Устройство светодиодной лампы на 220 вольт: как работает, из чего состоит

Как работает светодиодная лампа?

На сегодняшний день модели диодной лампы на 220 В начали стремительно заменять стандартные лампы накаливания и их люминесцентный аналог. Хоть и стоят они очень дорого, но их технические параметры значительно превосходят стремительно устаревающие модели. Для понимания того, как они работают, необходимо знать устройство светодиодной лампы.

Конструкция светодиодной лампы достаточно сложна, в систему включены элементы, в наличии которых ранее не было необходимости. В данном материале поговорим об устройстве различных видов светодиодных ламп, из каких деталей они состоят, для чего нужна каждая из этих деталей, что такое светодиодный драйвер и что он стабилизирует, как выглядит схема 220 В. Знание строения такой лампочки полезно для общего образования и очень поможет в ремонте поврежденных по каким-либо причинам единиц.

  1. Светодиод
  2. Главные враги светодиодов любого типа – перегрев и деградация
  3. Устройство светодиодной лампы
  4. Виды драйверов
  5. Заключение

Светодиод

Уже из названия понятно, что главным рабочим элементом устройства светодиодных ламп на 220 В является светодиод. Именно его классификация в большей мере является решающей в определении видов лампочек.

Светодиод является полупроводниковым кристаллическим элементом, который интенсивно выделяет свет при прохождении через него электрического тока. Разные цвета получаются путем изменения состава кристалла. Он наращивается на специальную площадку, которая имеет контакты для подключения проводов. Изначально кристалл имеет синий цвет, без покрытия испускает соответствующее свечение. Для защиты от внешних факторов на него в светодиодной лампе наносится желтое твердое покрытие, при прохождении синего света сквозь него получается обычный белый свет.

Один из этапов выращивания светодиодов

Существует четыре основных технологии сборки чипа, которые и определяют классификацию используемых в лампочках светодиодов.

  • SMD-технология – самая распространенная в быту. Кристалл размещается на поверхности светового прибора. Это позволяет сильно уменьшить его размеры, увеличить плотность расположения для большей яркости, при этом он имеет улучшенный теплоотвод. Используется практически во всех лампочках, которые вы видите в магазинах.
  • DIP – световой элемент состоит из одного мощного кристалла, сверху на который прикреплена линза. Это второй по распространенности тип светодиода, благодаря концентрированию светового луча в одном направлении используется для подсветки на витринах и раскладках, а также в вывесках и прочих декоративных элементах.
  • Пиранья – любимчики автомобильной промышленности. В отличие от DIP, где присутствует только два контакта, здесь их четыре, поэтому гораздо легче подключаться к разным вольтовым элементам. Это значительно повышает уровень теплоотвода, расширяет сферу применения, монтаж получается более надежным и долговечным.
  • COB-технология – продвинутая схема подключения светодиодных кристаллов, самый защищенный от перегрева и окисления вариант. Здесь чип впаивается прямо в несущую плату. Благодаря самому продуманному теплоотводу достигается наибольшая яркость свечения, каким бы ни было напряжение. Но и минус присутствует значительный – если такой светодиод все-таки сгорит, его придется менять вместе со всей платой – в домашних условиях даже с неплохим опытом и оборудованием перепаять его будет очень сложно.

Главные враги светодиодов любого типа – перегрев и деградация

Светодиоды имеют весомый недостаток – они очень маленькие. И даже при колоссальном соотношении потребляемого тока и светоотдачи их придется использовать как минимум в количестве нескольких штук рядом, для того чтобы добиться необходимой яркости. Близкое расположение кристаллов друг к другу сильно влияет на их теплоотвод, они перегреваются и выгорают один за другим. LCD-диоды лишены такой проблемы.

Деградация светодиодов может быть вызвана как перегревом, так и длительным сроком эксплуатации даже с отличным теплоотводом. Со временем они начинают тускнеть при потреблении все того же электричества (при воздействии высоких температур это происходит быстрее). Качественные лампочки спустя несколько лет регулярного использования теряют до 30% яркости, у безымянных «китайцев» этот параметр может доходить до 60%.

Примерный график деградации

Устройство светодиодной лампы

Каким бы важным элементом ни являлся светодиод, для его бесперебойной и максимально эффективной работы необходим ряд вспомогательных устройств, которые, будучи собранными воедино, образуют лампочку. Классическая электрическая схема светодиодной лампы имеет строение, приведенное на схеме ниже. Устройство светодиодного светильника аналогично, просто форма и расположение деталей другая.

Устройство обычной светодиодной лампы

Теперь устройство светодиодной лампы на 220 вольт разберем на каждый рабочий элемент отдельно.

  • Начнем с цоколя – на картинке он не указан, однако именно с него начинается схема питания каждой лампочки. Это та самая резьба, с помощью которой источник света вкручивается в патрон. В самом низу лампочки видим зеленый участок – там расположены контакты, которые проводят в нее питание – электрический ток при соединении с контактами в патроне. Бывает несколько различных модификаций, на картинке представлен вариант Е27.
  • Радиатор – в отличие от других обязательных элементов присутствует не в каждой модели. Он выполняется из легкого металлического сплава, играет роль рассеивателя тепла – о вреде перегрева мы говорили выше. Обычно такой деталью оборудуются лампы с мощными светодиодами – свыше 25 ватт суммарной мощности. Все промышленные экземпляры обязательно имеют хороший радиатор в основании.
  • Внутри цоколя обычно расположен «мозг» – драйвер LED-ламп. Он предназначен для регулирования электрического тока, который подается на светодиоды из центральной сети. Светодиодный драйвер сглаживает пульсации переменного тока, выпрямляя его специально для правильной работы кристаллов (а светодиоды работают правильно только при постоянном напряжении, при переменном токе они быстро сгорают из-за обратных пульсаций). Регулируя ток, драйвер обеспечивает большой диапазон работы при различных напряжениях (обычно это 170–260 вольт, зависит от назначения и производителя светового элемента). При низком напряжении лампочка просто не светит, т. к. ей не хватает мощности для запуска, в пределах диапазона загорается, а при избыточном токе электрические драйверы уберегут светодиоды от выгорания, также выключив их. Дополнительно схема драйверов для светодиодных ламп позволяет регулировать теплоотвод – лампочка может выключаться, перегревшись. Благодаря ему, резкие перепады напряжения тоже не страшны нежной и хрупкой структуре кристаллов. Примеры – BP2832A, BP3122 или BP2831A. Подбор стабилизатора (он же диодный мост) для LED-лампочек собственного изготовления выполняется исходя из параметров сети.
  • Светодиоды располагаются на монтажной плате, она выполняется из легкого металла, также играет роль теплоотвода (ответ на вопрос, куда же девается избыток температуры в моделях, где нет радиатора). Качество ее изготовления также сильно влияет на срок работоспособности кристаллов. В зависимости от технологии изготовления LED-лампочки имеют значительный диапазон цветовых температур (от 2 700 К, как у лампы накаливания, до 10 000 К и более, вплоть до глубокого синего цвета). Напряжение в сети играет важную роль в эффективности и стабильности схемотехники. Светодиодные лампы для дома могут комплектоваться несколькими типами светодиодов, например – SM7307 и 5131, в количестве от 6 до 18 шт. и более. На тип светильников влияет напряжение, количество необходимых вольт.
  • Вишенка на торте важности элементов в лампе – светодиоды. Конкретно в вышеупомянутом примере представлены модели, изготовленные по SMD-технологии. Их количество, размер и плотность установки напрямую влияют на яркость лампочки и суммарную мощность. В ярких лампочках 2–3 слабеньких отдельных светодиода заменяются одним большим кристаллом.
Читайте также:  Почему взрываются лампочки: возникновение причин и их устранение

Нитевидные светодиоды для декоративного освещения

  • Совокупность монтажной платы и светодиодов образует светодиодный модуль. Его форма и расположение определяют роль самой лампочки – угол рассеивания и качество распространения света. Такая лампа, как на картинке, нашла применение в быту – на кухнях, в гостиных, там, где нужно много рассеянного света. Замена этого модуля на светодиод, выполненный по технологии DIP, сделает из такой лампочки точечный светильник – ей место либо в декоративном освещении, либо в светильниках с несколькими лампами.
  • Рассеиватель – обычно пластиковый, в фирменных лампочках – из тонкого матового стекла. Благодаря тому, что его форма напоминает уже знакомые нам лампы накаливания, светодиодные экземпляры ставятся практически в любой светильник, сложностей с интеграцией в быт не возникает. Материал играет существенную роль в эффективности свечения, даже если внутри установлены качественные, мощные светодиоды по всем правилам технологии, рассеиватель из дешевого пластика заберет около 20% светового потока. При покупке лампочек для помещений, в которых важна яркость, отдавайте предпочтение моделям с хорошим пластиком или стеклом. Матовость присутствует везде – это делает свет мягким, равномерно его рассеивает, поток не бьет по глазам, а в выключенном состоянии лампа выглядит благородно, начинки не видно (кроме вышеуказанных декоративных моделей с нитевидными светодиодами, это их фишка).

