Unitas.ru

Сантехника водопровод
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Блоки питания для светодиодных светильников: выбор

Блоки питания для светодиодных светильников: выбор

Светодиоды обладают большими преимуществами по сравнению с обычными лампами накаливания и с люминесцентными лампами, благодаря чему находят все большее применение в осветительной аппаратуре. Большинство светодиодных ламп оснащены схемой питания и их можно включать напрямую в сеть с напряжением 220 В, но есть и модели, рабочее напряжение которых должно быть 12 или 24 В. Для таких предусмотрены блоки питания для светодиодных светильников, которые входят в комплект или покупаются отдельно.

Установка светодиодных ламп 12v в люстре вместо галогеновых

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна

Сейчас на рынке продаётся большое количество люстр с галогеновыми лампами 12v и всё бы хорошо, но некоторые хотят сэкономить на электроэнергии или предпочитают нейтральный белый свет жёлтому. Казалось бы, всё просто, нужно купить светодиодные лампы с таким же цоколем, как у галогенных ламп, установить их и люстра будет прекрасно работать. Но здесь кроется одна проблема, которая всплывает после установки светодиодных ламп. Давайте разберёмся, как обойти проблемы при замене ламп.

Почему установить светодиодные лампы непросто?

Сразу хочу написать, что всё, что описано в этой статье имеет отношение лишь к люстрам, в которых используются галогеновые лампы с рабочим напряжением 12в.

Дело в том, что в люстрах с лампочками на 12 вольт, используются трансформаторы (или блоки питания, называйте как хотите), которые преобразуют переменный ток 220 вольт нашей электрической сети в переменный ток 12 вольт, который нужен для галогеновых лампочек. При этом напряжения на выходе не стабилизировано. А для светодиодных ламп нужно стабилизированное постоянное напряжение. Уже этот факт у многих вызывает проблемы. Например, возможны мерцания светодиодных ламп заметных человеческому глазу, что случилось и в моём случае. Поверьте, это неприятно.

Вторая проблема, с которой вы можете столкнуться, может возникнуть из-за низкого энергопотребления светодиодных ламп. Дело в том, что некоторые трансформаторы автоматически отключаются, если потребляемая нагрузка слишком мала, а это как раз наш случай. Например, мощность одной галогеновой лампы, больше чем мощность десяти светодиодных ламп (мощность галогеновой лампы – 20 ватт, а светодиодной – 1,5 ватт). В моём случае такого не произошло, но не пугайтесь, если после замены ламп, люстра будет гаснуть или мигать.

И третья проблема, с которой столкнулся я, очень странная, но будьте готовы к такому повороту событий. Дело в том, что у меня люстра с пультом управления, и когда я поменял все лампы на светодиодные, то пульт управления мог только включить лампы, а погасить или поменять режим — нет. В общем можно сказать, что пульт работать перестал. Как только я вернул несколько галогеновых ламп (только часть) на место, пульт заработал (на картинке видно, что галогеновые лампы дают жёлтый свет). Я думаю, это происходит опять из-за недостаточной нагрузки.

Галогеновые лампы вместе со светодиодными в люстре

Замена трансформаторов

Случай со смешанным типом ламп мне не подходит, поэтому я решил, заменить трансформаторы галогеновых ламп на блоки питания для светодиодных ламп. Я открыл люстру и обнаружил внутри 3 трансформатора для галогенных ламп (один трансформатор 160 ватт на одну группу ламп и два других на вторую группу ламп), 1 блок управления и 1 блок для управления за светодиодной подсветкой (люстра может мигать красным и синим светом).

Читайте так же:
Регулятор тока для светильника

Внутренности люстры: трансформаторы галогеновых ламп

Теперь нужно подсчитать суммарную нагрузку на блок питания. У меня в люстре есть две группы ламп 8 и 9, при мощности светодиодной лампы 1,5 ватт, получается, соответственно, 12 и 13,5 ватт. Также помните, что после установки блока питания ни в коем случае нельзя вставлять в люстру галогеновые лампы!

Я приобрёл в магазине пару источников постоянного напряжения 12 в Navigator выдерживающих нагрузку до 15 ватт и подходящих мне по габаритам (поместятся внутрь люстры), см. картинку. Кроме основной функции такой блок питания защищает от короткого замыкания, скачков напряжения и перегрузки.

Источник постоянного напряжения 12 вольт Navigator

Затем я выпаял провода из трансформаторов (см. первое фото снизу), поскольку раскручивать скрутки мне не хотелось, и подключил их к блокам питания Navigator, через клеммные колодки (см. второе фото снизу). Если выпаять провода вы не можете, по какой либо причине, то можно просто перекусить провода.

Разобранный трансформатор для галогеновых ламп

Блок питания для светодиодных ламп Navigator

После того как я заменил трансформаторы галогеновых ламп на блоки питания для LED ламп, я избавился от двух проблем: светодиоды перестали мерцать и люстра стала исправно работать с пульта управления. В итоге внутренности моей люстры стали выглядеть так.

Внутренности люстры с блоками питания для светодиодных ламп

И всё это естественно уместилось внутри люстры.

Внутренности люстры после переделки для работы со светодиодами LED

Внешний вид люстры со светодиодными лампами

В моей люстре используются цоколи G4 и я нашёл светодиодные лампы почти схожего размера с галогенными. Это лампочки LUNA LED G4 1.5W 4000K 12V в силиконовом корпусе.

Светодиодная лампа LED с цоколем G4 и силиконовым корпусом

По размеру эта светодиодная лампочка немного больше, чем галогеновая. И кому то может не понравиться, как выглядят плафоны в выключенном состоянии, но мне показалось нормально. Ниже на фотографиях вы можете увидеть, как выглядит плафон с галогеновой лампой и светодиодной.

Плафон с галогеновой лампой с цоколем G4

Плафон со светодиодной лампой с цоколем G4

А когда люстра включена, вы по любому не увидите, светодиоды горят или галогенные лампы.

Люстра после установки светодиодных ламп вместо галогеновых ламп

Стоит ли менять галогеновые лампы на светодиодные лампы?

Итак, подведём итог все проделанной работе. Итого на модернизацию люстры я потратил 2053,50 руб. (17 LED ламп по 80 руб. + доставка 100 руб. + источники постоянного тока 593,50 руб.) и пару часов работы. И теперь моя люстра стала энергосберегающей и светит нейтральным белым светом, как я и хотел. Для меня решающим фактором стал цвет, а другим может понравиться экономичность (25,5 Вт в сумме для светодиодов против 340 Вт для галогенок) и время жизни светодиодов (30000 часов для светодиодов против 4000 часов для галогенных ламп). Но учтите, что галогеновая лампа 20 ватт светит примерно в два раза ярче, чем светодиодная лампа 1,5 ватт (300-440 люмен для галогеновых ламп 20 ватт против 150-230 люмен для светодиодных ламп 1,5 ватт). Если яркости не хватает, можно использовать более мощные лампы, например, 2,5 ватт, но физический размер таких ламп будет больше. Это нужно учитывать, т.к. лампа должна поместиться внутрь плафона.

Читайте так же:
Ток светодиодного светильника 200 вт

Схемы питания светодиодов

Использование светодиодов для освещения и индикации — это надежное и экономичное решение. Светодиоды имеют очень высокий КПД, надежны, экономичны, безопасны, долговечны в сравнении с лампами накаливания и люминесцентными лампами. В данной статье рассматриваются способы включения светодиодов.

Описываются способы питания светодиода от компьютера, блока питания или прямо от бытовой сети переменного тока (розетки).

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод — это, во-первых, диод. И точно так же как у обычного диода, у светодиода есть два вывода (контакта питания): анод (плюс) и катод (минус). Это связано с тем, что светодиод является полупроводником, то есть, проводит электрический ток только в одну сторону (от анода к катоду), и не проводит в обратную (от катода к аноду).

Итак, для того, чтобы светодиод засветился, надо пропускать через него электрический ток в направлении от анода к катоду. Для этого следует подать на его анод положительное, а на катод — отрицательное напряжение.

Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода. Причина сего поведения кроется в следующем. Выражаясь простым языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять значительную мощность, которую физически не способен выдержать.

Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.

Какие бывают светодиоды

Во-первых, светодиоды можно разделить по цветам: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Большинство современных светодиодов выполнено из бесцветного прозрачного пластика, поэтому невозможно определить цвет светодиода не включив его.

Во-вторых, светодиоды можно разделить по номинальному току потребления. Широко распространены модели с током потребления 10 миллиампер (мА) и 20 мА. Следует помнить, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток. Именно поэтому мы вынуждены использовать ограничительные резисторы.

В-третьих, светодиоды можно разделить по такому параметру, как падение напряжения в открытом состоянии при номинальном токе. Несмотря на то, что про этот параметр часто забывают — его влияние весьма и весьма значительно. Благодаря этому параметру иногда можно избавиться от ограничивающего резистора.

Параметры светодиодов

Номинальный прямой ток — это электрический ток, который мы должны пропускать через светодиод. Слово прямой уточняет, что речь идет о токе, текущем от анода к катоду. Слово номинальный говорит о том, что при таком токе светодиод будет исправно работать отведенный для него срок жизни и больше. Для перестраховки при расчете схемы можно принять номинальный ток на 5…10 % ниже, чем рекомендуемый производителем. Это незначительно снизит яркость свечения светодиода, зато в разы повысит его надежность и долговечность.

Падение напряжения при номинальном прямом токе — это напряжение между катодом и анодом, действующее при пропускании через светодиод номинального тока.
Этот параметр может значительно повлиять на схему подключения светодиода. Например, невозможно запитать светодиод с падением напряжения 3,2 вольт от двух аккумуляторов с напряжением по 1,2 вольт или от одного с напряжением 2,5 вольт.
Итак, для питания светодиода необходим источник питания, выдающий напряжение не меньше, чем падение напряжения при номинальном токе.

Читайте так же:
Провода для светильников эра

Подключаем светодиод к компьютеру

Светодиод(ы) можно подключить к компьютеру разными способами.

Для подключения светодиодов в качестве простого освещения удобно использовать разъемы блока питания, выдающие 5 и 12 вольт. Для подключения светодиодов в качестве светомузыки удобно использовать LPT порт компьютера.

Подключение светодиодов к блоку питания

Блок питания компьютера — это замечательный источник питания для светодиода или линейки из светодиодов, поскольку он вырабатывает стабилизированное напряжение +5 вольт (В) и +12 В.

Итак, разъем имеет четыре контакта, к которым подходят четыре же провода: два из них черные — это «ноль», один красный выдает напряжение +5 вольт, и один желтый выдает +12 вольт.

Рассмотрим схему подключения одного светодиода.

Схемы питания светодиодов

При питании от 5 В последовательно со светодиодом необходимо включить ограничительный резистор номиналом от 100 до 200 Ом.

Схемы питания светодиодов

При питании от 12 В последовательно со светодиодом требуется включить ограничительный резистор номиналом от 400 до 900 Ом.

Рассмотрим схему подключения двух светодиодов.

светодиод

При питании двух светодиодов от 5 вольт, в схему надо включить резистор до 100 Ом. Некоторые светодиоды в такой схеме будут светиться слишком тускло.

светодиод

При питании двух светодиодов от 12 В, в схему надо включить резистор от 250 до 600 Ом.

Рассмотрим схему подключения трех и четырех светодиодов.

светодиод

При питании трех светодиодов от 12 В, следует использовать резистор номиналом от 100 до 250 Ом.

светодиод

Некоторые светодиоды в такой схеме включения будут светиться слишком тускло.

Выше приведены схемы последовательного включения светодиодов. Существуют также способы параллельного включения светодиодов, однако они не экономичны и небезопасны, как для блока питания, так и для светодиодов. Кроме того, схемы параллельного включения сложны в расчетах, излишне требовательны к источнику питания, наконец, просто глупы, поэтому такие схемы здесь не приведены.

Подключение светодиодов к LPT порту

светодиод

При питании светодиода от порта LPT последовательно со светодиодом можно включить резистор номиналом до 100 Ом. В большинстве случаев, при питании светодиода от LPT порта резистор бывает не нужен. LPT порт предварительно должен быть переведен в режим EPP.

Подключение светодиода к сети 220 вольт (к розетке)

Внимание! При подключении светодиодов к сети питания 220 вольт следует строго соблюдать меры по обеспечению электробезопасности.

светодиод

При подключении светодиода к бытовой электросети переменного тока следует использовать ограничительный резистор номиналом 15 кОм для тока 10 мА или 30 кОм для тока 20 мА. Для дополнительной защиты светодиода в цепь можно дополнительно включить обычный диод. В этой схеме светодиод будет светиться лишь в полсилы.

Схемы питания светодиодов 1

В этой схеме светодиоды будут светиться в полную силу.

Обе схемы позволяют последовательно включить огромное количество светодиодов (до 70 штук).

Следует осознавать, что подключение светодиодов к розетке 220 В создает повышенную опасность поражения электрическим током.

Читайте так же:
При выключении выключателя горят светодиодные светильники

Универсальная методика расчета схемы питания светодиодов

Как выбрать токоограничивающий резистор?

Для того чтобы ограничить ток, текущий через светодиод, применяют ограничительные резисторы. Как правило, номинал ограничительного резистора можно выбрать ориентировочно из рекомендуемого диапазона. Ниже приведен точный способ расчета номинального сопротивления резистора.

Расчет схемы для одного светодиода

За основу берется следующая схема:

светодиод

Резистор выбирается по формуле:

Схемы питания светодиодов 2

Здесь R — сопротивление резистора, U — напряжение питания, dU — падение напряжения, I — номинальный ток светодиода. Например, при напряжении питания 5 вольт, падении напряжения 3,15 вольт и номинальном токе 0,020 ампера (или 20 миллиампер) последовательно со светодиодом необходимо установить сопротивление номиналом 100 Ом:

Схемы питания светодиодов 3

Расчет схемы для нескольких светодиодов

При последовательном включении нескольких светодиодов формула расчета не меняется. Однако вместо падения напряжения на одном светодиоде dU, в формулу следует подставить сумму падений напряжения каждого светодиода.

Отсюда вытекает следующее свойство последовательного включения светодиодов. При последовательном включении светодиодов все светодиоды должны быть рассчитаны наодинаковый номинальный ток (10 мА, 15 мА, 20 мА), однако номинальное падение напряжения этих светодиодов может быть разным.

Пример:

светодиод

Подключаем последовательно 2 светодиода к источнику питания 12 вольт. Оба светодиода имеют номинальный ток 20 мА. Падение напряжения на первом — 2,5 В, на втором — 3,2 В.

Технические характеристики настольной LED-лампы

Важно правильно подобрать светодиодную настольную лампу для школьника.

Характеристики во многом зависят от модели и производителя.

  • Питающее напряжение в среднем от 12 до 220 В. Чаще всего используется сеть постоянного тока 12 В, но благодаря мощным драйверам имеется возможность использовать светильник в переменном напряжении 220 В.
  • Потребляемая мощность в диапазоне от 3 до 28 Вт. Мощность может сильно не отличаться, например, от светильников для ванной комнаты.
  • Световой поток варьируется от 70 до 85 лм/Вт. Для светильников для натяжных потолков данный показатель будет выше и будет составлять 90 лм/Вт. На каждый ватт диод выдаёт почти в 10 раз больше светового потока, чем обычная лампа накаливания.
  • Цветовая температура. Её показатель варьируется от 2700 К до 7000 К. Благодаря светодиодным кристаллам доступны следующие варианты цвета освещения: тёплый белый (2700-3200 К), дневной (3500-5000 К) и холодный белый (5000-7000 К). Данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе.
  • Свет излучается в одну сторону и в малом секторе. Для увеличения используются рассеиватели из матированных поликарбонатов. Можно также использовать несколько диодов, направленных под разными углами.
  • Регулировка яркости регулируется с помощью диммера (затемнителя), если он имеется. Он производит питание в виде импульсов. Чем меньше частота импульса, тем диод тусклее, чем выше, тем он ярче. Частота мигания незаметна, так как она составляет около 200-300 кГц.
  • Светодиодные источники света могут работать при температуре от -40 до +40. Это даёт возможность их использовать вместо других, более вредных, натриевых, газоразрядных или ртутных светильников.
  • В основном степень защиты IP 54 – высокий уровень защиты от пыли, а также защита от дождя и брызг.

Неисправности с электропроводкой

Почему светодиодная лампа светится после выключения, даже если не используется кнопка с подсветкой?

Читайте так же:
Подключение светильника три провода с выключателем

Возможно, при монтаже электропроводки изначально была допущена погрешность и к выключателю вместо фазы подводится ноль, тогда после отключения выключателя проводка всё равно остаётся «под фазой».

Подобную сложившуюся ситуацию необходимо сразу ликвидировать, поскольку даже при плановой замене лампы можно получить чувствительный удар электрическим током. Любой минимальный контакт с «землёй» в данной ситуации будет вызывать слабое свечениесветодиодов.

Почему она светит?

Принцип работы светодиодной лампы основан на гораздо более сложных физических процессах, чем той, которая испускает свет посредством раскаленной металлической нити. Он настолько интересен, что есть смысл познакомиться с ним поближе. В его основе феномен испускания света, возникающем в точке соприкосновения двух разнородных веществ при прохождении через них электрического тока.

Полупроводник

устройство светодиода

Самое парадоксальное в этом то, что материалы, используемые для провокации эффекта излучения света, вообще не проводят электрического тока. Один из них, например, кремний – вещество вездесущее и перманентно попираемое нашими ногами. Эти материалы пропустят ток, да и то в одну сторону (потому они и названы полупроводниками), только если их соединить вместе. Для этого в одном из них должны преобладать положительно заряженные ионы (дырки), а в другом – отрицательные (электроны). Их наличие или отсутствие зависит от внутренней (атомной) структуры вещества и неспециалисту не стоит заморачиваться вопросом разгадывания их природы.
Возникновение электрического тока в соединении веществ с преобладанием дырок или электронов – только половина дела. Процесс перехода одного в другое сопровождается выделением энергии в виде тепла. Но в середине прошлого века были найдены такие механические соединения веществ, у которых выделение энергии сопровождалось еще и свечением. В электронике устройство, которое пропускает ток в одном направлении, принято называть диодом. Полупроводниковые приборы, созданные на основе материалов, которые умеют испускать свет, названы светодиодами.
Первоначально эффект испускания фотонов из соединения полупроводников был возможен лишь в узкой части спектра. Они светились красным, зеленым или желтым. Сила этого свечения была чрезвычайно мала. Светодиод использовался лишь как индикаторная лампа очень долго. Но сейчас найдены материалы, соединение которых излучает свет гораздо большей силы и в широком диапазоне, почти полном видимом спектре. Почти, потому что какая-то длина волны в их свечении преобладает. Поэтому есть лампы с преобладанием синего (холодного) и желтого или красного (теплого) свечения.

Теперь, когда вам в общих чертах понятен принцип работы светодиодной лампы, можно перейти к ответу на вопрос про устройство светодиодных ламп на 220 В.

Выводы

Короче говоря, светодиоды — лучший вариант, когда дело доходит до выбора освещения для вашей уличной обстановки. Если учесть рабочую температуру, большинство светодиодных фонарей будут работать правильно.

Независимо от того, устанавливаете ли вы светильники при высоких или низких температурах, светодиодные фонари будут работать должным образом. Только при очень высоких температурах светильники могут быть повреждены, и следует принимать меры предосторожности, чтобы минимизировать сокращение срока службы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector