Устройство LED-ламп
Светодиодная лампа состоит из шести следующих частей:
- светодиод;
- цоколь;
- драйвер;
- рассеиватель;
- радиатор.
Действующим элементом подобного прибора является светодиод, генерирующий поток световых волн.
Цоколь, который может иметь различный вид и размер, применяется и для других видов ламп – люминесцентных, галогенных, накаливания. В то же время некоторые LED-приборы, например, светодиодные ленты, могут обходиться без этой детали.
Важным элементом конструкции служит драйвер, преобразующий сетевое напряжение в тягу, на которой работает кристалл.
От этого узла во многом зависит эффективная работа лампы, кроме того, качественный драйвер, имеющий хорошую гальваническую развязку, обеспечивает яркий постоянный световой поток без намека на моргание.
Обычный светодиод производит направленный пучок света. Чтобы изменить угол его распределения и обеспечить качественное освещение, используется рассеиватель. Еще одной функцией этого компонента является защита схемы от механических и природных воздействий.
Радиатор предназначен для отвода тепла, излишки которого могут повредить прибору. Надежная работа радиатора позволяет оптимизировать работу лампы и продлить ей жизнь.
Чем меньше эта деталь, тем большую тепловую нагрузку придется выдерживать светодиоду, что скажется на быстроте его выгорания.
Как сделать лампочку своими руками
Схема состоит из высоковольтного конденсатора, низкореактивного сопротивления для понижения тока, двух резисторов и конденсатора на положительном источнике для снижения входного напряжения и колебаний сети. Фактически коррекция всплеска производится C2, установленным после моста (между R2 и R3). Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе схемы.
Список деталей:
R1 = 1M ¼ Вт;
- R2, R3 = 100 Ом, 1 ватт;
- C1 = 474/400 В или 0,5 мкФ/400 В PPC;
- C2, C3 = 4,7 мкФ/250 В;
- D1-D4 = 1N4007;
- рассеиватель.
Самодельные LED имеют защиту, а их срок службы увеличен путём добавления стабилитрона по линиям питания. Показанное значение zener составляет 310 В/2 Вт, и подходит, если LED включает в себя светодиоды от 93 до 96 В. Для другого, меньшего количества светодиодных строк необходимо уменьшить значение zener в соответствии с общим вычислением прямого напряжения светодиодной строки.
Например, если используется 50 светодиодная строка, а светодиод имеет 3,3 В, то рассчитываем 50×3,3 = 165 В, поэтому стабилизатора на 170 В будет достаточно, чтоб защитить светодиод.
Автоматическая цепь ночного освещения LED
Схема автоматически включит ночью лампу и отключит через заданное время, используя несколько транзисторов и таймер NE555. Схема недорогая и простая в установке. В качестве датчика здесь используется LDR. В дневное время сопротивление LDR будет низким, напряжение на нем упадет, а транзистор Q1 будет находиться в режиме проводки. Когда освещённость в помещении падает, сопротивление LDR увеличивается, как и напряжение на нем. Транзистор Q1 выключается. База Q2 подключена к эмиттеру Q1 и поэтому Q2 смещается и, в свою очередь, включает IC1.
NE555 автоматически включается при включении питания. Автоматический запуск происходит с помощью конденсатора C2. Выход IC1 остаётся высоким в течение времени, определяемого резистором R5 и конденсатором C4. Когда на выходе IC1 поступает транзистор Q3, он включается, запускает триггер T1 и лампа светится. В цепь входит 9-вольтная батарея для питания таймера во время сбоёв питания. Резистор R1, диод D1, конденсатор C1 и Zener D3 образуют секцию питания схемы. R7 и R8 являются токоограничивающими резисторами .
Схема светодиодного освещения своими руками
Примечания:
- Предустановка R2 может использоваться для настройки чувствительности схемы.
- Предустановку R5 можно использовать для настройки времени включения лампы.
- При R5 @ 4,7M время включения будет около трёх часов.
- Мощность L1 не должна превышать 200 Вт.
- Для BT136 рекомендуется использовать радиатор.
- IC1 должен быть установлен на держателе.
Изготовить своими руками
Заново светильники на светодиодах делают редко. Лампу проще изготовить из неисправной. Фактически получается, что ремонт и изготовление нового изделия – это один процесс. Для этого LED-лампу разбирают и восстанавливают перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера. В продаже часто бывают оригинальные светильники с нестандартными лампами, которым в дальнейшем трудно найти замену. Простой драйвер можно взять из неисправной лампы, а светодиоды – из старого фонарика.
Схема драйвера собирается по классическому образцу, рассмотренному выше. Только к ней добавляется резистор R3 для разрядки конденсатора С2 при отключении и пара стабилитронов VD2,VD3 для его шунтирования на случай обрыва цепи светодиодов. Можно обойтись одним стабилитроном, если правильно подобрать напряжение стабилизации. Если конденсатор выбрать под напряжение больше 220 В, можно обойтись без дополнительных деталей. Но в этом случае его размеры увеличатся и после того, как будет сделан ремонт, плата с деталями может не поместиться в цоколь.
Схема драйвера приведена для лампы из 20 светодиодов. Если их количество будет другим, необходимо подобрать такую величину емкости конденсатора С1, чтобы через них проходил ток 20 мА.
Назначение драйверов для светодиодов
Яркость светодиодной лампы зависит от 2 параметров: тока, проходящего через нее, и идентичности характеристик полупроводников, т. к. любое несоответствие выведет детали из строя. Но современное производство не в состоянии обеспечить полностью одинаковые параметры кристаллов.
Он преобразует электроток:
- задает ему амплитуду;
- выпрямляет – делает его постоянным;
- подает на все элементы одинаковый ток (немного меньше максимального уровня) и не допускает их пробоя.
Ключевые особенности
Главное отличие драйвера в том, что при входном напряжении, на которое он рассчитан (например, 140-240 V), он устанавливает на светодиодах заданный уровень тока. При этом потенциал на выходе устройства может быть любым.
Основных характеристик у него 3:
- Номинальный ток. Он не должен превышать паспортное значение светодиода, иначе диоды сгорят или будут гореть тускло.
- Напряжение на выходе. Зависит от типа подключения полупроводников и их числа. Оно равно произведению падения потенциала 1 элемента на их количество и может меняться в широких пределах.
- Мощность. От правильного расчета этой характеристики зависит вся работа устройства. Для этого суммируют мощности всех элементов и добавляют 20-25% (запас на перегрузку).
У светодиодной лампы из 10 элементов по 0,5 Вт этот параметр будет равен 5W. С учетом перегрузки следует выбрать драйвер на 6-7 W.
Но 2 последних параметра (мощность потребления и выходное напряжение) напрямую зависят от спектра излучения светодиода. Например, элементы ХР-Е (красные) при 1,9-2,5 V потребляют 0,75 W, а зеленые – 1,25 W при питании в 3,3-3,9 V. Получается, что драйвер в 10 W способен запитать 7 диодов одного цвета или 12 другого.
Теория питания светодиодных ламп от 220 в
Лед-лампа, лента под потолком или подсветка в современном телевизоре являются совокупностью нескольких мощных небольших светодиодов, размещенных в пространстве нужным образом.
Если каждый из них способен пропускать ток в 1 А при напряжении 3,3 V, то в осветительную сеть их включить нельзя – сразу сгорят. Можно воспользоваться делителем из резисторов, но на них будет рассеиваться большая мощность. Поэтому КПД светильника будет небольшим.
Для снижения напряжения и преобразования тока в постоянный применяют драйверы. Внутри этих устройств могут быть различные стабилизаторы тока, емкостно-резистивные делители и т. д.
В схему могут входить транзисторы, микросхемы, конденсаторы и т. д. Такие преобразователи меняют напряжение и обеспечивают подачу нужного количества тока каждому элементу.
Устройство
Конструкция светодиодного прожектора проста. Основными элементами устройства являются:
- Драйвер.
- Светодиод.
Драйвер — это блок или источник питания, который получает стандартные 220 В и преобразует их в питание, необходимое для работы светодиодного фонаря. Особенностью драйверов, отличающей его от адаптеров, является акцент не на напряжение или мощность, а на стабильную силу тока (у адаптеров главный параметр — напряжение).
Светодиод в данном случае представляет собой не отдельный элемент, а сборку из нескольких единиц, обладающих одинаковыми характеристиками. Они изготавливаются по специальной технологии, позволяющей получать идентичные кристаллы. Набор кристаллов, подключенных последовательно-параллельно, составляет светодиодную матрицу или LED-cheap. Отличительной особенностью матрицы является большое выделение тепла, разрушающего кристаллы и требующего охлаждения или отвода при помощи радиаторов.
Помимо основных узлов, прожектор состоит из следующих элементов:
- Корпус.
- Отражатель.
- Линза.
Назначение корпуса понятно без объяснений. Фокусирующая линза создает компактный и направленный световой поток, более концентрированный и плотный. Роль отражателя несколько иная, чем в обычных прожекторах. Первоначальная оптика светодиода выдает пучок света с углом раскрытия 120°. Поэтому функцией отражателя является не столько отражение разнонаправленных лучей, сколько уплотнение потока.
Какие материалы потребуются для изготовления
Для сборки лампочки нужно купить следующие элементы конструкции:
- корпус;
- светодиоды (по отдельности или установленные на ленту);
- выпрямительные диоды или диодный мост;
- предохранители (если есть сгоревшая ненужная лампа, их можно снять с неё);
- конденсатор. Емкость и напряжение должно соответствовать количеству чипов и электросхеме;
- если придётся изготавливать каркас для установки чипов, необходимо приобрести теплоустойчивый материал, который не проводит ток. Металл не подойдёт, поэтому лучше купить плотный картон или прочный пластик.
Из инструментов для работы понадобятся плоскогубцы, паяльник, ножницы, держатель и пинцет. Также потребуются жидкие гвозди или клей для монтажа светодиодов в случае использования картона.
Проблемы самостоятельного изготовления
Главными вопросами, которые приходится решать при изготовлении LED-ламп, является перевод переменного электрического тока в пульсирующий и его выравнивание до постоянного. Помимо этого, предстоит ограничить силу электропотока 12 вольтами, что необходимо для питания диода.
Для самостоятельного создания светильника на светодиодах можно воспользоваться деталями, купленными в специализированных магазинах, или элементами из перегоревших приборов
Продумывая устройство, следует также решить ряд конструктивных задач, а именно:
- как расположить схему и светодиоды;
- как изолировать систему;
- как обеспечить теплообмен в устройстве.
Перед сборкой желательно продумать все эти проблемы с учетом требований, которые предъявляются к самодельному источнику света.
LED-лампа Е27 из энергосберегайки и готового драйвера
Можно использовать цоколь от неисправной светодиодной лампы
Чтобы сделать светодиодную лампочку, понадобятся неисправное КЛЛ изделие, светодиоды НК-6, паяльник, пассатижи, припой и картонная основа. Работа осуществляется пошагово:
- Из старой лампочки мощностью 20 Вт извлекается цоколь. Понадобится поддеть защелки или высверлить участки с точеным кернением.
- Пустой цоколь очищается от излишков припоя, обрабатывается спиртом или косметической жидкостью для снятия лака.
- Находится 6 отверстий на крышке цоколя. На кусочке картона делает разметка круглых ниш, которая потом вырезается при помощи маникюрных ножниц.
- Разбирается лента диодов из параллельно соединенных 6 кристаллов.
- Кристаллы соединяются по 3 параллельно.
- Две готовые цепочки с параллельными светодиодами крепятся последовательно.
- На готовый драйвер из сломанной LED-лампочки подключается 6 элементов мощностью 1 Вт.
- Из картона вырезается круг, укладывается между драйвером и платой. Драйвер устанавливается в цоколь.
- Лампочка полностью собирается и проверяется на предмет работоспособности.
В результате получится белый яркий аналог лампочки накаливания на 30 Вт. Яркость изделия будет 150-200 Лм, а мощность – 3 Вт.
Состав и принцип работы светильника
Прежде, чем приступить к изготовлению светодиодного светильника своими руками, рассмотрим его конструкцию и принцип работы. Диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток через p-n переход только в одном направлении. В результате выделения энергии при рекомбинации электронов и дырок излучаются фотоны с выделением световой и тепловой энергии.
Простейшим радиатором является алюминиевая подложка, на которой располагаются светодиоды, однако такого теплоотведения будет недостаточно, если прибор собирается на 3-х и более полупроводниках. В такие светильники устанавливают специальные металлические радиаторы. В комнатных приборах его заменяет корпус лампочки.Кроме радиатора, LED-изделие имеет отражатель и рассеиватель, которые могут заменить металлизированный рефлектор, и линза. Обычно светодиоды выпускаются готовой сборкой, но для того, чтобы яркий свет прибора не раздражал глаза, используют матовую колбу, которой накрывают корпус светильника.
Устройство лампочки
Ремонт шунтированием
Проще
всего это сделать при помощи капельки олова. Кто-то припаивает сюда тоненький
проводок или даже накладывает кусочек фольги.
Но
все это сложнее и менее надежно.
Поэтому
берете паяльник, подносите олово и капаете на место, где раньше стоял
светодиод.
А
если нет под рукой паяльника, что делать в этом случае?
Возьмите
олово, которое продается в виде тонкой проволоки на катушке, разогрейте его “реактивной”
газовой зажигалкой и капните на контактную площадку.
Если нет в наличии ни паяльника, ни олова, можно попробовать капнуть токопроводящий клей.
Весь
ремонт со вскрытием лампы займет у вас не более 5 минут. Для проверки
работоспособности можете не ставить колбу на место, а прямо так вкрутить
лампочку в патрон и включить свет.
Особой
разницы в свечении вы даже не заметите.
Изготовление лампы своими руками
Сложно представить, но даже светодиодную лампу можно сделать своими руками и существенно сэкономить на покупке приборов.
Инструменты и материалы
Качество материалов и инструментов, необходимых для создания лампы на 220 В, играет важную роль. От этого зависят надёжность и безопасность, долговечность изделия.
Своими руками легко сделать лампы направленного света
Для работы нужны такие элементы, как:
- галогенная лампа без стекла;
- светодиоды в количестве до 22 штук;
- быстродействующий клей;
- медный провод и листовой алюминий, толщина которого составляет 0,2 мм;
- резисторы, подбирающиеся в зависимости от схемы.
Перед работой необходимо составить схему соединения всех деталей, которая зависит от конкретной ситуации. Для этой цели используют разнообразные онлайн-калькуляторы, позволяющие получить точный результат. При количестве светодиодов более 22 соединение отличается сложностью и требуется особенный подход.
Схема подбирается в зависимости от ситуации
В качестве инструментов используются отвёртка, молоток, дырокол, маленький паяльник. В процессе работы также потребуется небольшая подставка, позволяющая с удобством разместить диоды на отражающем диске.
Пошаговая инструкция изготовления лампы
Изготовление светодиодной лампы на 220 В своими руками не требует профессиональных знаний и сложных инструментов.
- Предварительно нужно подготовить неисправную лампу, открыв корпус. Цоколь отсоединяется от него очень аккуратно, а для этого можно использовать отвёртку.
- Внутри конструкции присутствует плата пускорегулирующего электронного аппарата, которая понадобится для дальнейшей работы. А также необходимы светодиоды. Верхняя часть изделия имеет крышку с отверстиями. Из неё следует изъять трубки. Из пластика или плотного картона изготавливается основание.
- На пластиковой основе светодиоды будут держаться более надёжно, чем на картоне. Поэтому лучше всего использовать кусок пластика.
- Питание лампы будет осуществляться с помощью драйвера RLD2–1, который подходит для сети с напряжением в 220 В. При этом можно подключить последовательно 3 белых одноваттных светодиода. Три элемента соединяются параллельно, а затем все цепочки фиксируются последовательно.
- Провода в цоколе могут повредиться во время разборки конструкции лампы. В этом случае нужно припаять элементы на место, что обеспечит простую технику дальнейшей сборки изделия.
- Кусок пластика нужно разместить также между драйвером и платой. Это позволяет избежать замыкания. При этом можно использовать и картон, ведь светодиодная лампа не греется. После этого конструкция собирается, а прибор вкручивается в патрон и проверяется на работоспособность.
После сборки нужно проверить работоспособность устройства
Мощность такой лампы составляет примерно 3 Ватта. Прибор подключается в сети с напряжением в 220 В и обеспечивает яркое освещение. Лампа эффективна в качестве вспомогательного источника света. На основе этого примера изготовления своими руками легко создать более мощные конструкции.
Делаем драйвер
Устройство стабилизации тока и источник постоянного напряжения — драйвер — присутствует в конструкции лампы, подключаемой к сети с напряжением в 220 В. Без него невозможно создание источника света, а изготовить такой элемент можно своими руками. Для этого следует аккуратно разобрать лампу, отрезать провода, ведущие к цоколю и к стеклянным колбам. При этом стоит учесть, что один из окольных проводов может иметь резистор. В таком случае отрезать элемент следует за резистором, так как он нужен при создании драйвера.
После отсечения проводов остается такая деталь
Каждый вариант платы отличается в зависимости от производителя, мощности устройства и других особенностей. Для светодиодов мощностью 10 Вт нет необходимости переделывать драйвер. Если же лампа отличается интенсивностью потока света, то лучше всего взять преобразователь от прибора большей мощности. На дроссель лампы в 20 Вт следует намотать 18 витков эмальпровода, а затем подпаять его вывод к диодному мосту. Далее на лампу подаётся напряжение и проверяется мощность на выходе. Так можно создать изделие, характеристики которого соответствуют требованиям.
Видео: изготовление светодиодной лампы своими руками
https://youtube.com/watch?v=ZlP3mgKIzRw
Сделать светодиодную лампу на 220 В своими руками легко, но предварительно нужно определить необходимую мощность, схему и подобрать все элементы. Далее процесс не вызывает трудностей даже у начинающих мастеров. В результате получится экономичное и надёжное устройство для освещения любых помещений.
Как устроена светодиодная лампа на 220 В?
Это современный вариант LED-лампы, который производится по усовершенствованной технологии. Здесь светодиод цельный, имеется несколько кристаллов, поэтому не предполагается необходимость пайки множества контактов. Как правило, присоединяют только два контакта.
Таблица 1. Строение стандартной LED-лампы
| Элемент | Описание |
|---|---|
| Рассеиватель | Элемент в виде «юбочки», который способствует равномерному распределению светового потока, исходящего от светодиода. Чаще всего этот компонент изготавливают из бесцветного пластика или матового поликарбоната. |
| Чипы светодиодов | Это главные элементы современных лампочек. Часто их устанавливают в большом количестве (боле 10 штук). Тем не менее, точное число будет зависеть от мощности светового источника, габаритов и особенности радиатора для поглощения тепла. |
| Пластина из диэлектрика | Изготавливается на основе анодированных сплавов алюминия. Ведь такой материал лучшим образом выполняет функцию отвода тепла к системе охлаждения. Все это позволяет создать нормальную температуру для бесперебойного функционирования чипов. |
| Радиатор (охлаждающая система) | Способствует отведению тепла от пластины из диэлектрика, где находятся светодиоды. Для изготовления подобных элементов тоже используют сплавы алюминия. Только здесь еще заливают его в особые формы, чтобы получить пластины. Это способствует увеличению площади для отвода тепла. |
| Конденсатор | Сокращает импульс, который возникает при подаче напряжения от драйвера к кристаллам. |
| Драйвер | Устройство, которое способствует нормализации входного напряжения электросети. Без такой маленькой детали не получится сделать современную матрицу светодиода. Эти элементы могут быть выносного или встроенного типа. Тем не менее, практически все лампы имеют встроенные драйвера, которые находятся внутри устройства. |
| Основание из ПВХ | Это основание прижато к цоколю лампочки, благодаря чему защищает от поражения током электриков, которые выполняют замену изделия. |
| Цоколь | Требуется, для того чтобы подключить лампу к патрону. Чаще всего его изготавливают из прочного металла — латуни с дополнительным покрытием. Это позволяет увеличить срок использования изделия и защитить от ржавчины. |
Драйвер светодиодной лампочки
Еще одним отличием светодиодных ламп от других изделий является местонахождение зоны сильного нагрева. У других источников света происходит распространение тепла по всей внешней части, в то время как кристаллы светодиодов способствуют только нагреву внутренней платы. Именно поэтому возникает необходимость установки радиатора для быстрого отведения тепла.
Если возникает потребность сделать ремонт осветительного прибора с вышедшим из строя светодиодом, то его полностью заменяют. По внешнему виду эти лампы могут быть как круглыми, так и в виде цилиндра. К питанию они подключаются через цоколь (штырьковый или резьбовой).
Что дальше?
Как далее изготовить светодиодные лампы своими руками? Затем можно приступать непосредственно к сборке.
- Для этого алюминиевый диск кладется на подставку, так как светодиоды должны выступать за него. Элементы вставляются в отверстия таким образом, чтобы ножка катода с ножкой анода соседних светодиодов располагались рядом. Эта рекомендация позволит облегчить процесс пайки. Каково нормальное напряжение питания для такого источника света, как изготавливаемая светодиодная лампа своими руками? 12В – именно на такое напряжение в основном рассчитана подобная электротехническая продукция.
- Что делать далее? После того как все светодиоды окажутся на месте, можно приступать к проклейке. Заливать клеем их можно прямо до ножек, это позволит конструкции быть крепче. Прежде чем приступать к следующему шагу, необходимо дождаться, когда все полностью высохнет.
- Следующим этапом будет пайка светодиодов. Как отмечалось выше, анод одного должен находиться рядом с катодом другого, главное – не перепутать их. При большом количестве светодиодов рекомендуют спаивать по четыре последовательно соединенных элемента. Если брать отдельно такую 4-диодную цепь, то для удобства лучше у первого светодиода оставить более длинным анод, а у последнего – катод, так как эти ножки будут потом соединяться с питанием. Чтобы впоследствии не спутать плюс и минус, лучше всего плюсовые ножки оставлять более длинными, а минусовые делать покороче.
- После пайки светодиодов необходимо заняться подключением резисторов. Допустим, мы собираем лампу из 22 светодиодов. Исходя из этого, после пайки у нас должно получиться 6 длинных анодов и, соответственно, 6 более коротких катодов. Резисторы следует припаивать к катодам, но перед этим надо разобраться с плюсовыми ножками. Все шесть катодов необходимо соединить вместе. Сделать это требуется аккуратно, чтобы предотвратить замыкание положительных выводов на минус. После всех манипуляций мы должны получить плюсовой вывод со светодиодов и минусовой – с резисторов. К ним необходимо припаять небольшие куски медного провода, получится своего рода имитация цоколя. В заключение этого этапа рекомендуется заполнить места между катодами и анодами клеевым составом, дабы не допустить короткого замыкания, следствием которого наверняка будет ремонт светодиодных ламп своими руками.
Как подключить светодиод к сети 220 вольт
Светодиод – это разновидность полупроводниковых диодов с напряжением и током питания намного меньшим, чем в бытовой электросети. При прямом подключении в сеть 220 вольт, он мгновенно выйдет из строя.
Поэтому светоизлучающий диод обязательно подключается только через токоограничивающий элемент. Наиболее дешевыми и простыми в сборке является схемы с понижающим элементом в виде резистора или конденсатора.
Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:
- где:
- 0,75 – коэффициент надежности LED;
- U пит – это напряжения источника питания;
- U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток;
- I – номинальный ток, проходящий через него;
- R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока.
После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.
Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:
Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.
Важный момент, на который нужно обратить внимание при подключении светодиода в сеть переменного тока – это ограничение обратного напряжения. С этой задачей легко справляется любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее того, что течет в цепи. Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду
Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду.
Существует мнение, что можно обойтись без ограничения обратного напряжения, так как электрический пробой не вызывает повреждения светоизлучающего диода. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода.
Вместо кремниевого диода можно использовать второй светоизлучающий диод с аналогичным прямым током, который подключается обратной полярностью параллельно первому светодиоду. Отрицательной стороной схем с токоограничивающим резистором является необходимость в рассеивании большой мощности.
Эта проблема становится особо актуальной, в случае подключения нагрузки с большим потребляемым током. Решается данная проблема путем замены резистора на неполярный конденсатор, который в подобных схемах называют балластным или гасящим.
Включенный в сеть переменного тока неполярный конденсатор, ведет себя как сопротивление, но не рассеивает потребляемую мощность в виде тепла.
В данных схемах, при выключении питания, конденсатор остается не разряженным, что создает угрозу поражения электрическим током. Данная проблема легко решается путем подключения к конденсатору шунтирующего резистора мощностью 0,5 ватт с сопротивлением не менее 240 кОм.
Расчет резистора для светодиода
Во всех выше представленных схемах с токоограничивающим резистором расчет сопротивления производится согласно закону Ома:
R = U/I
- где:
- U – это напряжение питания;
- I – рабочий ток светодиода.
Рассеиваемая резистором мощность равна P = U * I.
Если планируется использовать схему в корпусе с низкой конвекцией, рекомендуется увеличить максимальное значение рассеиваемой резистором мощности на 30%.
Расчет гасящего конденсатора для светодиода
Расчёт ёмкости гасящего конденсатора (в мкФ) производится по следующей формуле:
C = 3200*I/U
- где:
- I – это ток нагрузки;
- U – напряжение питания.
Данная формула является упрощенной, но ее точности достаточно для последовательного подключения 1-5 слаботочных светодиодов.
Для защиты схемы от перепадов напряжения и импульсных помех, гасящий конденсатор нужно выбирать с рабочим напряжением не менее 400 В.
Конденсатор лучше использовать керамический типа К73–17 с рабочим напряжением более 400 В или его импортный аналог. Нельзя использовать электролитические (полярные) конденсаторы.
Схемы светодиодных ламп
Перед тем как начинать сборку светодиодной лампы, нужно выбрать одну из возможных схем. Существует несколько вариантов, все они имеют свои преимущества и недостатки. Также всё зависит от цели изготовления светильника. Одна из самых распространённых схем включает в себя диодный мост и 4 светодиода.
Светодиодный элемент
Если в доме есть сломанный LED светильник, с него можно взять недостающие детали. Но прежде чем переставить какие-либо элементы, необходимо проверить их на корректность работы, используя аккумулятор на 12В. Вышедшие из строя детали следует изъять. Для этого нужно взять паяльник и распаять контакты, убрав сгоревшие диоды.
Рис.3 – готовая площадка с LED-элементами.
Не стоит забывать о соблюдении чередования катодов и диодов, крепящихся последовательно. Если проводится замена 2-3 чипов, их можно припаять на те же участки, где стояли сгоревшие чипы. Далее в ряд устанавливается около 10 диодов с соблюдением полярности. Также нужно проследить, чтобы спаянные концы не прикасались друг к другу. В противном случае при включении это приведет к короткому замыканию.
Схема преобразователя с диодным мостом
Как уже говорилось выше, схема включает в себя 4 светодиода, подключающихся разнонаправленно. Именно поэтому мост может трансформировать ток 220В в пульсирующий. Подобное происходит в процессе перехода по 2 чипам синусоидных волн.
Рис.4 – схема с диодным мостом.
Полярность утрачивается за счет их изменения. В процессе сборки к выходу с плюсом перед мостом нужно подключить конденсатор. Еще один должен находиться позади моста. Он будет выполнять сглаживающую функцию при перепадах напряжения.
Схемы для более мягкого свечения
Если перед мастером стоит задача избавиться от мерцания, которое свойственно практически всем светодиодным лампочкам, в схему нужно включить несколько дополнительных элементов. В целом в неё должны входить конденсаторы, резисторы и диодный мост.
Для защиты лампы от скачков напряжения в сети в начало схемы устанавливается резистор на 100 Ом, после стоит конденсатор на 400 нФ, далее монтируется мост, за ним резистор. Последними в цепь включают светодиоды.
