2м идет потеря мощности. Это связано с недостаточной проводимостью медных дорожек. У меня получилось, что суммарная мощность светильника 2.7*24 = 64.8Вт (26 Вт/м).

Показатели скакали от температуры, но усреднено 26 Вт/м. 
С учетом того, что заявленная мощность одного модуля 26Вт, я считаю это идеальный показатель.

Применимость

Для наглядности я повесил светильник над рабочим столом и сделал несколько фотографий. В будущем найду ему постоянное место.

Стоимость

Линейный светильник 65Вт, 2.5м.

• Профиль U-S35: 2400р
• Модули HOKASU: 2370
• Комплектующие: ~300р
• Источник питания: 1150р

Итого: 6220р.


Одного такого светильника хватит на 2 или даже на 3 рабочих места. Его можно разрезать пополам и установить над разными столами, подключив к одному источнику питания.

О драйверах светодиодных светильников — sxemy-podnial.net

Предлагаю вашему вниманию схемы драйверов светодиодных светильников, которые мне пришлось недавно ремонтировать. Начну с простой (фото 1, справа) и схема на рисунке 1.

Светодиодные светильники. Фото 1.Драйвер светодиодного светильника на CL1502. Рис. 1.

В схеме этого драйвера установлена микросхема CL1502. Микросхем с подобными функциями выпущено уже много, и не только в корпусе с 8 ножками. На эту микросхему в интернете есть много технических данных, к примеру в [1]. Собран драйвер по «классической» схеме. Неисправность была в выгорании пары светодиодов. Первый раз просто закоротил их, так как находился вдали от «цивилизации». Тоже сделал и во второй раз. И когда сгорела третья пара, я понял, что жить этому светильнику осталось мало. Простым закорачиванием пар светодиодов, так просто не обойдёшься. Требовалось что-то по-кардинальные. Ранее я изучал схемотехнику и работу подобных микросхем, с целью укоротить светодиодную лампу, в корпусе трубчатой стеклянной люминисцентной 36 Ватт, с длины 120 сантиметров в 90, так как был в наличии такой светильник, установленный над рабочим столом. И всё удалось и работает. А здесь. Насколько я понял работу подобных светильников, с применением таких драйверов, то ничего плохого не должно происходить после закорачивания хотя бы всех светодиодов, кроме последней пары. Ведь всё в них решает датчик тока, в данной схеме это резисторы R3 и R4. Напряжение выделенное этими резисторами, попадая через выводы 7 и 8 микросхемы CL1502 к компаратору выключения силового ключа работают отлично. Но что-то всё же жжёт светодиоды. Но что? Моё предположение — их жжёт сам драйвер! Светодиоды применённые в этом светильнике, похожи на 2835SMDLED (0,5 Вт одного светодиода). И если это действительно они, то заявленная мощность светильника вполне оправдана. Но у меня, сильные подозрения, что в светильнике стоят 3528SMDLED, которые имеют параметры, чуть ли не на порядок ниже. Но понять мне это очень трудно, так как на SMD светодиодах нет обозначений. Что сделал я? Я убрал с платы резистор R4. При этом уменьшился ток через светодиоды и… светодиоды перестали сгорать. Что интересно, в строительном вагончике, в котором стояли три светильника одного типа, последовательно пришлось ремонтировать все три. И везде пришлось снять по одному резистору. И да, везде упал световой поток, хотя глазом это и трудно определить, но если сравнивать, то заметно.

В другом вагончике, было два светильника с внешними размерами 595х595 мм.. И они тоже «горели». В этих светильниках ячейки состояли из четырёх светодиодов в параллели и было таких 28 ячеек. Так как и там была подобная схема (поднять не удалось), то просто выпаял по одному резистору.

В итоге, можно сделать вывод, что ремонт можно выполнять, по подобной методике, то есть уменьшать ток через светодиоды, так как лучше, пусть светят темнее, чем совсем погаснут. Хотя конечно, правильнее поменять все светодиоды на 2835SMDLED, но это при их наличии.

Драйвер светодиодного светильника на B77CI. Рис. 2.

Схема второго драйвера, изображённого на рисунке 2, я «поднял» со светильника, который нашёл в металлоломе, с механическими поломками корпуса. На рисунке 3 схема четырёх плат светодиодов по 9 Вт каждая. Хотел снять светодиоды для запчастей. И даже, не сразу заметил невзрачную коробочку с драйвером. Схема оказалась почти «монстром».

Фонарь светодиодного светильника. Рис. 3.Внешний вид платы драйвера на B77CI. Фото 2.

Наличие двух микросхем, двух мощных полевых транзисторов, двух дросселей и двух электролитических конденсаторов 220 мк х 100 В включенных параллельно, указывало на то, что разработчики поработали на славу. Так же присутствует довольно хорошая схема фильтров (смотрите фото 2). Микросхема DX3360T — это, по всей видимости, стабилизатор напряжения, и возможно, с корректором мощности. Я в интернете нашёл только невзрачную картинку, без описания. А на микросхему B77CI не нашёл ни чего, и названия выводов на схеме ставил, по интуиции. В работе этот драйвер не видел. Но предполагаю хорошую работу. Но если, придётся уменьшать ток через светодиоды, то нужно или убрать с платы один-два резистора Rs4..Rs6, или менять на другие, расчётные.

И ещё. Совсем не понятно, как в подобных светильниках организован отвод тепла от светодиодов. Ведь они запаиваются на платки из фольгированного стеклотекстолита, шириной в 5 мм. и толщиной примерно в 1 мм.? Думаю, что почти ни как. Всё ширпотреб.

Литература:
1. https://www.dianyuan.com/upload/community/2014/04/10/1397117125-79110.pdf

Блок питания как «слабое звено» светодиодного светильника

При описании технических характеристик светодиодных светильников в рекламных материалах обычно особый упор делается на типы используемых в них светодиодов. Тем не менее, надежность современных светильников  определяется уже не только и не столько светодиодами, сколько блоком питания. Но некоторые важные параметры данного узла не сообщаются производителями даже по запросу. Поэтому задача выбора осветительных приборов с качественными блоками питания является весьма сложной, тем не менее, она решаема.

Причины, по которым производители при продвижении светильников на рынок делают упор именно на параметры светодиодов, имеют исторические корни. Предыдущие источники света имели срок службы, значительно меньший, чем у пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). В итоге сложилось представление, что источник света — наименее долгоживущая часть устройства.

Светодиоды отличаются прежде всего большим сроком службы — в среднем около 50000 часов. Если светильник работает по 10 часов в сутки, то его срок службы, обусловленный параметрами светодиодов, составит более 13,5 лет. Этот промежуток времени уже сопоставим со сроком службы других узлов светильника или даже превышает его.

Особенности терминологии

Проблема выбора начинается с весьма запутанной терминологии.

Блоком питания (БП) принято называть источник питания для радиоэлектронной аппаратуры, преобразующий электрическую энергию от сети для согласования ее параметров с входными параметрами отдельных узлов аппаратуры.

Подавляющее большинство светодиодов питаются от постоянного тока и имеют напряжение питания менее 4 В. Если соединить светодиоды последовательно, то такая цепочка будет иметь большее напряжение питания. По ряду причин соединение светодиодов в цепочки длиной более 15 штук практикуется очень редко. То есть напряжение питания массива светодиодов в осветительном приборе обычно не превышает 60 В. В то же время, сети электропитания, в зависимости от страны, дают напряжение 100 – 240 В переменного тока. Для согласования параметров питания светодиодов и параметров сети электропитания обязательно требуется блок питания.

Следует отметить, что термин «блок питания» является устоявшимся понятием, широко используемым в инженерной практике. Тем не менее, он не закреплен официально ГОСТ Р 52907-2008, в котором присутствует только определение источника питания. В прежнем варианте ГОСТ официально также было закреплено понятие «вторичный источник питания», которое в ГОСТ Р 52907-2008 отсутствует. Использование термина «блок питания» позволяет дистанцироваться от автономных источников питания, т.е. гальванических элементов и аккумуляторов.

\Кроме этого, для обозначения БП часто жаргонно используется термин «драйвер». На самом деле, драйвер — это устройство, которое стабилизирует ток, питающий светодиоды. Также некоторые драйверы способны регулировать световой поток у светодиодов, т.е. диммировать их. Но драйвер не выполняет функций преобразования питающего напряжения и выпрямления тока. Поэтому узел, отвечающий за питание светодиодов в светильниках на напряжение 12 или 24 В — это драйвер. Но при питании от сети 220 В речь идет именно о БП. Тем не менее, на некоторых БП можно встретить слово driver, означающее в данном контексте стабилизацию выходного тока.

Диммируемый БП Helvar со стабилизацией выходного тока

В светотехнике устройства, осуществляющие согласование параметров питания источников света и электросети, исторически назывались балластами или ПРА. Специалисты по светотехнике при переходе на светодиоды не стали отказываться от привычного для них терминов и стали использовать их применительно к БП для светодиодов.

Еще одним термином, которым не всегда правильно обозначают блоки питания в светодиодных светильниках, является «электронный трансформатор». Данное устройство, на самом деле, только преобразует напряжение в более низкое и повышает частоту переменного тока с 50 (или 60, в зависимости от стандарта электросети, принятого в стране) до нескольких единиц или десятков килогерц. Питание светодиодов напрямую от электронного трансформатора применяется только в гирляндах и другой аналогичной декоративной светотехнической продукции.

Терминология для светодиодных светильников в части устройств электропитания пока не закреплена ГОСТ, в проектах стандартов используется термин «электронное управляющее устройство».

Справедливости ради следует заметить, что путаница с терминологией распространена и за рубежом. Термин power supply unit (блок питания) или просто power supply (источник питания) в светотехнике используется крайне редко. В рекламных материалах часто встречается обозначение блока питания как driver (драйвер), а вообще, широко распространено использование обозначение БП в светодиодных светильниках как ballast (балласт).

Классификация БП

По месту размещения БП делятся на внутренние (размещаются внутри корпуса светильника) и внешние (размещаются вне корпуса). При этом внешние БП могут идти в комплекте со светильником или приобретаться отдельно.

По своей конструкции БП можно разделить на две большие категории — изолированные и неизолированные. Особенностью изолированного БП является то, что его выход не имеет гальванической связи с входом. Благодаря этому достигается более высокий уровень электрической безопасности устройства. Электрический потенциал на выходе исправного БП изолированного типа ни при каких условиях не достигнет опасной величины. В принципе, БП изолированного типа — это и есть та самая классическая конструкция БП на основе трансформатора, используемая на протяжении многих десятилетий. К сети через преобразователь подключена первичная обмотка трансформатора, нагрузка через выпрямитель присоединяется ко вторичной обмотке. Отличия от классического варианта в том, что трансформатор работает не на частоте сети, а на более высокой частоте, а также в наличии гальванически развязанной обратной связи для стабилизации напряжения или тока. Изолированные БП стоят относительно дорого, но они хорошо справляются с бросками напряжения и импульсными помехами, которые есть в российских электрических сетях.

Пример принципиальной схемы изолированного БП. Источник: «Макро групп»

Неизолированные БП имеют гальваническую связь с выходом. Поэтому, хотя разница потенциалов между линиями на выходе такого БП представляет собой безопасную величину, не превышающую для светодиодных светильников значение 60 В постоянного тока, тем не менее, потенциал между одной из линий на выходе и землей может быть сопоставим с сетевым напряжением, т.е. принимать опасное значение. Преимуществами неизолированных БП являются компактность, низкая цена и немного больший КПД, чем у неизолированных БП. Поэтому неизолированные БП так любят производители очень дешевых светильников — помимо низкой стоимости БП, более высокий КПД позволяет использовать светодиоды с меньшей светоотдачей. Неизолированные БП также широко применяются в светодиодных лампах-ретрофитах, но здесь в ряде случаев без них обойтись нельзя из-за малых размеров.По причине низкой электробезопасности, неизолированные БП могут быть только внутренними. Недостатком неизолированных БП является проникновение на выход мощных импульсных помех, которые «гуляют» по сети. К тому же, при установке выключателя в разрыв нулевого провода (что бывает, когда светодиодные светильники устанавливают взамен существовавшего ранее освещения) светодиоды в светильнике, оснащенном таким БП, слабо светятся в выключенном состоянии. Все это приводит к преждевременному выходу светодиодов из строя.

Пример принципиальной схемы неизолированного БП типа PFC. Источник: «Макро групп»

Усовершенствованные неизолированные БП нередко жаргонно называют PFC от слов Power Factor Correction — корректировка коэффициента мощности. Они обладают большим значением коэффициента мощности по сравнению с обычными неизолированными БП — около 0,9 против 0,6. В таких БП частично решены проблемы, вызывающие преждевременный выход светодиодов из строя. Тем не менее, все равно, они проигрывают изолированным БП по части устойчивости к броскам напряжения.

Почему «слабое звено»?

Электронные компоненты БП работают под напряжением до 242 В переменного тока. При авариях на сетях электропитания напряжение может кратковременно возрастать до 456 В переменного тока. Удары молнии, коммутация мощного электрооборудования и некоторые другие факторы приводят к возникновению импульсных помех с амплитудой до 4000 В. Поэтому к качеству электронных компонентов БП предъявляются особые требования.

Срок службы светодиодов зависит от того, сколько времени они светили. В отличие от этого, срок службы БП связан не только со временем работы, но и со временем хранения. То есть, если вы не включали светильник, а только его хранили на складе, то через некоторое время его БП все равно выйдет из строя. Это связано с особенностями электролитических конденсаторов, используемых в БП — они постепенно деградируют из-за испарения электролита. В среднем электролитический конденсатор можно использовать на протяжении не более 10 лет с момента выпуска. В неправильно спроектированном БП электролитический конденсатор перегревается, что сокращает его срок службы. В некоторых современных дорогостоящих БП проблема решена полной заменой электролитических конденсаторов на керамические, которые являются практически «вечными» электронными компонентами.

Читаем между строк

Производители светодиодных светильников практически всегда публикуют информацию об используемых светодиодах, но редко когда раскрывают данные о БП. Тем не менее, можно составить свое представление о том, качественный или нет блок питания, по параметрам светильников, которые производитель открыто публикует.

В первую очередь, это коэффициент мощности λ (иногда его обозначают как cos φ, что для светодиодных светильников не совсем правильно). Чем больше этот параметр, тем лучше. Для качественного блока питания он должен быть не менее 0,85. Упрощенные БП, имеющие низкую надежность, обычно выдают себя низким значением λ.

 БП от ведущих производителей характерно высокое значение коэффициента мощности, примером тому является данное устройство от Osram

Производители светильников, конечно, знают, что именно БП, а не светодиоды, ограничивает срок службы осветительного прибора. Поэтому, хотя и указывают «срок службы светодиодов 50000 ч», тем не менее, гарантийный срок устанавливают, исходя из цифр по всему светильнику. Обычно исходят из того, сколько лет проработает светильник, будучи включенным круглосуточно. Например, гарантийный срок на светодиодные светильники средней ценовой категории обычно составляет 3 года. Умножаем этот срок на 8760 ч в году, и получаем 26280 ч — именно столько гарантированно будет работать светильник. Обратите внимание, что этот показатель очень близок к сроку службы типичного БП средней ценовой категории — 30000 ч.

Но, самое главное — где расположен блок питания и как он выглядит. Если он внешний и подключается к светильнику через разъем, то однозначно является изолированным (на прямое нарушение правил электробезопасности производители обычно не идут). В том случае, если БП внутренний, но выполнен в виде отдельного унифицированного  модуля от одного из ведущих производителей БП, то, скорее всего, тоже изолированный. Неизолированные БП обычно выполнены как неотъемлемая часть конструкции светильника.

Производители БП

Теоретически оптимальным выбором является БП, специально разработанный для определенной модели светильника. На практике это могут удачно реализовать либо компании, имеющие, помимо светотехнического, еще и мощный бизнес по производству электронных устройств (LG, Philips), либо светотехнические компании, чьи БП хорошо зарекомендовали себя на рынке (Osram).

В остальных случаях предпочтительным вариантом является использование в светильнике БП от ведущих фирм, специализирующихся на данном виде продукции (Meanwell, Helvar, Vossloh-Schwabe и некоторые другие). Использование унифицированного БП легко заменяемой конструкции важно еще и для возможного ремонта светильника, так как БП обычно выходит из строя быстрее, чем светодиоды.

Внешние блоки питания, не входящие в комплект поставки

На рынке встречаются светодиодные светильники, имеющие низкое напряжение питания (обычно 12 или 24 В). Они предназначены для питания от источника со стабилизированным выходным напряжением или от электронного трансформатора. Нередко БП в комплект поставки таких светильников не входит, что позволяет сэкономить средства, установив один БП на несколько светильников.  Если светильник допускает питание как от переменного, так и от постоянного тока, то лучше использовать постоянный ток, т.е. устанавливать БП, а не электронный трансформатор.

Выбирая внешний БП, следует иметь в виду, что максимальный КПД достигается в том случае, если нагрузка равна приблизительно 80% от номинального значения. Соответственно, умножив мощность подключенных к БП светильников на коэффициент 1,25, мы получим оптимальное значение номинальной мощности БП. Иногда мощность БП выбирают «на вырост» с учетом, что к нему позже дополнительно подключат светильники. Тогда суммарная мощность светильников «первой очереди» подключения должна быть в 1,2 раза больше минимальной мощности нагрузки БП, иначе будет срабатывать защита от холостого хода.

Применение внешнего блока питания, не входящего в комплект поставки, дает возможность повысить надежность системы, так как в светильники встроены только драйверы. Электронные компоненты в них работают при низких напряжениях, так что их качество не так критично. А модель БП пользователь выбирает самостоятельно, исходя из своих потребностей, и может запросить на него всю необходимую информацию у поставщика.

Алексей Васильев

схема изготовления своими руками в домашних условиях

Экономичные полупроводниковые элементы, из которых удаётся изготовить светодиодные светильники своими руками, появились на нашем рынке сравнительно недавно. Первые образцы изделий из светодиодных ламп были разработаны ещё в 1962 году, но их качество оставляло желать лучшего (современные модели – на фото ниже).

Образцы светодиодной продукции

Объяснялось это тем, что самодельная светодиодная лампа в те годы могла изготавливаться лишь на основе полупроводниковых приборов, излучающих в очень узком диапазоне светового спектра (только красный цвет). Кроме того, эти элементы имели высокую стоимость, вследствие чего изготавливать из них самодельные осветители было нецелесообразно с экономической точки зрения. С появлением новых технологий удалось расширить спектр излучения полупроводниковых компонентов до жёлтого, зелёного и белого цветов.

Одновременно с этим резко снизилась стоимость этих изделий, так что задача сделать лампу из светодиодов своими руками не казалось уже такой трудно выполнимой.

Особенности выбора светодиодов

Требования к осветительным элементам

Перед тем, как сделать светодиодную лампу своими руками, обязательно нужно определиться, какие излучающие диоды оптимально подходят для этих целей.

Дополнительная информация. В общем случае сделать лампу на основе светодиодов возможно лишь при условии, что их КПД превышает 50% (сравните: для обычной лампы накаливания этот показатель составляет всего лишь 3,5-4%).

Особенности выбора этих элементов предполагают учёт следующих определяющих факторов:

• Возможность получения подходящего для заданных условий спектра излучения лампы своими руками изготовленной из светодиодов (красного, жёлтого, зелёного или белого). Образец изделия с белым свечением приводится на фото ниже;

Прожектор с дневным (белым) спектром излучения

• Высокая светоотдача самодельного светильника;
• Низкое энергопотребление при его питании от бытовой сети;
• Длительные сроки службы (не менее 30000 часов) и экологическая чистота;
• Надежность конструкции на светодиодах (способность выдерживать неограниченное число включений и выключений).

В этих изделиях должна быть предусмотрена возможность управления интенсивностью светового потока, а также обеспечиваться низкая температура в районе расположения излучающих элементов.

Порядок выбора

Всем перечисленным выше условиям вполне удовлетворяют современные LED светодиодные лампы для дома, ассортимент которых широко представлен на отечественном рынке.

Добавим к этому, что на изготовление самодельной конструкции не потребуется расходование дополнительных материальных средств. Для этих целей вполне могут подойти старые электронные узлы и изделия, содержащие соответствующие детали.

Прекрасным образцом рационального подхода к их изготовлению может служить светильник из телевизора с ж/к экраном (не работающего по каким-либо причинам), из которого можно «позаимствовать» исправные светодиоды подсветки. Образец такого дисплея приводится на фото ниже.

Дисплей со светодиодами подсветки

Устройство и схема лампы

Особенности конструкции

Для того чтобы иметь чёткое представление о том, как сделать светодиодный светильник своими руками, прежде всего, необходимо определиться со следующими вопросами:

• Тип и напряжение питания диодной лампочки, выпаянной из старого прибора и предназначенной для использования в светильнике;
• Количество излучающих ламп, необходимых для получения нужной светоотдачи;
• Возможные схемы их подключения к бытовой питающей цепи, используемые именно для светодиодов.

Если светодиодная лампочка своими руками изготавливается из подручных средств и старых элементов, перед их использованием нужно определиться с напряжением, которое будет на неё подаваться.

Важно! Перед тем, как собрать электронную схему, обязательно следует проверить работоспособность б/у изделий, подав на них рабочее напряжение от внешнего источника (аккумулятора, например). При этом не следует забывать о соблюдении полярности включения полупроводниковых элементов.

Для получения требуемой светоотдачи нужно будет самому последовательно соединить необходимое их количество, обеспечивающее заданную излучающую мощность. Этот вариант чаще всего прорабатывается в том случае, когда изготавливается светодиодная люстра своими руками (в её состав может входить несколько отдельных светильников).

Схемные решения и детали

Большинство современных LED светодиодов рассчитаны на сравнительно небольшие постоянные напряжения (от 4,5 до 12-ти Вольт), вследствие чего для их включения в питающую сеть используются специальные преобразующие схемы.

Дополнительная информация. Оптимальным вариантом является схема, работающая по принципу импульсного преобразования (её можно взять из энергосберегающей лампы, светильник которой сгорел, а модуль ЭПРА ещё исправен).

Вследствие возможности такого выбора настольная светодиодная лампа своими руками изготавливаемая из старых деталей и заготовок обязательно должна оснащаться типовым цоколем, подходящим под классический патрон.

Для питания таких светодиодных ламп иногда применяется простейшая схема выпрямителя на полупроводниковых диодах, рассчитанных на напряжение порядка 400 Вольт. Последовательно с диодным мостиком включается ограничивающий резистор, сопротивление которого достаточно для того, что понизить потенциал на лампочке до 5-12 Вольт.

Рабочую схему собираем таким образом, чтобы параллельно выпрямительному мосту с резистором подсоединялся электролитический конденсатор с номинальной ёмкостью от 500 до 2200 микрофарад (чем больше, тем лучше). Этот элемент, рассчитанный примерно на 25 Вольт, необходим для окончательного выпрямления питающего напряжения (сглаживания остаточных пульсаций).

Ленточные светодиоды

Ленточная конструкция представляет собой набор из одинаковых светодиодов, объединенных по определённой схеме ещё при их производстве (то есть в заводских условиях). Она уже имеет встроенный ограничительный элемент (резистор) и может разрезаться на отдельные секции, соединяемые в параллельные, смешанные и последовательные цепочки.

Дополнительная информация. Ленточные светодиодные структуры, как правило, рассчитаны на постоянное напряжение 12в (а также 24, 36 и 220 Вольт), которое подаётся к ним с готового выпрямительного блока.

За счёт произвольного сочетания различным образом подключаемых секций удаётся получать осветительные устройства с заданной освещенностью и потребляемой мощностью. Для подключения такой конструкции к бытовой сети на 220в потребуется специальный модуль, обеспечивающий понижение питающего напряжения до нужной величины.

Любой самодельный светильник из светодиодной ленты должен рассчитываться на определённое количество элементов, от которого будет зависеть суммарный световой поток готового изделия (его образец приведён ниже).

Ленточные светильники

Классический светильник из светодиодной ленты своими руками собираемый из набора определённой длины может быть выполнен как торшер с четырьмя гранями, в каждую из которых помещают по секции из 5-7-ми диодов.

Размещённую таким образом ленточку из светодиодов соединяют параллельно с остальными отрезками и подключают к питающему блоку, рассчитанному на выходное напряжение 12 Вольт, и току нагрузки порядка 0,5 Ампер.

Таким образом, кажущийся поначалу сложным вопрос, как сделать светильник из светодиодной ленты, на деле решается достаточно просто, если в распоряжении имеется нужный блок питания.

Самодельные светильники в автомобиле

Автомобильные самоделки для освещения салона машины заметно проще в изготовлении, чем уже рассмотренные ранее изделия. Дело в том, что в этом случае в распоряжении пользователя уже имеется бортовое напряжение автомобиля 12 Вольт, подводку которого к светильнику просто следует оформить соответствующим образом.

Для этого можно воспользоваться имеющимся в салоне гнездом прикуривателя, на которое с АКБ поступает постоянное напряжение. Таким образом, чтобы подключить применяемый для авто светодиодный светильник достаточно приобрести ответную часть гнезда прикуривателя (смотрите рисунок ниже).

Разъём типа «Прикуриватель»

После припаивания подводящих проводов к фирменному разъёму на основе всех собранных вместе частей питающего узла получается готовый модуль для подсоединения самодельного светильника.

Обратите внимание! В этом случае при его изготовлении также может применяться ленточная светодиодная конструкция, рассчитанная на 12 Вольт, правда для её подключения потребуется специальный драйвер.

В заключение обзора отметим, что сделанная своими руками светодиодная лампа или светильник практически ни в чём не уступает фирменному изделию. Если соблюдать все рассмотренные выше условия, то никаких проблем с их изготовлением и эксплуатацией, как правило, не возникает.

Видео