что такое светодиодные светильники как работают

Сага о светодиодных лампах. Часть 3 — как это устроено

В прошлой статье мы провели небольшое сравнение параметров светодиодных (и не только) ламп, в ходе которого убедились, что почти одинаковые на вид, на цвет и на ощупь лампы могут иметь самые разные характеристики, простирающиеся от «очень хорошо» до «отвратительно», причем даже лампы одного производителя могут показывать самое разное качество. Теперь наступило время посмотреть, что внутри этих ламп и разобраться, что делает хорошие лампы хорошими, а плохие – плохими.

Разумеется, все манипуляции автор проводил на свой страх и риск, и потому не несет никакой ответственности за какие-либо возможные последствия для желающих повторить его подвиги.

Внимание — много фотографий.

Для удобства продублирую таблицы сравнения из прошлой статьи:

Первое, что привлекает внимание – чудесная лампа ASD с коэффициентом пульсаций порядка 100% и измеренной мощностью более чем на 40% меньше заявленной.

При этом она не диммируемая, что могло бы немного извинить такие характеристики. Неужели там внутри стоит… Впрочем нет, давайте разберем и посмотрим.

Ой. Это стекло, что ли? Зачем в светодиодной лампе делать стеклянный баллон? Одна из фишек светодиодов – нечувствительность к ударам. Правильно спроектированной светодиодной лампой практически можно играть в футбол. Стеклянный баллон, разумеется, сводит это преимущество на нет. Неужто стекло дешевле в производстве? Хорошо хоть не порезался. Ну окей, раз оно так, подойдем по-другому.

Стекло тонкое; при механическом повреждении баллон разбивается в малоприятное крошево. Внутри вроде бы есть то ли пленка, то ли напыление, но оно как-то слабо помогает. Да и что мешало сделать баллон из пластика?

Внутри видим плату с алюминиевым основанием (ну хоть это хорошо) с горстью светодиодов на ней. А что там с драйвером?

Да, как я и боялся предположить вначале, внутри стоит классическая схема с гасящим конденсатором. Кто не знает – есть такой способ питания нагрузок от сети, историей уходящий в глубину пятидесятых годов (да-да). Принцип его основывается на том, что конденсатор в цепи переменного тока обладает реактивным сопротивлением, что позволяет использовать оный для ограничения тока. Фактически, это эквивалентно включению резистора последовательно со светодиодом. Плюс у этого способа только один – простота и дешевизна; остальное минусы — абсолютно никакой коэффициент мощности, отсутствие гальванической развязки с сетью (впрочем, это тут не так важно), очень условная стабилизация тока диодов (в нашем случае) и т.д.

Схема лампы спартански проста.

Насчет высокого коэффициента пульсаций не совсем понятно – электролитический конденсатор на выходе вроде как есть (2.2 мкФ, 400 В). Но то ли 2.2 мкФ маловато для такой мощности, то ли конденсатор высох (хотя лампу-то я взял новую), то ли сам конденсатор не особо хорош, но он не помогает – это факт.

Как-то так. Зато стоит дешево, всего около 200 р. в розницу. Но я бы ее и за такие деньги всерьез покупать не стал. Лучше уж купить КЛЛ за ту же цену, скорее всего будет приличнее.

Давайте, однако, расковыряем что-нибудь приличное. Можно было бы взять одиннадцативаттную лампу того же бренда ASD, к слову, лидирующую по всем параметрам, но ASD мы уже разбирали. Потому для разнообразия я предлагаю демонтировать идущую второй лампу от Gauss LED, тем более что отстает она только по коэффициенту мощности, и то ненамного.

Надо сказать, что эта лампа от Gauss непривычно тяжелая, навскидку граммов триста. По ощущениям в руке – этакий солидный кирпичик, что наводит на мысли о каком-то совершенно фантастическом теплоотводе. Вообще, в инструкции обещают, что корпус сделан из керамики и алюминия. Что же, посмотрим.

Наученный горьким опытом с лампой от ASD, к снятию баллона я здесь подходил крайне осторожно. Тем не менее, мои опасения были напрасны – тут он пластиковый, как и должно быть.

Вообще, по колупаемости корпус как-то не похож на керамику. Хотя не знаю, может это я чего-то не понял.

Однако, что мы видим? Алюминиевая плата со светодиодами крепится к корпусу винтами и подключена к драйверу разъемом! Вау. Такого в «одноразовых» приборах вроде лампочек я еще не видел. Не, правда. Неужто она, вопреки предостережениям в инструкции, ремонтопригодна? Если так, то это же просто невероятно!

Упс, увы нет. Схема управления намертво залита компаундом (естесственно, негорючим – я специально проверил), так что о ремонтопригодности можно забыть. К счастью, компаунд оказался не эпоксидной смолой, что свело бы перспективы дальнейшего изучения к нулю, а чем-то вроде пористой резины, которую с некоторым усилием удалось удалить и извлечь драйвер.

Кстати о весе и теплоотводе. Теплоотвод действительно представляет собой достаточно увесистую алюминиевую болванку, запрессованную в то, что, согласно написанному в инструкции, является керамикой.

Однако мы наконец добрались до самого интересного, квинтессенции светодиодной лампочки – ее драйвера.

Как выяснилось, драйвер этой лампочки построен по классической бестрансформаторной понижающей топологии (step-down/buck converter). Так что желтое моточное изделие – дроссель, а не трансформатор обратноходового источника, как могло бы показаться с первого возгляда. В основе решения лежит микросхема MP4050 от Monolithic Power Systems, включенная по практически типовой схеме.

Если говорить об отличиях, инженеры Varton дополнили типовую схему диодным мостом и фильтрующим электролитическим конденсатором на входе, однако сэкономили на конденсаторах, обозначенных на типовой схеме как C1 и C2. Эта экономия, судя по всему, и приводит к не слишком высокому коэффициенту мощности (участок схемы с катушкой является ничем иным, как узлом коррекции коэффициента мощности). Тем не менее, как видно по фотографиям, место под них есть. Сама катушка присутствует и, как видно по замерам параметров, делает свое благое дело.

Итак, что имеем для этой лампы в целом? Прежде всего, отличный коэффициент пульсаций – около 1%, что находится в районе погрешности моего метода измерения. Сам свет на мой вкус очень приятный, без желтизны и синевы, чисто белый. Обстановка в свете этих ламп смотрится очень естесственно, так что заявленному индексу цветопередачи более 92 определенно можно верить. В этом смысле они нравятся мне даже больше КЛЛ, и, разумеется, больше откровенно желтых ламп накаливания.

Очень приличная конструкция. Вообще, намертво залитый компаундом драйвер дает надежду на то, что эту лампу можно использовать во влажных местах вроде ванной комнаты или вовсе в уличных светильниках (к слову, что-то там в инструкции есть про тротуарные светильники). Тем не менее, соединение светодиодной сборки и драйвера, выполненное в виде гламурного разъема, хотя и очень впечатляет, но вселяет некоторые опасения на тему того, как оно поведет себя в условиях систематического присутствия влаги. Было бы однозначно спокойнее, если бы контакты были, например, для верности промазаны чем-то вроде проводящей графитовой смазки или, на худой конец, просто залиты герметиком. Так что насчет этого вопрос.

Баллон пластиковый – слава богу. Как мы видели, это далеко не правило. Так что хорошо, что в случае Gauss здравый смысл возобладал.

Некоторую тревогу вызывает тепловой режим драйвера – он помещен аккурат в самое теплое место, да еще и залит компаундом, что предотвращает всякую конвекцию. Тут имеет смысл вспомнить картинку в ИК-лучах:

Греть электролитические конденсаторы до 60 – 70 градусов (внутри, разумеется, будет теплее, чем на поверхности) – так себе идея. Конечно, надо признать, что в такой конфигурации поместить электронику больше просто некуда. Я уже отмечал, что геометрия лампы накаливания чужда светодиодам – вот одно из проявлений этого тезиса. Впрочем, примененные конденсаторы промаркированы как сертифицированные для температуры до 125 °С, и, вроде бы, судя по малочисленным отзывам в интернете, бренд Aishi, который мы видим тут, не самое плохое, что может быть. Хотя, конечно, Chemi-Con или хотя бы что-то более известное науке, вроде Jamicon, в таком применении внушали бы больше доверия. Тем не менее, гарантийный срок, заявленный в инструкции, составляет три года.

Сам тип драйвера определенно выбран верно. Понижающая бестрансформаторная топология очень хороша в смысле малой величины пульсаций, что мы и наблюдаем.

Если говорить о таком важном факторе, как теплоотвод светодиодов, то видимый на ИК-снимке равномерный прогрев корпуса до достаточно высокой температуры позволяет предположить, что в этом смысле все неплохо.

В целом можно сказать, что бесспорный недостаток у этой лампы только один – цена, которая составляет около 700 р. в розницу по данным Яндекс.Маркета. Тем не менее, как видно, это достаточно качественный прибор, который, хотя и стоит космических для лампочки денег, имеет все шансы оправдать доверие.

На этом на сегодня все. В следующих статьях мы продолжим экспериментальное исследование лампочек.

Источник

Как работает светодиодный светильник?

Светодиодный светильник представляет собой электрический прибор, который обеспечивает яркое освещение. При этом, не стоит забывать о том, что светодиод является самым экономичным источником освещения.

Приобрести светодиодные светильники по наиболее доступным ценам вы сможете на http://www.feron.ua/svetodiodnye-svetilniki/. В данной публикации подробно расскажем о том, как осуществляется функционирование светодиодного светильника.

Принцип работы светодиодного светильника

По сути, светодиодный светильник представляет собой электрическую дугу, которая зажигается в вакууме. При этом означенный процесс возникает на границе p-n перехода. Управляя напряжением, можно регулировать свет электрической дуги.

Ниже представлены преимущества светодиодных светильников:

Кроме того, светодиодные светильники обладают невероятным ресурсом. Они выигрывают у любых аналогов. По большому счёту, конкурентов для светодиодных светильников сегодня нет.

Стоит ли говорить о том, что светодиодные светильники используются не только в бытовом освещении, но и в освещении промышленных объектов. Помимо этого, светодиодные светильники могут быть использованы для освещения улицы. Для этого они должны быть определённым образом защищены.

Речь идет не только об антивандальной защите, но и о защите от агрессивных проявлений окружающей среды.

Что такое диммер и для чего он нужен?

Сегодня многие светодиодные светильники оснащаются диммером. Немногие знают о том, что это устройство позволяет управлять световым потоком светодиодного светильника.

При этом управление осуществляется по току. Если изменять напряжение питающее светодиодный светильник, то он будет изменять цвет. Как уже было сказано выше, светодиодные светильники обладают колоссальным ресурсом.

Таким образом, все имеющиеся осветительные приборы в доме могут быть преобразованы в светодиодные.

В видео будут представлены классические встраиваемые светодиодные светильники:

Источник

Светодиодные светильники — шаг в будущее

Светодиоды, или LED (Light Emitting Diodes), а точнее их первые образцы, появились еще в середине прошлого века, но широкий интерес к ним со стороны простых обывателей появился сравнительно недавно. Связано это с тем, что светодиоды постепенно вытесняют привычные для нас искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные, люминесцентные лампы и др.). Еще несколько лет назад многие не могли себе представить, что LED-технологии станут частью повседневного быта, и сфера их применения перестанет ограничиваться индикаторами электронных приборов, информационными табло и игрушками.

Преимущества светодиодов

Причиной растущей популярности является целый ряд преимуществ светодиодов перед остальными источниками света:

Подвесной светильник со светодиодной матрицей, XAL

И это еще не полный перечень преимуществ светодиодного освещения!

Недостатки светодиодов

В связи с вышеперечисленным, возникает разумный вопрос о минусах и недостатках LED: есть ли подводные камни? На этот вопрос специалисты по освещению отвечают хором: «Цена».

Комментарий профессионала. Екатерина Букина, светодизайнер: «Высокая стоимость — пожалуй, единственный минус. Светодиоды — это почти идеальный источник света».

Безусловно, фактор цены очень важен. С другой стороны, быстрая окупаемость за счет экономии электроэнергии и срока службы светодиодов делает этот минус уже не таким значительным. Сегодня светодиодные технологии шагают семимильными шагами, возрастает конкуренция среди компаний, которые производят светодиодную продукцию, все это, несомненно, приводит к постепенному снижению стоимости. Вполне вероятно, что со временем LED станут более доступны, хотя о снижении цен до уровня ламп накаливания говорить, скорее всего, не приходится.

С помощью светодиодов можно подсветить карниз штор, полки или любую иную конструкцию

Кроме высокой цены, есть еще пара недостатков. Во-первых, светодиод требователен к источнику питания. Необходимость LED-драйвера (блока питания) не только увеличивает стоимость, но и ставит вопрос о том, куда его спрятать, чтобы было и незаметно для глаз, и доступно в случае, если потребуется замена. Многие светотехнические фабрики встраивают блоки питания в корпус светильника, что значительно упрощает подключение и установку.

Во-вторых, несмотря на длительный срок службы, светодиод со временем тускнеет и теряет яркость из-за деградации химических и физических параметров светоизлучающего кристалла. Скорость деградации светодиода напрямую зависит от качества теплоотвода. Поэтому, при покупке светодиодной продукции, стоит обращать внимание не только на цену, но и на производителя: лучше выбрать более дорогого, но проверенного, чтобы избежать ненужных разочарований и дополнительных затрат. Если речь идет о мощных светодиодных лентах, то можно и самостоятельно позаботиться об отводе тепла, например, закрепив ленту на профиль или полоску из алюминия. В остальных случаях все зависит от конструкции светильника и добросовестности производителей.

В-третьих, если светодиод в матрице светильника или в ленте по какой-либо причине перегорел, то заменить его будет очень проблематично, а в большинстве случаев просто невозможно. Однако уже сегодня некоторые светотехнические фабрики заявляют о том, что на случай выхода из строя светодиода у них существуют элементы для замены.

Комментарий профессионала. Константин Цепелев, светодизайнер: «На данный момент это самый перспективный источник света, а также источник света с наиболее высокими качественными характеристиками. Но все это применимо только лишь к качественным, а, следовательно, дорогим продуктам. Поэтому если бюджет ограничен, лучше выбрать другие источники света. На данный момент, светодиоды представлены во почти всем спектре декоративных и технических светильников, поэтому проблем с полной комплектацией объекта не возникнет. Так что у светодиодных светильников недостаток, скорее всего один — светильники или лампы с хорошими качественными характеристиками стоить будут не дешево.

Несмотря на существующие минусы, очевидно, что за LED-технологиями будущее, так как спектр областей их применения постепенно расширяется. Многие специалисты в области светодизайна полагают, что светодиоды — прекрасная основа для инновационных светотехнических решений и креативных дизайнерских идей.

Разновидности светодиодов

Для освещения интерьеров используются несколько видов светодиодных изделий, о которых мы уже упоминали в статье:

Светодиодные лампы. Новые технологии в привычной для нас форме. Совсем необязательно выбрасывать любимую люстру, если хотите шагать в ногу со временем и экономить на электроэнергии. Достаточно приобрести светодиодную лампу с необходимым цоколем и желаемой формы.

Подвесные светодиодные светильники

Светодиодные ленты. Их принято использовать в основном для закарнизной подсветки, для создания дополнительного сценария освещения. Но если есть желание, то мощная лента вполне может служить и основным источником света в помещении.

В интерьере светодиодная лента, как правило, не видна, так как используется для скрытой подсветки, Platek Light

Светильники со светодиодными матрицами. Разнообразие форм, размеров и видов ограничено фантазией дизайнеров и проектировщиков. Однако такие светильники больше подходят для современных интерьеров, поэтому любителям классики и стилей прованс или кантри придется довольствоваться светодиодными лампами.

Встроенные светодиодные светильники с микропризматическим рассеивателем, который создает интересный декоративный эффект

Если, взвесив все за и против, вы решили остановить свой выбор на светодиодах, то не стоит экономить на качестве. Лучше приобретать продукцию проверенных производителей, пусть даже они будут немного дороже, тогда вы сможете в полной мере ощутить все плюсы светодиодного освещения.

В статье использовались фотографии шоу-рума компании Light&Design, приносим благодарность за помощь в работе над материалом.

Источник

Светодиодная лампа: устройство, принцип работы, виды

Среди владельцев частных домов, дач и квартир все чаще и чаще в обиходе используется светодиодная лампа. Это самые новые виды осветительных приборов, которые привнесли принципиально новые варианты эксплуатации электрооборудования. Они относятся к категории энергосберегающих лампочек, но помимо этого обладают и другими весомыми преимуществами. Далее мы более детально разберемся в устройстве и принципах работы светодиодных ламп.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться в принципиальных отличиях светодиодной лампы, как электрического оборудования, в сравнении с другими приборами, следует детально рассмотреть ее конструктивные особенности и назначение каждого из элементов.

Рис. 1. Конструкция светодиодной лампы

Конструктивно led лампочка состоит из:

Дополнительно лампа содержит полимерный или металлический корпус. Однако в led светильниках может быть встроенная матрица, и она монтируется в светодиодный прожектор напрямую.

Принцип действия светодиодной лампы заключается в такой последовательности передачи электрической энергии:

В данном примере приведен принцип действия и конструкция светодиодной лампы с гальванической развязкой. Это более дорогой, но и более надежный способ предохранить человека от поражения электротоком. На практике случаются и более дешевые светодиодные лампы, их продукция использует более дешевые платы драйвера или способы преобразования, которые не обеспечивают должного уровня безопасности и продолжительности эксплуатации.

На сегодняшний день производители светодиодных ламп предоставляют потребителям довольно широкий выбор разнообразных моделей, призванных удовлетворить потребности даже самых требовательных покупателей. Поэтому выделяют несколько параметров, по которым и различают виды светодиодных ламп:

У светодиодных ламп часто встречается цоколь для патронов E27 – стандартный вариант, используемый в люстрах для освещения помещения и т.д. Также часто встречаются модели E14 с диаметром цоколя 14мм, их еще называют миньонами. В некоторых вариантах встречаются штырьковые цоколи G13, G5, GU10, MR – это варианты под современные софиты и специализированные плафоны в люстрах.

Рис. 3. Типы цоколей

Значительно реже встречаются светодиодные лампочки с цоколем B или H, как специализированные варианты для узкопрофильного оборудования.

Если рассматривать вопрос о форме, то можно выделить такие виды:

Как частные варианты вы можете встретить и другие формы, однако здесь мы рассмотрели наиболее популярные из них.

Рис. 4. Форма светодиодных ламп

По напряжению питания светодиодные лампы подразделяются на те, которые подключаются к бытовой сети 220В, и те, которым требуется низкое напряжение постоянного тока – 24В, 12В.

В зависимости от типа светодиодов, выделяют лампочки с монокристаллическими панелями, где обеспечивается точечное освещение за счет единственного кристалла. Но такие варианты сегодня редко встречаются, чаще используются 8 – 10 и более небольших кристаллов, которые могут отличаться габаритами для разных моделей. Особенно хорошо их видно на светодиодных лентах или лампах с прозрачным стеклом. Но некоторые энергосберегающие технологии используют светодиодные нити в газовой смеси.

Рис. 5. По типу светодиодов

Яркость свечения определяется мощностью светодиодной лампы, чем выше мощность, тем более ярко она будет светить. Для бытовых помещений подойдут модели от 3 до 10Вт, производственным потребуется уже около 20Вт, в уличные светильники устанавливают от 30 до 100Вт. Температуру свечения можно выбрать любую, в зависимости от поставленных задач – от теплой до холодной.

Температура свечения

Преимущества и недостатки

Как мы уже отмечали ранее, такой тип осветительных приборов стал популярным за счет значительных преимуществ перед их ближайшими конкурентами. К преимуществам светодиодных ламп относят:

К недостаткам светодиодных ламп следует отнести их относительно высокую себестоимость, но она с лихвой окупается рабочими параметрами и сроком эксплуатации. Также существуют ситуации, когда лампочки накаливания нельзя или нецелесообразно менять на светодиодные модели.

Технические характеристики

Перед выбором конкретного осветительного устройства необходимо определиться с его основными параметрами. Из всего многообразия, которое вам следует учитывать, мы выделим:

Область применения

Если еще десять – двадцать лет тому назад светодиодные лампы были настоящей диковинкой, то сегодня они стали полноправными фаворитами рынка. Их можно встретить в самых различных сферах человеческой деятельности:

Но и этот список не является окончательным, за счет развития и совершенствования технологий, светодиодные лампы продолжают расширять область применения.

Подскажите по поводу нынешнего положения с освещением, — в патроне, где индикаторная отвертка показала отсутствие напряжения теперь лампочка не светиться даже после замены? Если это так, то налицо неисправности в электрической цепи на участке от выключателя непосредственно до самой лампы.

Если же контакт не нарушен и новая лампа нормально горит, возможны и другие причины:

— Превышение номинального напряжения – если лампа рассчитана максимум на 230 В, а в электрической цепи присутствует 245 В, то срок службы сократится.
— Не соответствует мощность лампы и условия эксплуатации по нагреву. Эта причина проявляется при монтаже в закрытый плафон, где лампочка перегревается, в случае использования некачественного радиатора.
— Низкое качество ламп – многие производители обеспечивают доступную цену за счет экономии на комплектующих элементах. В результате используется слабый драйвер, выдающий пульсирующий ток или устанавливаются самые дешевые светодиоды.
— При использовании выключателя с подсветкой, причиной может быть постоянное мерцание осветительного оборудования из-за шунтирования цепи контактов.
— Если светодиодные лампы питаются от пониженного напряжения, то проблемы могут быть и в блоке питания.

Источник