Еще одна популярная схема светодиодных ламп

Тип светодиодов, которые используются для конкретной лампочки, очень важен, если вы решите починить ее самостоятельно в случае перегорания. Если светодиоды установлены таким образом, что их можно выпаять и поставить новые, то ремонт ламп происходит очень просто. Достаточно иметь паяльник с тонким наконечником, прибор для определения поврежденных контактов и новый, исправный источник света. В случае если светодиод впаян в плату целиком, даже имея соответствующий опыт, перепаять его в домашних условиях будет очень сложно. Можно купить новую плату, однако ее стоимость является практически равной стоимости новой лампы. Не нужно забывать, конечно, и о гарантии – если она все еще действует, просто замените лампочку в том магазине, где вы ее покупали.

Виды драйверов

Помимо кристаллов самым сложным по структуре элементом в лампе является драйвер. Самая простая схема светодиодного драйвера содержит один или пару гасящих резисторов. В совокупности с диодами обратного направления тока, соединенными встречно-параллельно, резисторы нейтрализуют вредное действие переменного тока, и схема включения работает грамотно.

Схема простейшего драйвера

Такая схема дросселя светодиодной лампы на 220 В чаще всего используется, если изготавливается самодельный драйвер. На производстве принято использовать более сложные принципиальные схемы драйверов для светодиодов от сетей 220 В, которые имеют хороший амортизационный запас и зависят от типа приборов, устанавливающихся внутрь.

Различные схемы драйверов

Как уже говорилось выше, драйвер для светодиодной лампы выполняет выпрямление тока с последующей его подачей на светодиоды. Это происходит в три шага:

  • Светодиодный драйвер преобразовывает переменный ток из сети 220 В в пульсирующий.
  • Выравнивает пульсирующий ток до постоянного.
  • Меняет ток до 12 вольт с последующей подачей на кристаллы.

Заключение

Сначала схема светодиодной лампы на 220 вольт может показаться очень сложной. Однако, разобравшись в назначении каждого элемента, не сложно понять их роль. Использование качественных материалов и грамотной технологии производства обеспечивают высокий уровень надежности светодиодных ламп. Соблюдение правил эксплуатации, рекомендованных производителем, гарантирует, что светодиодная лампа надежно прослужит нам долгие годы. Соотношение яркости и экономичности позволит окупить стоимость хорошей модели лампы в ближайшие годы, а светодиодный драйвер убережет ее от перепадов в электросети. Если свет часто пропадает или наблюдаются нестабильное напряжение – вам подойдет аккумуляторная электросхема (лампочки «Космос», их применение оправдано в местах, где стабильно питаться от сети не получается). Глядя на вышеуказанные схемы, можно легко собрать лампу 220 В своими руками.

Как устроена светодиодная лампа и принцип ее работы

По сравнению с обычными лампами накаливания устройство светодиодной лампы с технической точки зрения сложнее. Если для первых используется прозрачный стеклянный корпус, то в случае со вторыми разглядеть что-либо находящееся внутри не выйдет. Для того чтобы узнать, из чего состоит такой источник света, необходимо разобрать его на части.

Общее устройство светодиодных лампочек, независимо от производителя, практически идентичное (с небольшими отличиями). Ассортимент стандартных изделий с цоколем E14 или E27 делится на три категории — фирменные, низкосортные китайские и филаментные.

Низкокачественные китайские лампочки

При разборе фирменной лампы можно обнаружить все необходимые для надежности и долговечности конструктивные элементы. Но если заглянуть под корпус дешевого китайского изделия, то первое, чего вы не обнаружите — радиатор и драйвер.

Драйвер обычно заменяют блоком питания с неполярным конденсатором, неспособным стабилизировать ток на выходе. Устанавливают такой блок в центр платы с диодами. Если взглянуть на нее сверху, то можно увидеть диодный мост с резисторами, снизу — два конденсатора. Это позволяет существенно уменьшить стоимость и качество изделия.

Читайте также:  Замена люминесцентных ламп: как снять лампу в светильнике

Для охлаждения прибора в корпусе проделывают небольшие отверстия. Эффективность низкая, кристаллы очень быстро перегорают. Плата установлена на пластиковом корпусе и закреплена защелками. Для соединения с цоколем используют два спаянных провода.

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении. Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами.

Также в полупроводниках активизируются иные процессы. В момент смены состояния выделяется тепловая энергия. Экспериментальным методом изобретатели нашли нужное сочетание веществ, при котором помимо энергии появляется и световое излучение.

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы. Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр. С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:

  • 0,3;
  • 0,5;
  • 0,8;
  • 1,0 см.

Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.

«Пиранья»

Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.

По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.

Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.

COB-технология

Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.

Главное преимущество связано с небольшой площадью свечения при высокой мощности. Равномерное свечение изделия гарантируется высокой плотностью светодиодов и наличием люминофора. Такие светодиоды чаще применяются в наши дни.

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

  • LED-диоды;
  • драйверы;
  • корпус;
  • радиатор;
  • цоколь.

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Дешевые драйверы применяют в обычных фонариках, в которых светодиоды питаются от батареек. В таком случае нет необходимости в резисторе, ограничивающем ток. Из-за этого диоды могут получать повышенный ток, что приводит к их скорому выходу из строя.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Читайте также:  Какие лампочки лучше для дома — светодиодные или энергосберегающие: сравнение и отличия

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Потребляя то же количество электроэнергии, изделия светят намного ярче аналогов. Обычная светодиодная лампа имеет закрытую колбу, производимую из стекла или пластика. Матовое покрытие понижает светопропускаемость, но это незначительные издержки производства.

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.

Компоновка составных частей

В зависимости от производителя, устройство и конструкция лампы разные. С другой стороны, общий принцип компоновки остается одинаковым. Сборка начинается с цоколя, куда последовательно устанавливают драйвер, радиатор, плату с LED-диодами и колбу.

Для сравнения рассмотрим устройство изделия от двух производителей.

Светодиодная лампа BBK

Цоколь изготавливается из пластика. Внутри установлен качественный драйвер. Для корпуса используется алюминий, выполняющий функции радиатора. Туда крепится плата с диодами и линза. Наличие данной линзы понижает световую отдачу прибора.

Лампа Gauss

Опять же цоколь изготовлен из пластика, имеются драйвер и алюминиевый корпус с установленной диодной платой. Конструкция гарантирует долговечность изделия.

Как проверить светодиодную лампу при покупке

Возьмите в руки светодиодную лампу и осмотрите ее внешне, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо изъянов. Выполнить это можно только при условии применения прозрачной колбы. Для начала проверьте радиатор (он выпускается литого или наборного типа). Чем выше мощность изделия, тем объемнее должен быть радиатор. Отличным вариантом станет применение алюминиевых или керамических охладителей.

В идеале электротехнический элемент нужно покрыть термопластиком. Убедитесь, что в цоколе отсутствуют люфты и механические дефекты. Также в любом магазине есть возможность подключить лампу к электрической сети, чтобы проверить ее работоспособность. Сделав это, взгляните на излучаемый свет. Используйте фотокамеру на смартфоне, чтобы убедиться в отсутствии мерцания и пульсации. Ни в коем случае не покупайте лампу, которая мерцает при работе.

Полученной информации по устройству и принципу работы светодиодной лампы может быть недостаточно для выбора качественного осветительного прибора, характеризующегося безопасностью, надежностью и долговечностью. Также нужно учитывать другие критерии, включая характеристики и производителя, о чем подробно описано в этой статье.

Как устроена светодиодная лампа

С развитием электротехники традиционная лампа накаливания перестает быть единственным вариантом для освещения жилья. На смену ей пришли сначала люминесцентные, а затем и светодиодные (LED) источники света. Светодиодные лампы – энергоэффективные, яркие, безопасные для окружающей среды. Но их устройство заметно сложнее. В статье будет рассмотрено устройство светодиодной лампы, ее плюсы и минусы.

Принцип работы и устройство ламп.

Конструкция LED лампы.

Светодиодный источник света состоит из нескольких элементов, соединенных в одном корпусе. Это цоколь, драйвер, радиатор, светодиод и светорассеивающая колба.

  • Цоколь – элемент, который вкручивается в патрон люстры или другого светильника. Чаще всего для бытового применения выпускают винтовой цоколь типа Е27 и Е14. Он изготовлен из латуни с никелевым антикоррозийным покрытием. Для других нужд выпускаются источники света со штырьковым цоколем.
  • Драйвер – элемент, который стабилизирует поступающее напряжение, преобразуя переменный ток в постоянный. Также он обеспечивает питание светодиода. Драйвер состоит из микросхем, импульсного трансформатора, конденсаторов. В недорогих LED изделиях драйвер может отсутствовать. Вместо него применятся простой блок питания, не обеспечивающий стабилизации тока и напряжения. Также драйвер не устанавливают в миниатюрных лампочках из-за нехватки места внутри корпуса.
  • Радиатор – элемент, который отводит тепло от светодиодов и обеспечивает для них оптимальный температурный режим работы. Обычно он составляет видимую часть корпуса осветительного прибора. Радиатор может изготавливаться из различных материалов: от дорогой керамики до дешевого пластика. Алюминиевые и композитные материалы занимают среднюю нишу: они достаточно бюджетны и качественно отводят тепло.
  • Рассеиватель – прозрачный «колпак», который помогает распределять свет в пространстве. Изготавливается в виде полусферы для рассеивания пучков света под широким углом. В качестве материала применяют поликарбонат или пластик. Кроме этого рассеиватель предотвращает попадание внутрь корпуса пыли и влаги. Для смягчения резкости света и уменьшения раздражающего влияния на глаза этот элемент изнутри покрывают люминофором. При этом достигается цветовая температура, аналогичная естественному освещению.
  • Светодиоды – главный рабочий элемент лампы. За счет работы диода и появляется свечение.

Принцип работы светодиодных ламп основан на физических процессах в полупроводниках. Свечение появляется после прохождения электрического тока через границу соприкосновения двух полупроводников (n и p), в одном из которых должны преобладать отрицательно заряженные электроны, а в другом – положительно заряженные ионы. Стоит отметить, что данные материалы пропускают ток только в одну сторону. При его прохождении в носители заряда осуществляют рекомбинацию – электроны переходят на другой энергетический уровень. В результате появляется видимое глазу световое излучение. Кроме свечения происходит еще и выделение тепла, которое отводится от светодиода при помощи радиатора.

Схема появления оптического излучения в LED-элементе.

На заре появления светодиоды могли испускать только определенную световую волну: зеленую, красную или желтую. Поэтому LED-элементы встраивались в электрические схемы в виде индикаторов. В процессе развития микроэлектроники были найдены материалы, позволяющие получить световую волну широкого спектра. Однако полностью эта проблема не решена: в свечении светодиодных ламп преобладает или синяя длина волны или красная с желтым. По этой причине они и делятся на холодные и теплые соответственно.

Читайте также:  Замена ДРЛ 250 на светодиодные лампы (схема подключения)

Виды и типы светодиодных ламп.

Четкая классификация у светодиодных ламп отсутствует: изделия производятся слишком разных форм, цветов и конфигураций.

По способу применения:

  1. Источники света общего назначения для освещения квартир и офисов. Характеризуются углом рассеивания от 20 0 до 360 0 .
  2. Изделия направленного света. Такие лампочки называют спотами. Они используются для создания подсветок или выделения интерьерных зон в комнате.
  3. Изделия линейного типа, схожие с привычными люминесцентными лампами. Изготавливаются в виде трубок. Применяются в технических помещениях, офисах, залах магазинов и в других пространствах, где важна пожарная безопасность. Создают яркую, красивую подсветку, которая подчеркнет необходимые детали.

По назначению светодиодные лампы делятся на:

  1. Изделия для уличного применения. Изготавливаются в пыле- и влагозащищенном корпусе.
  2. Изделия для производственных целей, коммунальных служб. Дополняются антивандальным прочным корпусом. Изготавливаются с особыми требованиями к характеристикам освещения: стабильность, срок службы, условия эксплуатации.
  3. Бытовые лампы. Характеризуются невысокой мощностью, стильным дизайном, электро- и пожаробезопасностью, качеством светового потока (индекс цветопередачи, коэффициент пульсации и др.).

Исходя из потребляемого напряжения тоже выделяют три вида ламп:

  1. С питанием 4 В. Маломощные светодиоды, которые потребляют от одного до 4,5 В. Излучают свет разных длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового.
  2. С питанием 12 В. Такое напряжение безопасно для человека, поэтому эти источника света подходят для помещений с повышенной влажностью. Часто выпускаются со штырьковыми цоколями, что усложняет процесс подключения. Дополнительная трудность может быть в необходимости специального блока питания, который снизит напряжение сети до 12 В. Удобны для использования автолюбителям и туристам: они могут организовать освещение от аккумулятора.
  3. С питанием 220 В. Самый распространенный вид. Широко применяются для бытовых нужд.

Типы цоколей.

Чтобы LED источники света подходили к уже применяемой схеме электроснабжения домов, их оснащают винтовыми цоколями. В качестве альтернативы светильникам галогенного типа выпускают лампы со штырьковыми цоколями. Основные типы представлены в таблице.

Самый распространенный винтовой тип для бытовых источников света.

Винтовой цоколь для маломощных ламп.

Винтовой цоколь для мощных источников света ( в основном уличных).

Штырьковые контакты для маленьких лампочек.

Штырьковый контакт для мебельных и потолочных источников света.

Аналогично GU5.3, но расстояние между контактами составляет 10 мм.

Штырьковый контакт для плоских светильников.

Контакт, аналогичный люминесцентным трубчатым лампам.

Технические характеристики и маркировка светодиодных ламп.

Выпуском светодиодных источников света занимается множество мировых и российских компаний: OSRAM, Gauss, ASD, Philips, Navigator, ЭРА и другие. О самых популярных из них можно прочитать в статье «Рейтинг светодиодных ламп 2019 года».

Перед покупкой LED лампы стоит внимательно изучить технические ее свойства, указанные на упаковке. Их довольно много. Чтобы не запутаться, рассмотрим их подробнее.

Пример маркировки технических свойств на упаковках.

Мощность (измеряется в Вт). Показывает, сколько электричества потребляет осветительный прибор. По этому параметру светодиодные источники света на порядок превосходят лампы накаливания. На упаковке указывается фактическая и эквивалентная мощность. Лампа на рисунке фактически потребляет 9 Вт. Она заменяет лампу накаливания мощностью 75 Вт. За счет этого достигается экономия электроэнергии и семейного бюджета.

Мощность промышленных и уличных светодиодных источников света может доходить до 1000 Вт. Но для бытовых нужд фактической мощности от 2 до 20Вт вполне хватит. Для удобства пользователей составлены специальные таблицы с эквивалентными мощностями.

Мощность светодиодных, Вт Мощность люминесцентных, Вт Мощность ламп накаливания, Вт
1 3 15
3 7 35
5 11 50
7 15 70
9 19 90
12 25 120
15 31 150
18 36 180

Световой поток (измеряется в Лм). Этим параметром описывается яркость. Чтобы было понятнее можно представить свет от ламп накаливания мощностью 40, 60 и 100 Вт. Их световой поток аналогичен яркости LED-элементов в 400, 600 и 1000 Лм соответственно. Для удобства стоит запомнить последнюю пару цифр и ориентироваться по ним: традиционная 100 ваттная лампа «Ильича» имеет яркость в 1000 Лм.

