Схема подключения светодиодного светильника

Содержание

Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В

Схема подключения светодиодного светильника

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В.

Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение.

Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

  • 1. Типы схем
  • 2. Обозначение на схеме
  • 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
  • 4. Подключение к постоянному напряжению
  • 5. Самый простой низковольтный драйвер
  • 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
  • 7. Включение 1 диода
  • 8. Параллельное подключение
  • 9. Последовательное подключение
  • 10. Подключение RGB LED
  • 11. Включение COB диодов
  • 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
  • 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
  • 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

В первом варианте применяется специализированный  источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения  необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

  • снижение напряжения на одном LED;
  • номинальный рабочий ток;
  • количество LED в цепи;
  • количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления.

Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и  затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться.

Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены.  Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

  1. простая на гасящем конденсаторе;
  2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется.

Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают.

Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а  в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была  не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера.

Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока.

Единственное нельзя превышать указанную  мощность.

Подключение к постоянному напряжению

..

Далее будут рассмотрены  схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный  полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:

  1. 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
  2. 5В – зарядные устройства с USB;
  3. 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
  4. 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.

Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие.  Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.

Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении  желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность.

Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся.

На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа  рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.  В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

  1. светодиодные лампах для дома;
  2. led светильники;
  3. новогодние гирлянды на 220В;
  4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление.  Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов  белого света, поэтому имеет 6 ножек.  То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

Правила подключения led светильников к выключателю

Схема подключения светодиодного светильника

Любые ремонтные работы в жилом, офисном, торговом помещении сопровождаются электромонтажом, в том числе подключением led светильников и выключателей. Последовательность соответствующих действий в разных ситуациях может отличаться. Обычно во внимание берется класс подключаемого устройства, тип коммутатора.

Одноклавишный выключатель при создании системы освещения?

Перед началом работ желательно изучить схему подключения и специфику выбранного изделия. В некоторых ситуациях целесообразно использовать одноклавишный, двух и трех клавишный выключатель.

Соответствующие механизмы требуют соблюдения определенных правил электромонтажа. Если говорить о первом варианте – он самый простой.

Например, чтобы подключить светодиодный светильник от одного выключателя, необходимо:

  • Выполнить подвод фазного и нулевого провода (питание 220 вольт), в идеале от отдельного «автомата»;
  • Отключить напряжение перед началом электромонтажных работ (удостовериться в этом посредством мультиметра или индикаторной отвертки);
  • Зачистить провода (оголить жилу не более 5-7 мм);
  • Снять с выключателя клавишу (обычно достаточно поддеть его отверткой);
  • Корпус устройства зафиксировать в монтажной коробке на стене;
  • Внутри основания найти и подключить два контакта.

Отметим, что все электромонтажные работы по подключению трековых led светильников для магазина одежды, люминесцентных, галогенных или ламп накаливания необходимо выполнять с соблюдением ПУЭ. В итоге должно получиться так, чтобы выключатель был установлен в разрыв фазного провода.

Работа с двухклавишным выключателем для спотов

Отличие устройства от первого варианта заключается в наличии двух перекидных контактов в одном корпусе. Принципиально последовательность действий идентична вышеописанной методике. Разница состоит исключительно в числе подсоединяемых к верхней клемме проводов. Устанавливая светодиодный светильник, желательно учитывать такие нюансы:

  • Подвод фазного провода выполняется к нижней клемме;
  • Сверху находятся клеммы для проводов, ведущих к отдельной группе источников освещения.

В подключенном состоянии двухклавишный выключатель позволяет активировать по отдельности каждый контур или задействовать сразу два.

Создание бра подсветки через розетку

Если изначально проектом светильник, как и проводка под него в определенном месте, не были предусмотрены, запитать его получится от простой розетки.

Соответствующий накладной выключатель допускается фиксировать на стене. Для этого потребуется выполнить подвод фазного и нулевого провода (если последний не подведен к светильникам).

Процедуру подключения можно представить в виде нескольких тезисов: 

  • Индикаторной отверткой определяется фазный провод в розетке, который будет использоваться для подключения выключателя
  • Монтируется сам выключатель
  • Отключается «автомат», питающий розетку (факт отсутствия напряжения лучше проверить индикаторной отверткой)
  • Снимается декоративная накладка розетки, к фазному контакту подсоединяется провод от выключателя, нулю – от светильника (с верхней клеммы выключателя провод также идет на светильник).

С целью получения эстетичного вида, электрический кабель можно помещать в соответствующий пластиковый короб или гофру.

Подключение точечного светильника потолочного

Подвесные светильники led допускается питать как от 220, так и 12 вольт. В последнем случае потребуется использование трансформатора. Необходимая схема выбирается исходя из типа применяемого источника освещения, его мощности, технических характеристик. Отметим, что порядок его коммутации мало чем отличается от стандартных методик.

Дизайнерский светильник без блока питания

Многие современные светодиодные устройства рассчитаны на работу от бытовой сети. Это достигается благодаря использованию интегрированного в конструкцию электронного преобразователя, выдающего пониженное напряжение. Схема подключения подобных светильников аналогична вариантам обычного исполнения.

Светодиодный потолочный светильник с блоком питания

В этом случае используется понижающий трансформатор, преобразующий 220 вольт в 12 вольт. Упрощенно устройство называют блоком питания. Сегодня в продаже существуют варианты, рассчитанные на работу с разной мощностью и напряжением.

Отметим, что если необходима коммутация 2 и более точек, установка БП выполняется за выключателем. Более детально с принципом можно ознакомиться по схеме. Обычно в блоке питания выполняется защита от КЗ, реализована возможность плавного нарастания напряжения.

Устройство выгодно выделяется минимальным уровнем шума.

Светодиодные ленты и светильники

Принцип коммутации идентичен всем вышеописанным способам. Внимание следует обратить разве что на специфику подключения светильника и светодиодной ленты. С этой целью может потребоваться преобразователь напряжения или драйвер.

Как и с вариантом точечных устройств, установка блока питания выполняется за выключателем. Каждая лента или прибор подсоединяются к собственному преобразователю.

Подобный нюанс позволяет управлять конкретным устройством независимо от других.

Подключение трехклавишного выключателя к led светильнику

Вначале следует разобраться с группами нагрузок. В самом простом случае – это три контура с отдельными лампами. Допускается группировать несколько светильников на одной линии, подсоединенных между собою параллельно.

Каждая группа подключается к своей верхней клемме выключателя. Принцип схож, как и с одноклавишным или двухклавишным выключателем.

Перед началом работы необходимо внимательно изучить исходные данные, количество потребителей, их характеристики, вид коммутации и управляющего устройства.

Простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)

Схема подключения светодиодного светильника

Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:

  1. Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
  2. Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.

Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.

В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.

Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.

Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:

R = (Uвх — ULED) / I

А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:

P = (Uвх — ULED)2 / R

где Uвх = 220 В, ULED — прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=Uвх/I, I — ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.

Пример расчета балластного резистора

Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:

R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)

P = (220В)2/11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)

Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.

Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.

Сопротивление резистора, кОмАмплитудное значение тока через светодиод, мАСредний ток светодиода, мАСредний ток резистора, мАМощность резистора, Вт
437.22.551.1
24134.592
22145102.2
12269184
103111224.8
7.54115296.5
4.372255111.3
2.21415010022

Как устроен светодиод

Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.

    Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:

  1. катод;
  2. короче.

Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.

Как устроен светодиод? Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с нетокопроводящими свойствами.

На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.

Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.

Внизу корпуса может быть расположен алюминиевый или латунный поясок, служащий радиатором для отвода тепла, выделяемого при прохождении электрического тока.

Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.

Свечение в полупроводниковом кристалле возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Область p-n-перехода, образуется контактом двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра были разработаны еще в 60-х — 70-х годах прошлого столетия. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации.

По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Долго не существовало светодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.

Цвет светодиода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника и легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.

Голубые светодиоды удалось изготовить на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. Однако, у светодиодов на основе SiC оказался слишком мал КПД и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару).

У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегревались из-за большого сопротивления и оказались недолговечны. Первый голубой светодиод удалось изготовить на основе пленок нитрида галлия на сапфировой подложке.

Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться).

Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%. Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.

Белый света от светодиодов можно получить несколькими способами. Первый — смешать цвета по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например, линзы. В результате получается белый свет.

Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. По принципу люминесцентной лампы.

Третий способ — это когда желто-зеленый или зелено-красный люминофор наносятся на голубой светодиод. При этом два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

Подключение светодиодного светильника с тремя контактами

Постараемся разобраться, как подключить светодиодный светильник, если у него три провода. Перед началом монтажа, советуем прочитать инструкцию, паспорт устройства, в котором помечены значения трех контактов. Для удобства монтажа провода различаются цветами: нулевой обозначается синим, провод заземления — желтым. Фазный обозначается отличным от двух остальных цветов.

  1. Соединяем синий нулевой провод лампы с нулевым из распределительной коробки;
  2. Фазный провод из распределительной коробки соединяем с выключателем, проводим провод под ним и соединяем с фазным проводом светильника.

Соединять безопаснее при помощи специальных клеммных зажимов.

Будьте осторожны! Не применяйте для изоляции ПВХ-ленты – со временем они усыхают, качество изоляции ухудшается. Это чревато опасным последствиями, в том числе коротким замыканием.

Напряжение питания светодиодов

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.

Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.

В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.

Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.

Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.

В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.

Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Преимущества использования светодиодных ламп по сравнению с газосветными

Как заявляет производитель, среднее время работы светодиодной лампы доходит до тридцати тысяч часов, но все-таки это будет зависеть от качества конструкции, а именно микросхемы и внутренних световых элементов.

При любых обстоятельствах, установка светодиодной лампы Т8 с целью замены газосветной лампы, целесообразна по таким причинам:

Устройство и схема подключения светодиодного светильника

Схема подключения светодиодного светильника

Если вы хотите снизить финансовые затраты на электроэнергию, пожалуй самым эффективным способом будет являться переход с ламп накаливания или галогенных ламп на использование специальных светодиодов. Энергопотребление таких ламп по сравнению с лампами накаливания будет во много раз меньше, тогда как световой поток останется неизменным.

Если сравнивать светодиоды с люминесцентными энергосберегающими лампами, превосходство также будет на их стороне — срок службы таких ламп существенно больше. Если вы заботитесь об экологии окружающей среды, светодиодные источники света также будут здесь на первом месте.

Достоинства светодиодных ламп

Исходя из вышестоящего текста, светодиоды обладают такими достоинствами как экономичность, долгий срок службы и отсутствие негативного влияния на экологию планеты и человека.

К этому можно добавить компактность таких ламп, простоту установки, а также отсутствие нагрева лампы во время работы.

Светодиодные лампы обладают самыми лучшими характеристиками среди других популярных на сегодняшний момент.

Единственный недостаток, свойственный светодиодным лампам, часто сдерживающий человека от их покупки — цена. Качественный светодиодный источник света стоит гораздо дороже аналогов, однако тенденция снижения цен на рынке на светодиодную продукцию уже наметилась.

Цены на светодиоды постепенно снижаются, благодаря этому они становятся доступными для любого человека. Светодиоды можно заказать в интернете, на популярных сейчас китайских аукционах, по довольно низкой цене.

Такие лампы излучают свет как обычная 75 Вт лампочка, а потребляют энергии всего 5 Ватт.

Устройство светодиодной лампы (светильника)

Строение светодиодного светильника довольно просто: несколько светодиодов и корпус со специальным отражателем.

Для охлаждения светодиодов в лампе присутствует специальный радиатор, в месте соприкосновения которого со светодиодом проложен слой термопасты, улучшающей контакт, а также отвод тепла.

Если светодиод перегреется, поломки лампы не избежать, поэтому при ее установке обязательно оставляйте свободное незамкнутое пространство вокруг радиатора. Также нельзя устанавливать светодиодную лампу возле нагревающихся поверхностей и приборов.

Общая мощность светильника будет равна сумме мощности всех входящих в нее светодиодов. Светодиодов может быть как совсем небольшое количество, например один, так и несколько десятков. Все эти светодиоды включены в общую электрическую цепь и управляются специально собранной схемой, подключенной через блок питания.

Светодиодная лампа мощностью 220 В состоит из нескольких светодиодов, которые защищены пластиковой колбой или светорассеивателем. К патрону подключена электронная схема преобразования тока. Радиатор для отвода тепла установлен под светодиодом.

Функциональность светодиодной лампы

Для возможности регулировать яркость светового потока и подключения диммера, нужно приобрести специальные светодиодные лампы с возможностью такой регулировки, а также специальные регуляторы.

Обратите внимание также на тип цоколя (патрона), он должен подходить к выбранным вами корпусам (светильникам). Для удобства поика нужных ламп для замены в дальнейшем, можно сохранить упаковку.

Подключение светодиодного светильника

Для работы светодиодов нужен постоянный ток.

Если вы покупаете светильник для использования в стандартной квартире или доме с рабочим напряжением сети 220 В, вам нужно искать светодиодную лампу, на упаковке которой будет указана мощность 220 В.

Это означает, что схема блока питания уже встроена в лампу и она подключается напрямую к вашей электросети по схеме подключения светильника (люстры).

Если же на упаковке светодиодной лампы указано значение 12 или 24 В, это означает, что для нормальной ее работы нужен преобразователь напряжения. Для этого возможно использовать специальный заводской блок питания, продающийся в специализированных отделах. Такой блок прослужит вам долгое время, он безопасен и надежен.

Если вы решили приобрести такой блок, обратите внимание на необходимую для ваших светодиодных ламп величину входного напряжения — 12 или 24 Вольта и максимально допустимую величину тока — 350 mA, 700 mA или другие значения.

Все необходимые данные можно посмотреть на упаковке светильника или в инструкции. Мощность блока питания должна быть с запасом, не менее чем 20%. Для правильного подсчета мощности следует mA умножить на 1000 (для перевода в Амперы), а затем амперы умножить на рабочее напряжение. Таким образом вы получите число, составляющее потребляемую мощность вашего светодиодного светильника.

Перед подключением лампы следует убедиться в том, что блок питания отключен от электросети, иначе поломки не избежать.

Произведите подключение к источнику питания, строго соблюдая полярность.

Подключение нескольких светодиодных светильников

Можно подключить несколько светодиодных ламп к одному блоку питания, для этого потребуется соединить их параллельно, плюсовые провода от всех светильников подключаются к «плюсу» блока питания, а к «минусу»- минусовые выводы (используйте схему).

Обязательно нужно помнить, что мощность всех светильников, которые вы подключаете к одному блоку питания, не должны превышать его мощности. Также внимание следует обратить на сечение используемых электрических проводов — оно должно быть достаточным для прохождения соответствующей силы тока.

Однако если вы хотите использовать светодиодные лампочки в своем доме или квартире, лучшим вариантом будет приобрести лампу, подходящую к вашему рабочему напряжению. Подключение такого встраиваемого светильника не составит для вас никакого труда и займет минимальное количество времени.

Как подключить светодиодный светильник: крепление, схема подсоединения к сети

Схема подключения светодиодного светильника

Светодиодные лампы стремительно набирают популярность, обусловлено это большим количеством достоинств в сравнении с аналогами: экономичность и экологичность использования, длительный срок службы. Для применения в быту изготавливают осветительные приборы с рабочим напряжением в 220 и 12 Вольт.

Как подключить ЛЕД-светильник к 220В

Светильник светодиодный EVRO-LED-HX-20 18Вт 6400К IP20

Основное достоинство таких светильников в сравнении с работающими от 12 Вольт в том, что их напрямую можно питать от выключателя. В результате не требуются дополнительные финансовые затраты на приобретение блока питания, а также монтаж не вызывает сложностей. Существует несколько способов установки светодиодных светильников:

  • последовательное подключение;
  • параллельное;
  • лучевое.

Каждый используется в разных ситуациях и имеет свои достоинства и недостатки.

Последовательное

Схема последовательного подключения светодиодных светильников

Последовательное подключение используется в том случае, если нужно сэкономить метраж кабеля, и при этом к помещению нет особых требований.

Для реализации потребуется несколько двойных или тройных проводов. В одну цепь допускается установка не более шести светодиодных лампочек, в противном случае яркость будет низкой.

Если один светильник выйдет из строя, придется проверять работоспособность каждого, чтобы устранить поломку.

Само подключение не должно вызывать сложностей. К первому светильнику от выключателя проводится фаза, далее от первого переключателя кабель протягивается к следующему устройству. К последнему светильнику прокладывается ноль, который идет от распределительной коробки.

Если в схеме допустить ошибку и питание с нулем перепутать местами, лампы будут под постоянным напряжением, что небезопасно.

Параллельное

Параллельное соединение источников света шлейфным способом

Параллельное подключение более практичное и используется чаще. В процессе реализации каждый светильник будет выдавать яркость, которая заявлена производителем. Единственный недостаток, который можно выделить – повышенный расход проводника в сравнении с последовательным подключением.

Рекомендуется отдавать предпочтение кабелю ВВГ нг 2*1,5 или 3*1,5. Обозначение свидетельствует о наличии ПВХ-оболочки – качественного изоляционного материала.

В маркировке отметка «нг» указывает на негорючесть модели.

Если к помещению выдвинуты особые требования, иногда используют провода с дополнительной маркировкой «ls», которая означает, что при воспламенении выделяется небольшое количество дыма.

Для подключения светильника через выключатель от распределительной коробки протягивают кабель. Его поочередно соединяют с каждым светильником. После первой лампы кабель обрезается и подается к следующему, пока все устройства не будут соединены в одну общую систему.

Преимущество параллельного способа подключения в том, что даже если одна лампа выйдет из строя, цепь будет полностью работоспособной.

Лучевое

Шлейфное и лучевое соединение ламп

По своей природе лучевая схема относится к параллельному подключению, часто применяется для люстр. Принцип реализации заключается в прокладке кабеля к каждому осветительному прибору индивидуально.

Этот способ самый трудоемкий и требует больших финансовых затрат из-за большого количества используемого провода. Для экономии кабель от распределительного щитка проводят в центр комнаты и уже оттуда к каждому светильнику.

Далее к фазе и нулю подводят одножильные провода, которые прокладываются к светильникам.

Еще на этапе проектирования важно решить, как будут соединены жилы с отдельным кабелем. Если ламп немного, достаточно скрутки. С целью безопасности ее надежно обжимают пассатижами и паяльником сваривают воедино. Существует альтернатива этому способу – приобрести клеммы с определенным количеством выходов. На каждую жилу надевается разъем и лишь после провода тянутся к осветительным приборам.

Схема подключения светодиодных ламп во всех случаях принципиальных отличий не имеет.

Необходимые инструменты

Инструмент для снятия изоляции с проводов – стриппер

Для подключения осветительных приборов своими руками потребуются следующие рабочие инструменты:

  • набор отверток (плоская и крестообразная);
  • инструмент, предназначенный для оголения проводов (удаления изоляционного слоя);
  • плоскогубцы.

Как показывает практика, на монтаж устройства своими руками требуется не более 10-15 минут.

Особенности крепления и подключения потолочных светильников

Осветительные приборы со светодиодными лампами чаще всего производятся в корпусах, которые оснащены всем необходимым для крепления. Сложности в установке возникают редко, поскольку светодиодные светильники достаточно легкие. Для этих целей используют обычно пластиковые или металлические дюбели, турбовинты.

В зависимости от внешнего вида и конструктивных особенностей установка конкретной модели на потолок может отличаться. Алгоритм монтажа осветительного прибора на потолок:

  • На месте, предназначенном для плафона, рядом с выводом проводов делаются отверстия под монтажную пластину.
  • Отверстия для крепления проделывать необходимо только в полнотелом основании. Если при работе буром перфоратора монтажная пластина падает в пустоту, требуется сделать отверстия в другом месте, соответственно перенести осветительный прибор.
  • Надежно фиксируется в одном положении монтажная пластина.
  • Если светодиодный светильник крепится не к полнотелому основанию, предварительно нужно позаботиться о надежном креплении.
  • Обесточивается УЗО или электросчетчик, подсоединяются контакты осветительного прибора к электрической магистрали.
  • Уже подключенный осветительный прибор надевается на проушину монтажной пластины и с помощью крепежных элементов надежно фиксируется.
  • На закрепленный светодиодный светильник надеваются прозрачные части, например, защитное стекло или колпак.

Завершающий этап – обязательная проверка работоспособности осветительных приборов.

Меры предосторожности

Во время выполнения работ нужно помнить о соблюдении техники личной безопасности.

Необходимо обесточить помещение и на выходе, где предстоят работы, проверить напряжение с помощью индикаторной отвертки. Также важно обеспечить свободное пространство около осветительного прибора. Если пренебречь этим правилом, лампы будут сильно перегреваться, что приведет к быстрому их выходу из строя или возгоранию.

Как подключить светодиод к 220В

Схема подключения светодиодного светильника

Светодиод – полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в видимый свет. Различают осветительные и индикаторные устройства. Они обладают разной мощностью, допустимой силой тока, напряжением, яркостью. Можно подключить светодиод к 220В, к 110В, к 1,5В, но только через устройство, ограничивающее электрический ток.

Особенности подключения светодиодного светильника к 220В

Принцип работы светодиодного светильника заметно отличается от всех остальных приборов такого рода устройств. Свет в данном случае генерирует полупроводниковый кристалл.

Тело накаливания, как в других лампах, здесь попросту отсутствует, так как в полупроводнике электрический ток непосредственно преображается в световое излучение.

Такое устройство не нагревается, генерирует световое излучение точно указанной световой температуры и отличается долговечностью.

Однако светодиод 220 Вольт или другой мощности работает только при пропускании тока в прямом направлении. То есть для такого светильника требуется постоянный ток с напряжением в 4–12 Вольт. Соответственно, непосредственно в бытовую электрическую сеть включить светодиод в 220В нельзя.

Важно! Большинство современных осветительных приборов оборудуются драйверами, позволяющими работать от сети с напряжением в 110–220 Вольт. В противном случае при подключении требуется сначала установить приспособления, выпрямляющие ток.

Правила безопасности при подключении

Техника безопасности в данном случае сводится не столько к предупреждению угрозы для здоровья, сколько к предотвращению поломки приборов и короткого замыкания. Рекомендации просты:

  • не допускается прямое подключение светодиодных ламп к сети с переменным током и напряжением в 220В;
  • прежде чем подключать любой вариант светильника, необходимо изучить технические характеристики;
  • следует определить катод и анод у светодиода, как правило, длинная ножка выступает плюсом, то есть является анодом, а короткая, соответственно, катодом;
  • необходимо рассчитать схему подключения светодиода к сети в 220В с учетом напряжения;
  • эффективную работу прибора обеспечивает блок питания или драйвер с оптимальной мощностью;
  • перед подключением обязательно определяют полярность светодиода;
  • рекомендуется разделять резисторы на 2 части, чтобы снизить риск поражения током;
  • необходимо тестировать конструкцию – включить и замерить уровень потребляемого тока в 220В.

Наиболее экономичным и простым решением проблемы является монтаж диммируемых устройств. Здесь достаточно определить мощность прибора.

Схемы подключения светодиода к 220В

Полупроводник пропускает ток только в одном направлении. Однако в сети в 220В имеется переменный ток, где с частотой в 50 Гц направление тока меняется. Чтобы компенсировать этот эффект и подключить светодиодную лампу, требуется выпрямитель какого-либо типа, способный погасить обратное напряжение.

В таком качестве выступает резистор, конденсатор, выпрямительный мост. Соответственно, подключить светодиод к сети в 220 Вольт можно несколькими способами. Чаще всего в быту используется схема с резистором, поскольку такой способ прост в монтаже и доступен по стоимости.

Как подключить светодиодный светильник последовательным способом

Такое подсоединение выполняется очень легко и вполне годится для бытовых светодиодных приборов и сети в 220 Вольт.

  1. Для начала рассчитывают требуемую мощность резистора и учитывают необходимость в защите от обратного напряжения. Теоретически при подсоединении светодиода, мощностью, например, в 3 Вольта, «избыток» в 217 Вольт оседает на резисторе. Однако на деле обратная полуволна в этом случае подается на светодиод, а не на резистор, а так как обратное напряжение у полупроводников невелико – до 30 Вольт, прибор быстро выходит из строя.
  2. Все элементы цепи – резистор, диод защиты и светодиод подключаются последовательно.

Важно! В схеме следует установить резистор мощностью не менее 2 Вт, так как устройство здесь заметно нагревается.

Как подключить светодиодный светильник к 220В параллельным способом

Подсоединить светодиодный светильник можно и параллельно. Такая схема более надежна, хотя не исключает эффект мерцания.

  1. Индикаторный диод подключают параллельно светодиоду. Диод должен иметь обратное включение. При первой полуволне работает индикаторный диод, при второй – светодиод. Напряжение, падающее на последний, не превышает 1 Вольт, что делает такую схему более долговечной.
  2. Мощность резистора и здесь должна быть избыточной – он нагревается.

Снизить эффект мерцания позволяет параллельная установка 2 светодиодов. При подсоединении к сети в 220В при одной полуволне включается 1 светодиод, при второй – параллельный ему. При таком расположении оба элемента в нужной степени защищены от избыточного обратного напряжения.

Важно! Окончательно от эффекта мерцания и в этом случае избавиться нельзя.

Схема включения светодиода в сеть 220 вольт лучевым соединением

Запитать светодиод от сети 220В таким способом – лучший вариант, так как метод предупреждает излишний нагрев всех деталей цепи и исключает заметные для глаза мерцания. Кроме того, цепь, включающая конденсатор, потребляет меньше тока. Минус схемы – подключение светодиодных ламп требует больше времени и подразумевает цепь из большого количества элементов.

  1. Вместо резистора основную нагрузку по выпрямлению тока берет на себя конденсатор. Использовать необходимо пленочное устройство – электролит не годится. Рассчитано на напряжение как минимум в 250 Вольт, а лучше в 400 Вольт.
  2. Параллельно конденсатору в цепь включают резистор. Его задача – разряд конденсатора после того, как светильник отключают от сети в 220 Вольт.
  3. Параллельно светодиоду подсоединяют диодный мост – его можно приобрести готовым, а можно самостоятельно сделать из 4 диодов с подходящими характеристиками. Максимальная сила тока моста должна быть выше, чем аналогичный показатель у светодиода. Возможное обратное напряжение – не менее 400 Вольт. Мост подсоединяется в обратном направлении по сравнению со светодиодным элементом.
  4. Последовательно конденсатору в цепь вставляют еще один резистор – токоограничительный. Его цель – защитить схему от случайных скачков напряжения в сети на 220 Вольт.

В такой схеме все элементы нагреваются незначительно, что обеспечивает высокую долговечность и надежность.

Схема шунтирования светодиода обычным диодом

Необходимость шунтирования доказана практикой. Теоретическая схема подключения светодиода без дополнительного элемента оказывается несостоятельной.

Рабочая схема включает индикаторный обычный диод с той же полярностью, что и светодиодное устройство. При этом излишне высокое напряжение обратной волны оседает на диодном элементе, а остаточное напряжение светодиод пробить уже не может. Диод монтируют между резистором и светодиодом.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Подключение светодиодных светильников даже по самой удачной схеме выполняется после расчета характеристик резистора, дополнительных диодов, и, конечно, конденсатора. Емкость последнего вычисляют следующим образом.

Допустим, частота сети составляет обычные 50 Гц. Необходимо подсоединить светодиод в 20 мА, на который припадает 2 В. Необходимый коэффициент пульсаций составляет 2,5%.

  1. Светодиод представляют как простой резистор. Коэффициент пульсаций разрешается заменить напряжением на конденсаторе. Получается следующее: Кп = (Umax — Umin) / (Umax + Umin) ⋅ 100%, где после подстановки данных получают 2.5% = (2В — Umin) / (2В + Umin) ⋅ 100% => Umin = 1.9В.
  2. Используя типичную осциллограмму напряжения, можно вычислить время заряда конденсатора. tзар = arccos(Umin/Umax) / 2πf = arccos (1.9/2) / (2⋅1415⋅50) = 0.0010108 с. Остальной промежуток времени конденсатор разряжается. Так как в стандартной схеме используется двухполупериодный выпрямитель, этот показатель уменьшают вдвое.
  3. Затем вычисляют емкость по формуле и получают C = ILED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ).

На деле ради 1 светодиодного светильника такой мощный конденсатор не устанавливают. Чтобы модифицировать схему, вместо обычного резистора в схему включают реактивное сопротивление – второй конденсатор.

Как подключить светодиодную ленту на 220 вольт

Нередко в быту вместо крупного прибора, который может выступать светильником, предпочитают установить подсветку. Для нее лучше всего использовать готовые светодиодные ленты. Монтаж очень прост, так как установщику нужно лишь следовать инструкции: все составляющие подсоединения при монтаже используют уже в готовом виде.

  1. Светодиодная лента – ряд последовательно закрепленных светодиодов. К блоку питания они присоединяются параллельно, друг к другу лучше монтировать платы тоже параллельно.
  2. Для начала определяют плюс и минус блок питания. Обычно красный шнур – это плюс, а синий или черный – минус. Если шнур отсутствует, подключение производят через маркированные зажимы.
  3. Лучше всего подсоединить ленту пайкой. В определенных случаях удобней использовать коннекторы. При монтаже требуется лишь отодвинуть зажимную пластину, насадить коннектор на край ленты и сдвинуть зажим назад. Затем провод от коннектора подсоединяют к блоку.

Если предполагается монтаж цветной ленты, схема будет включать контроллер, отвечающей за включение и отключение отдельных светодиодов.

Заключение

Подключить светодиод к 220В можно лишь с помощью дополнительных устройств. Схема подсоединения может включать резисторы, конденсаторы, выпрямительные мосты. Задача таких элементов – выпрямить переменный ток и предотвратить действие обратной волны напряжения на светодиод.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.