Срок службы в часах. Количество часов, которое проработает источник света. По этому показателю LED-элементы лидируют: в среднем они работают в 25 раз больше, чем традиционные лампы.

Однако стоит иметь в виду, что яркость лампы напрямую зависит от количества выработанных часов. Чем старше лампа, тем тусклее она светит. В мире принят стандарт L70. И если на упаковке написано, что световой поток по L70 равен 50000 часов, то означает, что по истечении времени яркость составит всего 70% от первоначальной.

Некоторые производители указывают большой срок службы, но приписывают, что гарантируют его при определенных условиях работы: например, если лампа будет работать в сутки не более трех часов. Это тоже прописывается на упаковке, но как правило сбоку.

Тип цоколя. На рисунке указан тип цоколя Е14 − для небольших светильников.

Цветовая температура (измеряется в К). Характеризует теплоту света. Из-за конструктивных особенностей светодиоды способны давать световой поток разной теплоты: с преобладанием синего спектра или красного с желтым.

Цветовая температура имеет широкий диапазон:

  • До 2800 К – теплый желтый свет с красным оттенком (аналогичен лампам накаливания небольшой мощности);
  • 3000 К – теплый белый свет с желтым оттенком (аналог – галогенные источники света);
  • 3500 К – естественный нейтральный белый свет (аналог – люминесцентные лампы; цвет не искажает цветовосприятие, глаза не устают);
  • 4000 К – холодный белый (хорошо освещает пространство, подходит для кухни, офисов, кабинетов);
  • 5000-6000 К – дневной свет (очень яркий, подходит только для производственных помещений);
  • 6500 К и выше – холодный дневной с голубоватым оттенком (применяется в больницах, технических помещениях, при фото- и видеосъемке).

Цветовая температура led-ламп

При подборе цветовой температуры для освещения жилого помещения стоит отметить, что чем она ниже, тем более способствует расслаблению и спокойствию. Более холодные цвета бодрят и настраивают на рабочую обстановку.

Индекс цветопередачи. Определяет, будет ли искажение цветов в помещении. Обозначается латинскими буквами CRI или Ra и цифрами от 1 до 100. Чем ниже его значение, тем сильнее искажение цветов. При индексе 100 искажения не будет совсем. Для использования в доме советуют применять лампы с индексом цветопередачи не менее 80-90.

Габаритные размеры (указываются в мм). Размеры светодиодных источников света чуть больше, чем у аналогичных ламп накаливания. Поэтому, подбирая лампочку к определенному плафону или светильнику, не забудьте проверить габариты. Иначе есть вероятность, что она просто не поместится, куда нужно.

Угол рассеивания. Это угол, на который расходятся световые лучи от источника. Чем параметр выше, тем больше освещаемая площадь. Из-за конструктивных особенностей светодиод всегда светит в основном прямо. Поэтому в лампу встраивают несколько LED-элементов. В зависимости от их расположения внутри корпуса светильника угол рассеивания света может составлять от 30 0 до 360 0 .

Это позволяет создавать, как узконаправленные световые потоки, так широко освещать помещение. Дает возможность для интересных дизайнерских решений. Выбирать угол рассеивания стоит исходя из задачи светильника: для потолочных спотов достаточно 90 0 -180 0 , а для точечной подсветки подойдет и 30 0 .

Также на упаковках указывается:

  • в каком диапазоне напряжений работает источник света (чем он шире, тем выше вероятность того, что источник света, особенно недорогой, не перегорит при скачках в электросети);
  • возможность подключения через диммер – обозначается вот таким значком;
  • коэффициент пульсации (мерцания). Определяется равномерностью свечения. У хороших светодиодных ламп он составляет около 5%, что комфортно для глаз. Источники света с коэффициентом пульсации выше 35% использовать не стоит.

Как подключить светодиодную лампу.

Подключение аналогично лампам накаливания и люминесцентным — следует обесточить патрон и вкрутить в него лампу.

Если необходимо подключить несколько LED источников света, то возможны следующие варианты соединения: последовательный и параллельный.

Однако данное подключение не стоит применять на практике. Даже светодиоды из одной партии не гарантируют одинакового падения напряжений. Из-за этого ток на отдельном LED элементе может превысить допустимый, что может спровоцировать выход элементов из строя.

Последовательный вариант требует минимального количества проводов, но применяется крайне редко. Причиной этому служат два недостатка. Во-первых, при перегорании одной лампочки из строя выходит вся цепь. Во-вторых, лампы работают не в полную силу, так как при последовательном соединении напряжение суммируется. Пожалуй, единственные случаи, где оправдано последовательное соединение – это елочная гирлянда и освещение подъездов. В этих случаях допустимы низкие показатели мощности у многих источников света.

Схема довольно проста:

  • от распределительной коробки фаза идет на выключатель;
  • от выключателя фаза переходит к светодиодной лампе;
  • ко второму контакту последней лампы в цепи подключают нулевой провод;
  • от ламп к друг к другу переходит фазовый провод.

Последовательная схема подключения светодиодных ламп.

Параллельный способ применяется чаще всего. Главное преимущество – подача одинакового напряжения ко всем лампочкам в цепи. В случае перегорания из цепи выпадает лишь, вышедший из строя источник света, который легко заменить.

Параллельно можно соединить двумя способами: лучевым и по шлейфной схеме.

Лучевой метод отличается надежностью. Хотя при этом требуется большое количество кабеля. И важно продумать момент соединения всех элементов. Чаще всего для этого используют клеммную колодку. С одной стороны на ее перемычки подают фазу. С обратной стороны подключают провода, тянущиеся от лампочек. Внутри клеммную колодку рекомендуется заполнить антиокислительной пастой. Также вместо колодки использовать скрутку проводов со спайкой.

Схема параллельного лучевого подключения через клеммную колодку.

При использовании шлейфной схемы фазный и нулевой провода от щитка и выключателя подключаются к первой лампочке. От нее кабель подается на вторую и так далее. Таким образом, каждая лампочка (кроме последней) соединяет с четырьмя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми.

Схема параллельного подключения по шлейфной схеме.

Подключение лампочек, работающих от напряжения 12В, аналогично, только в схему необходимо включить понижающий трансформатор.

Схема параллельного подключения точечных светильников 12В через трансформатор.

Преимущества и недостатки светодиодных ламп.

  • энергоэффективность – потребляемая мощность в 8-10 раз меньше, чем у ламп накаливания;
  • большой срок службы – светят примерно в 25 раз дольше ламп накаливания;
  • практически не нагреваются;
  • широкий выбор цветовых температур позволяет «играть» с освещением интерьера;
  • стабильная яркость при перепадах напряжения;
  • мгновенное включение;
  • количество включений не влияет на работоспособность;
  • стойкость к механическим повреждениям и вибрациям;
  • возможность применения в «умном доме»;
  • отличные декоративные качества – выпускается множество интересных форм и размеров;
  • не привлекают мошек и других насекомых из-за отсутствия ультрафиолетового свечения;
  • безопасная утилизация и эксплуатация из-за отсутствия в составе опасных веществ.
  • сравнительно высокая стоимость, хотя она постоянно снижается;
  • мерцание (пульсация), которое невидно невооруженному глазу, но очень опасно для зрения (более распространено в дешевых моделях, которые часто производятся без драйвера);
  • сложность конструкции приводит к повышению стоимости и снижению надежности в сравнении с лампами накаливания;
  • непригодны для использования при очень низких и очень высоких температурах;
  • во многих моделях яркость невозможно регулировать при помощи диммера;
  • если используется выключатель с подсветкой, то LED лампа может мерцать или светиться в выключенном состоянии (как этого избежать, читайте в статье «Почему моргает светодиодная лампа»);
  • снижение яркости в процессе эксплуатации;
  • высокий процент брака среди изделий, особенно среди недорогих.

В заключение стоит отметить, что светодиодные источники света – действительно экономичные осветительные приборы. Только перед выбором надо внимательно изучить технические характеристики.

Во-первых, ими экономически целесообразно заменять лампы накаливания мощностью свыше 60 Вт. Иначе стоимость самой светодиодной лампы не окупится.

Во-вторых, стоит заменять только источники света в светильниках, которые работают максимальное количество часов в день.

И, в-третьих, специалисты советуют вначале опробовать несколько марок светодиодных ламп, чтобы определить, чья цветовая температура (и другие параметры) устроит ваши глаза на 100%.

Схема светодиодной лампы на 220 в

В отличие от обычных ламп накаливания, полупроводниковые лед светильники потребляют намного меньшие объёмы электроэнергии и относятся в связи с этим к категории экономичных. При этом долговечность их эксплуатации для некоторых моделей осветителей возрастает в несколько раз. С образцами современных моделей светодиодных лед ламп можно ознакомиться на рисунке, приводимом ниже.

Схема светодиодной лампы на 220 в спроектирована таким образом, что напряжение на её выходе посредством драйвера понижается до требуемой величины, которая, как правило, не превышает 1,8-4,0 Вольта (на каждом из светодиодов).

Принцип действия светодиодных ламп

Светодиодная лампочка представляет собой полупроводниковый элемент, содержащий в своём составе несколько слоёв, ответственных за преобразование текущего через них тока в видимый свет.

Важно! При изменении состава этого слоя в нём генерируется излучение определенного цвета (красного, зелёного, жёлтого или синего).

Поскольку лампы, в состав которых входят светодиоды, должны обеспечивать получение чистого дневного света, их разработчикам пришлось применить небольшую хитрость, заключающуюся в покрытии синего излучателя жёлтым люминофором. В такой конструкции под воздействием фотонов синего диапазона жёлтый люминофор начинает испускать собственное бесцветное излучение.

Типы светодиодов

За счёт различных подходов к сборке полупроводниковых чипов удалось создать следующие разновидности светодиодных излучателей:

  • DIP – светодиодные лампы, изготавливаемые на основе кристалла с размещённой сверху линзой и двумя подводящими проводниками. Этот вариант наиболее распространён на практике и используется для организации подсветки в различных световых устройствах;
  • Так называемая «Пиранья», частично напоминающая предыдущую конструкцию, но имеющая четыре вывода. Увеличение числа контактов повышает её надёжность и способствует улучшению отвода тепла (смотрите рисунок ниже);

Дополнительная информация. Такие светодиоды по большей части применяются в автомобилестроении.

  • SMD-светодиодные излучатели могут размещаться на плоских поверхностях, за счет чего удается уменьшить габариты светильника, а также улучшить теплоотводящие свойства. Они выпускаются в самых различных исполнениях и применяются в современных источниках светового излучения;
  • Изделия, изготавливаемые по СОВ технологиям, согласно которым чип впаивается непосредственно в плату. За счет такого устройства полупроводниковый лед переход надёжно защищается от окисления и перегрева. Одновременно с этим существенно повышается интенсивность диодного свечения.

Обратите внимание! Особенность перечисленных выше исполнений состоит в том, что в случае перегорания светодиода его придётся менять полностью, поскольку отремонтировать эти изделия путём замены отдельного чипа невозможно.

Ещё один недостаток таких светодиодов – их маленький размер, что вынуждает собирать их в группы по несколько штук. Кроме того, встроенный в них кристалл постепенно стареет, вследствие чего яркость лед излучателя со временем снижается. Далее будет рассмотрено устройство светодиодной лампы на 220в.

Устройство LED-диодов

Устройство светодиодной лампы на 220 вольт не отличается большой сложностью и вполне может быть рассмотрено даже на любительском уровне. Классическая светодиодная лампа на 220 вольт включает в свой состав следующие обязательные элементы:

  • Несущий корпус с цоколем;
  • Специальную рассеивающую линзу;
  • Отводящий тепло радиатор;
  • Модуль светодиодов LED;
  • Драйверы светодиодной лампы;
  • Блок питания.

Ознакомиться со строением LED-лампы на 220 вольт (технология СОВ) можно на размещённом ниже рисунке.

Этот светодиодный прибор изготавливается как единое целое и содержит в своей конструкции большое количество однородных кристаллов, распаиваемых при сборке с образованием многочисленных контактов. Для его подключения к драйверу достаточно присоединить всего одну из контактных пар (остальные кристаллы подключены параллельно).

По своей форме эти изделия могут быть круглыми и цилиндрическими, а к сети они подсоединяются посредством специального резьбового или штырькового цоколя. Для светодиодной системы общего пользования, как правило, выбираются светильники, показатель цветовой температуры которых составляет 2700К, 3500К или 5000К (при этом градации спектра могут принимать любые значения). Такие приборы довольно часто применяются в декоративных целях и для освещения рекламных баннеров и щитов.

Рассмотрим отдельные модули светодиодной лампы более подробно.

Драйвер

В упрощённом виде схема драйвера, используемого для питания лампы от сети 220 Вольт, выглядит, как это изображено на рисунке ниже.

Количество деталей в этом устройстве, выполняющем согласовательную функцию, относительно невелико, что объясняется особенностями схемного решения. Его электрическая схема содержит в своём составе два гасящих резистора R1, R2 и подключённые к ним по встречно-параллельному принципу светодиоды HL1и HL2.

Дополнительная информация. Такое включение ограничительных элементов обеспечивает защищённость схемы от обратных выбросов напряжения питания. Помимо этого, в результате такого включения частота поступающего на лампы сигнала возрастает вдвое (до 100 Гц).

Сетевое напряжение питания с действующим значением 220 Вольт подаётся в схему через ограничительный конденсатор С1, с которого оно поступает на выпрямительный мостик, а затем – непосредственно на лампу.

На заметку. Простота схемы согласующего устройства (драйвера) допускает возможность его ремонта своими руками.

Источник питания

Типовая схема источника питания LED-лампы изображена на рисунке, представленном ниже.

Эта часть осветительного прибора выполнена в виде отдельного блока и поэтому может свободно извлекаться из корпуса (с целью её ремонта своими руками, например). На входе схемы имеется выпрямительный электролит (конденсатор), после которого пульсации с частотой 100 Герц частично исчезают.

Резистор R1 необходим для образования цепочки разряда конденсатора при отключении схемы от источника питания.

Самостоятельный ремонт

В случае выхода из строя простейшего LED-осветителя, изготовленного на основе отдельных светодиодных элементов, его ремонт может быть осуществлён своими руками. Самостоятельный ремонт светодиодных ламп и устройств, электрические схемы которых были рассмотрены ранее, сводится к простой замене неисправных блоков и деталей.

Корпус изделия легко разбирается после того, как его аккуратно отделяют от цокольной части. Внутри конструкции располагается плата с рабочими светодиодами, количество которых отличается у разных моделей (смотрите фото ниже).

Обратите внимание! У широко распространённой модели лампы типа «MR 16», например, общее число светодиодов равно 27-ми 1,5 вольтовым элементам.

Для того чтобы получить доступ к печатной плате с размещенными на ней диодами, достаточно удалить защитную стеклянную линзу, аккуратно поддев её хорошо отточенной отверткой.

После разборки корпуса светодиодного изделия необходимо будет предпринять следующие шаги:

  • Обнаруженные ранее неисправные (несветящиеся) диоды после дополнительной проверки нужно будет заменить. Для оценки их исправности следует воспользоваться измерительным прибором (мультиметром), включённым в режим «Прозвонка»;

Дополнительная информация. Проверить исправность остальных элементов, которые содержит данная электросхема, можно путём подачи на них напряжения величиной от 1,5 до 2,5 Вольт (исправные диоды при подаче такого потенциала должны загораться).

  • При проверке потенциалами более 5-ти Вольт последовательно с проверяемым элементом включается ограничивающий резистор номиналом порядка 4,7-5,1 Ком;
  • В случае если все установленные в плату диоды исправны, но при горении постоянно мерцают, причиной этого может быть «пробой» конденсатора С1.

Для того чтобы убедиться в этом, следует проверить его номинальную ёмкость тем же мультиметром (о том, как это сделать, можно узнать в инструкции по применению прибора). Другой подход к решению данной проблемы предполагает простую замену конденсатора другим, заведомо исправным элементом, рассчитанным на напряжение не менее 400 Вольт.

Самостоятельное изготовление светильника

Изготовить осветитель на основе светодиодов своими руками, как говорится, «с нуля» – дело хлопотливое и не для всех подходящее. Проще сделать это, воспользовавшись уже отработавшим свой ресурс старым светильником подобного типа.

В этом случае самодельная светодиодная лампа будет набрана из новых элементов, запаянных на демонтированную из старого устройства или отремонтированную плату. Если на ней остались рабочие диоды, нужно будет заменить сгоревшие элементы новыми (желательно того же типа и конструкции).

Обратите внимание! При изготовлении фирменных ламп из соображений выгодности продаж рабочий ток отдельных светодиодов выбирается с предельно большим значением. При переделке такого устройства желательно впаять последовательно с каждым элементом ограничительное сопротивление порядка 1 Ком.

При необходимости для изготовления лампы своими руками можно использовать старую плату со схемой драйвера, заменив в ней все неисправные детали.

При отсутствии необходимых плат и деталей драйвер можно изготовить, ориентируясь на рассмотренную выше схему блока питания, совмещённого с преобразователем (смотрите рисунок выше). При доработке к ней следует добавить ещё один резистор (обозначим его как R3), используемый для разрядки конденсатора С2. В результате получится приведённая ниже схема.

Помимо резистора, в неё добавлены два типовых стабилитрона (VD2,VD3), обеспечивающих его шунтирование при обрыве цепи нагрузки.

Дополнительная информация. Если грамотно подобрать напряжение стабилизации ограничивающего диода, вполне можно будет обойтись одним стабилитроном.

Данная схема драйверного устройства рассчитана для подключения 20-ти бесцветных светодиодов определённого типа. Если их класс или общее количество будет иным, следует изменить номинал конденсатора С1 таким образом, чтобы нагрузочный ток в диодной цепочке был не менее 20-ти мА. Указанное его значение гарантирует достаточную яркость свечения этих приборов.

В качестве питающей драйвер схемы, как правило, используется узел, в состав которого не входит громоздкий трансформаторный элемент (такое включение называется «прямым»). Отсутствие трансформатора существенно упрощает сборку модуля и сокращает его размеры.

Важно! Но в этом случае реальна угроза попадания высокого напряжения на выход схемы (в случае пробоя ряда последовательно включённых элементов, например). Единственное утешение состоит в том, что такое случается крайне редко.

В заключительной части обзора отметим, что принципиальные схемы большинства из поступающих в продажу светодиодных изделий почти не отличаются одна от другой. Определённые различия наблюдаются лишь в типе используемых в них компонентов, а также в способе формирования выходного напряжения, осуществляемого драйвером.

Добавим к этому, что лампы на светодиодах, оснащённые специальными драйверами, надёжно защищаются от колебаний напряжения в сети, а входящий в их состав радиатор обеспечивает защиту изделия от перегрева. Применение самостоятельно изготовленных модулей за счёт их дополнительной доработки может существенно продлить сроки эксплуатации осветительных устройств, собранных на их основе.

Видео

Расшифровка маркировки светодиодных ламп

Для многих покупателей маркировка светодиодных ламп представляется набором непонятных цифр и буквенных обозначений. Но каждый пункт говорит о важном параметре изделия, а все вместе они дают полную информацию и помогают выбрать изделие с нужными параметрами.
[list]

Мощность

Этот параметр отражает количество электроэнергии, потребляемой лампой за час работы. Обозначается в Ваттах. Большинство производителей указывает мощность на лицевой стороне упаковки крупными цифрами. Рядом иногда помещают эквивалентное значение, соответствующее световому потоку аналогичной лампы накаливания. Ориентироваться на него безоговорочно не стоит, так как яркость свечения лампы зависит не только от ее мощности, но и от эффективности работы. Ниже представлено сопоставление различных типов ламп с разной мощностью, излучающих одинаковый световой поток.

Световой поток

Именно этот параметр помогает получить представление о реальной силе производимого прибором света. Измеряется он в люменах, краткое обозначение – лм. Зная оба показателя, легко определить световую эффективность лампы. Формула такова:

Световой поток/мощность = светоотдача.

Если получилось значение от 90–100 лм/Вт, значит, прибор будет светить так же ярко, как лампочка накаливания мощностью в 7–8 раз выше. Получается, что обычную стоваттную заменит светодиодный аналог на 12–15 Вт. Зная разницу мощностей, легко высчитать количество сэкономленной электроэнергии при использовании более эффективной лампы.

Цветовая температура

На эту составляющую маркировки светодиодной лампы стоит обратить особое внимание. Цветовая температура обозначается в Кельвинах. Она характеризует оттенок свечения, который может быть насыщенным или бледным желтым, белым или голубоватый. Если вы выбираете лампу для дома, ориентируйтесь на цветовую температуру 2700 К. Таково среднее значение лампы накаливания, свет которой наиболее привычен для наших глаз, соответствует утреннему и вечернему естественному освещению.

Лампы, создающие нейтральное (3500–4 тыс. К) и холодное белое освещение (от 4 тыс. К), подойдут для кабинетов, офисных, административных, производственных помещений. Ученые доказали: свет с короткой длиной волны, то есть холодный белый, приостанавливает выработку в организме гормона мелатонина, чрезвычайно важного для нашего здоровья. Поэтому вечером и утром находиться под искусственным «дневным» освещением нежелательно. Кроме того, холодное освещение плохо влияет на сетчатку глаза ребенка, поэтому в детских помещениях устанавливаются лампы, цветовая температура которых находится на уровне 2700 К.

Индекс цветопередачи

Измеряется в Ra или CRI. Характеризует то, насколько точно освещаемый предмет сохраняет свои естественные оттенки. Индекс цветопередачи яркого дневного солнечного света равен 100 CRI. Для искусственного освещения нормальным считается показатель выше 75 CRI.

Условия эксплуатации

Производитель также указывает на упаковке, какие параметры безопасны для эксплуатации прибора освещения. К ним относятся:

  • температура окружающего воздуха;
  • напряжение сети и частота тока;
  • пиковый ток потребления.

Тип колбы

В маркировки светодиодных ламп этот параметр обозначается буквой, которая показывает форму колбы, и числом, отражающим ее диаметр:

  • А – грушевидная колба, как у стандартной лампы накаливания;
  • G – шарообразная;
  • B, C – «свеча»;
  • R – «гриб».

На упаковке также указано, матовая это колба или прозрачная.

Тип цоколя

Обозначается аналогично маркировке колбы: буква отражает тип цоколя, цифра – диаметр или расстояние между штырьками. Значения для бытовых светодиодных ламп: E 27 (большой) и E14 (малый, «миньон»). Это круглые цоколи с резьбовым соединением, которые внедрил еще изобретатель Эдисон.

Есть и другие виды маркировки цоколей светодиодных ламп для потолочных светильников: GU 10, GU 5.3, G 13. Их характерная особенность – наличие двух штырьков с утолщениями или без них. Внимательное изучение маркировки и сопоставление аналогичных параметров различных ламп помогает выбрать наиболее эффективный и качественный прибор. Главное – не торопиться с покупкой до тех пор, пока вы не найдете нужное изделие с подходящими параметрами.

Расшифровка обозначений светодиодных ламп

В современном мире люди предпочитают использовать светодиодные светильники вместо традиционных ламп накаливания, так как они являются экономичными и долговечными источниками света. В отличие от обычных осветительных приборов, LED-светильники имеют множество характеристик, включенных в обозначение светодиодных ламп.

Дабы не ошибиться с выбором, понадобится расшифровка надписей на упаковке – маркировки светодиодных ламп. Разобраться несложно, достаточно заострить внимание на нескольких параметрах, чтобы понять, какой конкретно осветительный прибор нужен.

Мощность

Характеристика обозначает, сколько электроэнергии в час потребляет источник света, измеряется в ваттах (Вт или W). Обычно мощность пишется крупными цифрами на фронтальной стороне коробки, а рядом – эквивалентное значение лампы накаливания. Для дома достаточно от 3 до 20 Вт. Для уличного освещения подойдет 25 Вт. Если на упаковке не указано соответствующее значение мощности лампы накаливания, его можно найти в нижеследующем графике.

Появилось желание заменить светильник накаливания мощностью 100 Вт на светодиодный? По рисунку видно, что подойдет LED-лампа на 12 Вт. Она производит такой же световой поток, но потребляет в 10 раз меньше электроэнергии.

Световой поток

Параметр позволяет определить количество световой энергии, производимой светодиодом. Измеряется в люменах (лм, lm). С его помощью легко находят альтернативу традиционной лампе накаливания, пользуясь рисунком, рассмотренным выше. Зная световой поток и мощность осветительного прибора, определяют значение светоотдачи – нужно световой поток разделить на мощность.

Цветовая температура

Характеризует оттенок света и измеряется в кельвинах (К). Чем выше значение, тем холоднее цвет и больше световой поток.

Для создания в доме комфортной обстановки лучше выбирать лампы с желтоватым свечением (2700-3500 К). Теплая цветовая температура наиболее приятна для глаз и напоминает естественное освещение. Нейтральное белое (от 3500 К) и холодное (от 4000 К) освещение подойдет для офисов, производственных помещений, административных, учебных и медицинских учреждений.

В доме холодные светодиоды желательно не устанавливать, они плохо влияют на сетчатку глаза ребенка, не способствуют выработке мелатонина, важного для организма гормона, бодрят и возбуждают нервную систему. Детскую комнату лучше освещать лампами в 2700 К.

Индекс цветопередачи

Определяет, насколько искажается цвет освещаемых предметов, измеряется в Ra. У солнечного света индекс равен 100, у ламп накаливания – 90, у светодиодов – в диапазоне от 80 до 89. Значения от 80 считаются высокими.

Условия эксплуатации

На упаковке обозначаются параметры электрической сети – переменное напряжение 175-265 вольт (В), частота 50 Гц, температура окружающей среды от -40 до +40 градусов. Диапазон рабочей температуры может быть меньше, на это следует обратить внимание, так как при нарушении рекомендаций лампа может выйти из строя. Пиковый (максимальный) ток потребления составляет 0,056 А.

Тип колбы

Светодиодные источники света различаются по типу колбы и обозначаются буквой в соответствии с формой и цифрой – диаметром:

  • А – обычная грушеподобная колба, как у лампы накаливания;
  • С – свеча;
  • R – форма гриба;
  • G – шар;
  • T – трубчатая;
  • P – сферическая.

Тип цоколя

Важный параметр, зависящий от патрона, в который предстоит вставить лампу. Стандартные винтовые цоколи Е27 (диаметр 27 мм) и Е14 (диаметр 14 мм) наиболее популярны в быту. G4, GU5.3, GU10 – осветительные элементы с такими цоколями предназначены для полноценной замены галогенных светильников. GX53 используются для встроенных в мебель светильников. G13 – поворотный цоколь, используется в трубчатых лампах.

Угол рассеивания

Светодиоды обладают свойством направленного свечения. Чтобы помочь свету распространиться на большую поверхность, в LED-светильники устанавливают рассеиватели или крепят светодиоды под разными углами. Угол рассеивания может быть 30, 60, 90 или 120 градусов. В лампах для широкого применения угол составляет 210 гр.

Управление яркостью

Когда лампа работает через светорегулятор (диммер), есть возможность управлять яркостью (диммировать). Такой осветительный прибор стоит дороже, но только он способен изменять интенсивность свечения. Если подключить к регулятору обычный светильник, он не станет работать или будет моргать.

Коэффициент пульсации

Данный параметр (Кп) не часто обозначают на упаковке лампы, но от этого он не становится менее значимым. Коэффициент пульсации может повлиять на самочувствие человека. Определяют его с помощью осциллографа: амплитуду колебаний сигнала на светодиоде нужно разделить на напряжение выхода блока питания. Качественные лампы имеют Кп до 20 %, а светодиоды с драйвером тока – 1 %.

Защита от влаги и пыли

Параметр отсутствует на упаковке лампы, если она предназначена для использования в квартире. Если осветительный прибор можно эксплуатировать на улице, существуют обозначения IPXX, где XX – цифры, указывающие степень защищенности.

Срок службы

Производители пишут на упаковке количество часов, на которые рассчитаны диоды, а не вся лампа. Ресурс работы приблизителен, так как могут выйти из строя любые составляющие осветительного прибора. На срок службы влияет качество пайки радиодеталей и сборки корпуса.

Прежде чем купить светодиодную лампу, желательно научиться расшифровывать надписи на упаковке, это позволит сделать правильный выбор и получать максимум пользы и удовольствия от инновационных технологий.

Как расшифровывается маркировка на LED лампах?

Понимая, что светодиодная лампа – это инновационный источник света, экономный в потреблении, большинство людей при этом не разбирается в маркировке этих изделий. Знать, что означают написанные на лампах буквы и цифры, просто необходимо – это поможет выбрать нужную LED-лампу, подобрать именно те параметры, которые вы желаете.

Светодиодная лампа – это не простой источник света с нитью накаливания, это сложное устройство, имеющее множество модификаций, в зависимости от которых различаются и условия их правильной эксплуатации. Для того они и маркируются, чтобы потребитель мог легко выбрать LED-лампу по нужным ему параметрам.

  1. Как проводится классификация светодиодных ламп?
  2. Как маркируется LED-устройство?
  3. Выбор по назначению
  4. Конструктивные особенности
  5. Выбор по цоколю
  6. Выбор по параметрам светоотдачи и цветопередачи
  7. По световому потоку
  8. Значение цветовой температуры
  9. Световое распределение и регулируемые лампы
  10. Выбор по мощности и рабочему напряжению
  11. Нюансы при выборе светодиодного источника освещения
  12. Вывод

Как проводится классификация светодиодных ламп?

Маркировка светодиодных ламп проводится для ее стандартизации и вывода параметров источника LED-освещения для потребителей, чтобы проще было понять, какую именно лампу нужно купить. С каждым днем все больше желающих перейти на светодиодное освещение, причины такой заинтересованности понятны: длительность беспрерывной эксплуатации, высокая энергетическая эффективность, скорость реакции устройства на отключение электричества, стойкость к механическим воздействиям, невысокая рабочая температура, стойкость к перепадам напряжения.

При этом эксперты отмечают, что еще недостаточно хорошо изучен вопрос о воздействии светодиодного излучения на зрение, к минусам источника этого света можно отнести потерю яркости свечения после отработки 80% своего временного ресурса.

Светодиодные лампы

Классификация параметров LED-источника освещения до потребителя доносится маркировкой изделия на упаковке:

  • назначение лампы;
  • тип устройства источника света;
  • тип цоколя.

Кроме этих основных параметров существуют и другие факторы, влияющие на классификацию лампы. Потребителю важно, какая маркировка выносится на упаковку и что она обозначает.

Как маркируется LED-устройство?

Маркировка светодиодных ламп, расшифровка которых показывает потребителю этого изделия его технические параметры, выполняется по следующим стандартам:

  1. Указание мощности светодиодного источника света, это может быть 10 W, 25 W.
  2. Длительность беспрерывного периода эксплуатации, обычно пишется около 50 000 часов, но разные производители могут устанавливать собственный срок эксплуатации в соответствии с возможностями LED-устройства.
  3. Литерная маркировка «А», «А+» или «А++» показывает степень энергетической экономии источника света.
  4. Литерное и цифровое обозначение вида «А55» указывает на то, что у лампы стандартная колба, другого вида сочетания букв и цифр указывают на возможные ее вариации: зеркального вида, в форме свечи, матовая колба, другие формы.

Буквенное обозначение на LED-изделиях

  1. Тип цоколя у источника освещения.
  2. Цветовое воздействие для правильного выбора свечения лампы.
  3. Яркость лампы, сила светового потока.
  4. Качество передачи цвета.
  5. Технические возможности работы источника света, например, область рабочего напряжения 150–240 вольт, частота сети 50/60 герц.
  6. На упаковке указываются и пределы допустимых эксплуатационных температур светодиодного изделия освещения, обычно это от –40 до +40 °C.

Когда покупатель правильно оценивает возможности источника освещения по его параметрам, указанным в маркировке, тогда его приобретение будет служить ему дольше.

Выбор по назначению

Когда лампа выбирается по назначению: для дома, уличные светильники, освещение склада – во всех случаях обращают внимание на то, как выполнена маркировка ламп, характеризующая ее возможности и технические параметры.

В квартирах и частных домах часто применяются источники LED-освещения с цоколем E27, или же Е14. Часто светодиодное освещение применяется как подсветка определенных зон пространства в дополнение к основному источнику света. Широкое применение из-за конструктивных особенностей и возможностей светового потока получили LED-источники в уличном освещении частной территории, в подсветке архитектурных объектов, а также для эффективного восприятия ландшафтного дизайна в темное время суток.

Применение LED-источников света

Конструктивные особенности

Производители делают обозначение ламп по конструктивным особенностям и подразделяют их на следующие виды:

  • изделия общего применения: частные дома, квартиры, офисы;
  • LED-источники освещения прожекторного исполнения, применяемые в качестве уличного освещения, для подсветки монументов, ландшафта загородного дома;
  • линейные изделия, которые могут пойти на замену люминесцентных ламп по конструкции исполнения, с поворотным цоколем и трубчатой колбой.

Выбор по цоколю

Светодиодное техническое устройство, исходя из назначения, изготавливается с разного вида цоколем. Наиболее часто встречающиеся в продаже и востребованные населением – LED-лампы со стандартным видом цоколя и литерным обозначением «Е», что характеризует резьбовое соединение с патроном. Стоящая рядом с литерой цифра определяет диаметр резьбового соединения, стандартный – Е27, который отлично подходит для замены источников освещения с нитью накаливания в таких светильниках как люстры, бра, настольные лампы. Для соединения «миньон» диаметр соединений меньший, чем у стандартного вида – Е14.

В освещении территории загородного дома в прожекторных устройствах применяются светодиодные источники освещения с цоколем Е40, и, соответственно, сама колба лампы больше.

Прожекторные LED-лампы

Соединение, маркируемое литерой «G» и «U», показывает, что это двухштырьковый цоколь с утолщением: «G» говорит о наличии штырькового соединения, а литера «U» об имеющихся утолщениях на кончиках штырьков. Этот вид соединения светодиодного источника аналогичен стартерному включению в люминесцентных лампах, обозначение «GU10» расшифровывается как двухштырьковое с расстоянием между штырьками в 10 миллиметров и имеющее утолщение по концам соединения. Такие лампы часто устанавливаются в потолочных светильниках.

Потолочные LED-светильники

Производители светодиодных ламп для замены галогеновых источников света выпускают LED-лампы маркировки «GU5.3», они отлично подходят к светильникам точечного освещения пространства.

В линейных изделиях применяется цоколь маркировки «G», который показывает, что он штырьковый, а цифра, стоящая рядом, говорит о расстоянии между ними. Трубчатого вида колба и соединение «G13» дает возможность устанавливать светодиодное освещение вместо люминесцентных ламп.

В современном дизайне помещений и предметах мебельного гарнитура возможно использование подсветки накладными LED-светильниками. Для этих целей, а также для подсветки потолочного покрытия выпускается соединение «GX53».

Таблица обозначения цоколя

Выбор по параметрам светоотдачи и цветопередачи

При правильной организации освещения помещения большое значение имеет комплексность освещения пространства и правильная передача цвета освещаемого объекта. Это зависит от силы светового потока и цветопередачи изделия.

Выбирая нужный источник освещения, потребитель обращает внимание на типы колб ламп, а также на обозначение цветовой передачи лампы «Ra». Этот показатель дает понимание о способности источника освещения правильно передать натуральный цвет освещаемого объекта. В качестве эталонной величины экспертами принимается солнечный свет – 100 Ra, а LED-источники освещения имеют параметры 90 Ra. Справедливости ради надо отметить, что источники света с нитью накаливания имеют также 90 Ra, но они не настолько эффективны в других показателях.

По световому потоку

Световой поток LED-источника освещения измеряется в люменах, этот параметр важен, он показывает мощность свечения. Кроме этого световой поток характеризуется высокой эффективностью, другими словами, отношением мощности свечения (люмен) к потребляемой мощности LED-устройства (ватт), это лм/Вт, что показывает, насколько выбранная модель лампы экономична.

Для сравнения светимости LED-источников с лампами, имеющими нить накаливания, есть специальные таблицы. Источник света мощностью в 40 ватт создает световой поток в 400 люмен. Производители на упаковке указывают мощность светового потока, у светодиодных ламп этот показатель в разы выше, чем у простой лампы. Выбирая лампу по этим параметрам, необходимо принимать во внимание, что светодиодный источник света уменьшает свою яркость свечения, когда время его эксплуатации вырабатывается.

Значение цветовой температуры

В отличие от простой лампы с нитью накаливания, которая имеет единственный цвет – желтый, LED-источники освещения могут передавать большой спектр цветовой гаммы. Когда строится шкала цветопередачи, в основу берется цвет разгоряченного металла, а за единицу измерения принимаются кельвины. По температуре цвета дневной свет экспертами приравнивается к температуре в пределах 4 000-6 000 градусов по кельвину, а металл, который раскалили – к 2 700 градусов К.

Цвета с температурой больше 6 500 градусов К специалисты относят к холодному свечению с голубоватым оттенком. Выбирая домой лампу, надо всегда принимать во внимание эти параметры, так как при разном освещении пространства по-разному могут отображаться предметы обстановки квартиры, что влияет на чувствительность глаз.

Таблицы соотношения цвета и температуры

Световое распределение и регулируемые лампы

Преимущество светодиодов перед обычными источниками света в том, что они могут создавать направленное освещение, иными словами, светят перед собой. Эта способность хорошо применяется в лампах для ночников, в зональном освещении квартиры.

Для того чтобы добиться равномерного освещения пространства, LED-лампы комплектуются рассеивателем или установкой в лампе светодиодов под разным углом. Световой поток с применением этих способов может распространяться на 60 или 120 градусов.

Аналогично лампам с нитью накаливания светодиодные лампы можно регулировать, для этого нужен диммер, специальный регулятор. В сравнении с люминесцентными экономными лампами это преимущество, так как у тех нет такой возможности. Используя регулятор в помещении, добиваются комфортного освещения. Надо отметить, что такой возможностью обладают не все лампы этого вида, необходимо обращать внимание на маркировку на упаковке.

Выбор по мощности и рабочему напряжению

Каждый покупатель электрической лампочки изначально обращает внимание на мощность изделия и рабочее напряжение. Параметр потребляемой мощности играет значительную роль в потреблении электрической энергии и в квартире, и в уличном освещении.

Рабочее напряжение для светодиодной лампы – важный показатель, обычно это 12 вольт постоянного напряжения, его обеспечивает драйвер при помощи преобразования 220 вольт и переменного тока в нужные параметры. Благодаря драйверу лампы этого типа работают от сети 220 вольт. Параметр питания светодиодного источника может быть разный – от 12 до 24 вольт, а также ток может быть переменным или постоянным. Все данные указываются на маркировке изделия.

Нюансы при выборе светодиодного источника освещения

Специалисты не рекомендуют устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах, они имеют даже при теплом свете оттенки синего, что тонизирует поведение детей. Всегда обращайте внимание, выбирая лампу, на маркировку соединения, оно должно быть таким же, как на патроне.

К сожалению, достаточно часто изготовители светодиодных ламп завышают срок гарантийной эксплуатации. Поменять лампу можно по чеку из магазина. Также надо вернуть обратно лампу, имеющую пульсацию в свечении, даже малозаметная, она может навредить зрению. Проверяется это просто – надо камеру вашего смартфона навести на источник света, если появится мигание, значит, есть пульсация.

Хороший производитель светодиодных ламп всегда на упаковке оставляет свои контакты, если таких нет, то надо отказаться от приобретения данного изделия.

Вывод

Качественная работа выбранной вами светодиодной лампы во многом зависит от параметров вашей электрической сети: чем меньше колебаний, тем дольше будет работать источник света. LED-лампы не относятся к дешевой покупке, по этой причине надо всегда обращать внимание на имеющуюся маркировку на упаковке, учитывать все параметры, которые может дать источник света.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: