Подключение люстры к двойному выключателю: схема соединения с 2, 3, 4 проводами

Подключение люстры к двойному выключателю: схемы + правила монтажа

Люстра не только дополняет общий дизайн помещения, но и служит источником света в темное время суток. Однако максимально возможный уровень иллюминации применяется не так часто, ведь верно? В большей части ощущается потребность в использовании экономного режима, когда функционирует только часть ламп.

С этой целью выполняют подключение люстры к двойному выключателю, позволяющему регулировать интенсивность освещения комнаты. Хотите произвести монтаж коммутирующего устройства самостоятельно, но не знаете, как это правильно осуществить?

Мы поможем вам разобраться со всеми нюансами этого процесса — в статье приведены схемы подключения прибора к выключателю с двумя клавишами, рассмотрены основные ошибки, которые допускают новички. Правильное соединение проводов позволит осуществлять управление, обеспечивая комфортное освещение.

Материал статьи снабжен фотографиями, схемами и рекомендациями в видеоформате по корректному выполнению подключения люстры своими силами. Изучив основные правила и схемы монтажа, можно приступать к работе.

Безопасность превыше всего

Работа с электропроводкой должна выполняться с соблюдением техники безопасности и выдержкой четкой последовательности действий.

В первую очередь правила касаются обесточивания проводки в процессе подгонки и зачистки проводов, монтажа рабочего механизма выключателя, подключения проводников в клемм и других действий.

Однако для определения нужного провода наличие электропитания все же понадобится, поэтому в работе необходимо быть максимально осторожными и выполнять все действия только специальными инструментами с качественной изоляцией рукояток.

Монтаж двойного выключателя осуществляется только в разрыв проводника фазы.

При инспектировании выполненной схемы разрешается включать и выключать осветительные приборы только после полной изоляции оголенных жил и их окончательного закрепления.

Применение двойных выключателей

Подключение люстры к электрической цепи на двойной выключатель позволяет как поочередно задействовать группу ламп, так и включать во всю мощность светотехнический прибор.

При этом двухфазное устройство может срабатывать, взаимодействуя только с двумя группами, количество ламп в которых не ограничено.

Такая регулировочная фурнитура может применяться в частном доме, где первая линия питает наружное освещение, а вторая – коридор, также в квартирах, распределяя электропитание между двумя комнатами санузла.

Двухклавишный выключатель – это пара одноклавишных, укомплектованных в одном корпусе, поэтому и схема подсоединения практически идентична.

Для воспроизведения плана монтажа изначально необходимо ознакомиться с конструктивными особенностями изделия и с подключаемыми к электросети элементами.

Устройство прибора с двумя клавишами

Модификаций и видов световых выключателей достаточно много. Однако двухклавишная электрофурнитура обрела популярность сравнительно недавно, когда освещение стало воспроизводиться с помощью многоламповых люстр.

Так появилась потребность распределения света посредством зонирования точечными светильниками.

№1 — модель самозажимного клеммника

Корпус прибора имеет стандартные параметры. В зависимости от модификации может быть накладной или встроенный, легко монтируется на внешнюю или внутреннюю часть стены.

Второй вид оснащен регулируемыми фиксаторами. С помощью винтов корпус прибора крепится в нужном положении.

Для крепления проводов в современных вариантах фурнитуры используются пластинчатые зажимы или прижимная планка с винтами.

Безвинтовая модель получила широкое распространение и просто незаменима при самостоятельной установке для новичков. Схема подключения и распределение контактов в большинстве случаев показана сзади корпуса. Также используются общепринятые маркировочные значения.

Основное условное обозначение – латинская буква L, означающая контакт для фазного провода. Рядом нанесена пара стрелок, направленных вниз. Они трактуются как указание направления двух отходящих фаз. Такой же смысл несут и цифры, указанные на месте стрелок.

В левой части размещены двойные контакты первой клавиши переключателя, в правой – второй.

Исходя из метода подключения, каждая из клавиш может обеспечивать напряжением в разных направлениях, например, включать несколько лампочек светильника или освещать комнату, расположенную рядом.

Для каждого из проводников определено свое назначение, поэтому оптимальный вариант – применение кабеля с жилами разных цветов. Это существенно упростит и ускорит электромонтажный процесс.

№2 — подключение безвинтовой модели

Процесс подключения самозажимных контактов значительно проще в сравнении с винтовыми. В первую очередь, отключают подачу электричества. Далее все жилы будущего контакта должны быть зачищены от изоляционного материала на 1 см.

Каждый контакт предусматривает фиксирование одной пары жил. Зачищенный провод вставляется до упора в соответствующее отверстие механизма.

После включения электричества нужно вычислить фазу питания. Для этой цели применяют индикаторную отвертку. После проверки подача тока должна быть прекращена.

Следуя схеме, указанной на обратной стороне рабочей части выключателя, необходимо поочередно присоединить разноцветные жилы, распределяя их по клавишам.

Рассмотрим подробный план действий на конкретном примере.

В нашем примере питающая фаза красного цвета соединяется с красным проводом, идущим на общий контакт двухпозиционного выключателя. На выходе из него уже получается два провода – бордового и желтого цветов.

Провод бордового цвета направлен в распределительную коробку. Там он подсоединяется к идентичному по цвету контакту и идет на первую группу лампочек люстры.

Согласно схеме, фазный контакт желтого цвета, уходящий в распределитель, должен быть соединен с аналогичным по цвету проводом, идущим на вторую группу светильников.

Ноль, изображенный на схеме голубым и тоже исходящий из электрощитка квартиры, идет напрямую к распределительной коробке, а затем к клеммной колодке, где подключается ноль каждой из группы ламп люстры.

Аналогично нулевой жиле идет желто-зеленая, отвечающая за землю.

При установке и подключению двойного выключателя его рабочий механизм прячут в подрозетник, фиксируя в нужном положении винтовым креплением. Далее на прибор ставят клавиши и декоративную накладку.

№3 — установка винтовых контактов

В этом случае схематических указаний нет. Визуально необходимо обозначить два нижних контакта, которые, вероятнее всего, представляют отходящие фазы, и верхний – питающую фазу.

Удостоверится в правильности действий можно методичным включением и отключением контактов: при включенных клавишах цепь замыкается, в положении выключено — цепь размыкается.

Механизм этого вида выключателя оснащен тремя винтовыми контактами, посредством которых подсоединяются жилы, и двумя винтами, приводящими в действие распорные лапки.

Для контактов винтового типа необходимо зачищать жилы на 0,5 см. Фиксация жил осуществляется с помощью пластины, которая приводится в движение винтами.

Проверка корректности подключения проводов

Первоочередная задача – проинспектировать насколько правильно был подключен выключатель. На одной из линий индикатор напряжения в разомкнутом положении должен показать наличие потенциала фазы.

Читайте также:  Светодиодная лента под натяжным потолком: как правильно крепится

На месте, где планируется устанавливать люстру, должны выходить две жилы, а именно нейтральный и фазный провод, идущий от переключателя.

Количество проводников у самого прибора будет больше, особенно когда подключается многорожковый светильник. Также возможно наличие заземляющей жилы, если в доме эксплуатируется электропроводка с системой заземления TN-C-S.

Для правильного распределения назначения каждого кабеля необходимо проверить наличие у них напряжения. Для этого есть несколько специальных приборов: индикатор, вольтметр, цифровой мультиметр и др.

Работать с индикатором напряжения несложно: необходимо прикасаться его наконечником к очищенному от изоляции участку проводки.

Только один кабель не подсвечивает прибор — ноль, остальные при контакте с отверткой будут вызывать его свечение — фаза. Поочередное переключение двух клавиш выключателя поможет распознать принадлежность провода к нужной клавише.

Подобный метод определения используется и при измерении цифровым мультиметром. Его необходимо выставить в режиме «Вольты» и задать шкалу — более 220 В. Чередуя необходимо прикасаться щупами к парам проводов.

Фазная пара не приведет к изменениям на циферблате прибора. Соединив щупами возможную фазу и ноль, можно наблюдать на индикаторе цифру 220 В. Если проводка имеет одинаковый цвет лучше разметить ее маркерами.

Расшифровка маркировки электропроводов

Для удобства идентификации и во избежание путаницы изоляция жил кабеля отличается цветами. Согласно стандартам, провод заземления имеет желтый цвет с полоской зеленого оттенка.

Такой проводник встречается в новостройках, где обеспечен высокий уровень защиты от поражения током.

Маркировка нейтрального проводника осуществляется изолирующей оболочкой синего или голубого цвета, в которую заключена жила. Для фазы могут применяться любые другие вариации оттенков, кроме указанных.

Варианты выполнения соединений

Подключение люстры и прочих приборов освещения выполняется методом опрессовки, спайки или посредством клеммных переходников.

Первый вариант предусматривает соединение проводниковых жил посредством их обжатия фиксирующей гильзой. Вся процедура осуществляется специальным инструментом – пресс-клещами. Это способ соответствует всем нормативным документам.

Второй метод считается одним из самых надежных, однако трудным в воспроизведении. Его практически не применяют из-за неудобства работы на высоте.

Нельзя скручивать друг с другом алюминиевые и медные провода — формируется гальваническая пара, которая даже при незначительном повышении уровня влажности в квартире может воспроизводить электрохимическую реакцию в виде окисления.

Этот процесс нарушает контакты, а место стыковки начинает подогреваться. Именно по этой причине и образуются очаги возгорания.

Актуальным считается использование клеммных колодок. На данный момент модельный ряд этого соединительного элемента достаточно широк – от классического винтового варианта до пружинной модификации.

Как правильно подключить люстру?

Если обратить внимание на пятирожковую люстру, в ее арсенале довольно большое количество проводов, поэтому неопытные мастера избегают таких осветительных приборов.

Однако ничего сложного в процессе подключения жил, идущих от распределителя к такому светильнику, нет.

В первую очередь необходимо разобраться с проводкой на потолке, которая в стандартной ситуации имеет три провода:

  • L1 – фаза первой клавиши выключателя;
  • L2 – фаза второй клавиши;
  • N – ноль.

Если провода одинаковые по цвету, то с помощью индикатора напряжения определяется принадлежность каждого, т. е. фазы L1 и L2. Соответственно, оставшаяся жила будет нулевой.

Далее можно переходить к процессу формирования контактных узлов. Рассмотрим на примере пятирожковой люстры, у которой 10 проводов: фазные жилы коричневого цвета — их 5, и такое же количество синих нулевых.

У этого светильника есть одно неоспоримое достоинство – комбинация лампочек может быть составлена по своему усмотрению. Согласно нижеописанной схеме, в первую группу входит две лампочки, во вторую – остальные три.

Исходя из этой схемы, подключение пятирожкового осветительного прибора производится в несколько этапов. Изначально пара коричневых проводов комплектуется в один узел.

Желательно чтобы лампы, входящие в одну серию, подсоединялись параллельно. Эту скрутку именуем L1.

Следующим шагом будет аналогичное скручивание незадействованных трех коричневых проводов. Это будет серия L2. Далее полученные два узла вставляют в двухпроводные клеммные зажимы WAGO.

На следующем этапе скручиваются синие жилы и подключаются к клемме трехпроводного типа.

Порядок подключения не имеет значения. Комбинация может быть 3+2 или 2+3. Это будет нейтральный узел — N.

По итогу на выходе получается 3 узла соединения: фаза первой и второй группы ламп — L1 и L2, общий нейтральный узел — N. Учитывая маркировку проводов, их необходимо подсоединить к соответствующим линиям на потолке.

На финишном этапе необходимо уложить всю проводку в колодку чаши люстры и установить ее. Крепление выполняется одним из способов: вешается на крючок или прикручивается шурупами. Далее затягиваются декоративные заглушки светильника.

Использование провода заземления

При обустройстве электрокоммуникаций в новых домах согласно общепринятым нормам обязательно в проводке будет присутствовать провод заземления.

В таких помещениях при монтаже люстры можно обнаружить, что из потолка выходят 4 провода: две фазы от выключателя, ноль и заземление.

В большинстве моделей люстр с двумя группами ламп и деталями из металла в комплектации предусмотрен клеммный блок, через который и производится подключение заземления.

В процессе монтажа осветительного прибора нужно обратить на это внимание и подключить провод.

Подключение галогенного светильника

Люстры с лампами галогенного типа не всегда работают от сети переменного напряжения 220 В — это могут быть изделия, рассчитанные на переменное напряжение в 6, 12 или 24 В. Поэтому во втором случае понадобится понижающий трансформатор.

Иногда производитель в каждой модели осветительного прибора, работающего на галогенных лампах, встраивает специальные трансформаторы для понижения тока.

При этом схема находится уже в собранном виде и остается ее только установить. Незадействованными остаются 2 кабеля, которые и соединяют с потолочной проводкой, при этом подключение выполняется произвольно.

Люстры, в комплектацию которых входит дистанционный пульт, могут быть различной модификации: с галогенными, светодиодными или лампами накаливания.

Есть модели и комбинированного типа. Такое устройство осложнено наличием блока радиоуправления. По сути, этот контроллер являет собой беспроводное устройство, управление которым осуществляется посредством пульта или стандартного клавишного переключателя.

Подключение такого прибора освещения выполняется подобно предыдущей модели, однако здесь будет добавлен еще один провод, самый тонкий из всех.

Читайте также:  Адресные светодиоды WS2812B и Ардуино: подключение и управление (эффекты в скетч)

Это антенна, посредством которой воспроизводятся сообщающиеся действия пульта и контроллера. Он остается в неизменном виде внутри стакана люстры.

Выводы и полезное видео по теме

Весь процесс подготовки люстры к подключению и непосредственно подсоединение к питанию двойного выключателя описан в видео:

Неопытные мастера достаточно часто допускают ошибки в процессе электромонтажа, какие именно и как их избежать смотрите в видеосюжете:

Если воспроизводить корректно все этапы монтажа и следовать схеме, можно обезопасить себя от неприятных последствий при непосредственном эксплуатировании осветительного прибора. Более того, удастся создать неповторимую световую атмосферу в помещении, подстраивая ее под свои нужды.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения люстры к двойному выключателю. Пожалуйста, оставляйте комментарии к статье, задавайте интересующие вас вопросы и участвуйте в обсуждениях. Форма обратной связи расположена ниже.

Как правильно подключить люстру на двойной выключатель

Снабжать свои потолочные поверхности красивой люстрой принято во многих семьях. Это понятно, ведь подобный осветительный прибор используется не только в функциональных целях, но может еще являться «изюминкой» и акцентным элементом всей интерьерной композиции. Поэтому очень часто владельцы квартир задаются целью подключить люстру на двойной выключатель, прилагая лишь собственные силы.

С первого взгляда сам процесс подключений светильника не вызывает сложностей. Тем не менее, наличие разных по цвету проводов, как на потолке, так и в самом приборе, может поставить в тупик обывателя, незнакомого с электропроводными манипуляциями. Поэтому лучше заранее разобраться с тем, как подключить люстру собственноручно.

Разбор проводников потолка

Провода при монтаже осветительного комплекта на потолочную поверхность встречаются как на самом потолке, так и в приборе. Если проводка помещения уже проложена, то на потолочной плоскости может быть два, 3 или 4 проводка. Независимо от их количества, одним явится «ноль», остальные фазные. Порой встречается провод заземления. Но это редкость и подобный проводник есть либо в новостроенных домах, либо после проведенных капитальных ремонтных работ, в ходе которых менялась полностью электропроводка. По имеющимся стандартам заземление окрашено желто-зеленым тоном. Подключается он к точно такому же проводнику на люстре. Если в осветительном комплекте заземление отсутствует, то провод на потолке следует хорошо изолировать и оставить неиспользуемым. Не изолировать его нельзя — может закоротить.

После того, как заземление найдено, нужно разбираться с оставшимися жилами и определять, где нулевой и фазные элементы. Как правило, все проводки окрашены в черный цвет, поэтому, для распознания, где какой, лучше их прозвонить.

Прозвон возможно осуществлять двумя способами:

  • Индикаторной отверткой – в данном специальном устройстве будет загораться красная лампочка, как только обнаружится напряжение. Для работы с ней первоочередно следует установить клавишу выключателя и кнопку на входном автомате щитка в положение «включено». Теперь очень аккуратно можно прозвонить проводники. Определив, где находится «фаза», нужно выделить их цветом. Осуществив прозвон, клавиши необходимо перевести на положение «выключено». При возможности все манипуляции по подключению люстры проводить следует при выключенном автомате на щитке;
  • Тестером (мультиметром) – здесь переключатель выставляется на положение «вольты», далее выбирается шкала с показателем больше 220В. Имеющимися щупами аккуратно, держась за ручки, нужно прикасаться к парам проводников. Если в паре две «фазы», индикатор тестера никак не изменится. Если найдена подобная пара, то третий провод вероятнее нулевой. Далее подобранную пару нужно с помощью щупа соединить с «нулем», одновременно на индикаторе должно появиться 220 В. Соответствуя с международной классификации, нулевой проводник обозначается буквой N, а фазные – L.

Если на потолочном полотне выведено три проводника, а у выключателя 2 клавиши, то там представлены два фазных провода на каждую из клавиш, и одна общая нулевая жила.

Разбор контактов осветительного прибора

Подключить люстру, обладающую парой проводников, проще простого: один нужно подсоединить на «фазу», второй – на «ноль». При этом неважно куда и какой попадет.

При ситуации, где на потолочном полотне две «фазы», а у выключателя пара клавиш, то есть несколько вариантов:

  • Оба фазных проводника скручиваются, и к ним подсоединяется один от люстры. В таком варианте выключаться прибор будет сразу двумя клавишами, а вот включаться любой из них;
  • Провод соединяется с одним из фазовых на потолке, а второй изолируется. Тогда работать сможет лишь одна клавиша выключателя, тогда как вторая останется без дела.

В случае с трехламповой и иными многорожковыми люстрами имеем более двух проводов. Если в их числе представлен желто-зеленый, то есть заземление, то при наличии такого же на потолке нужно соединять их вместе. Три провода имеют светильники с одной рабочей лампочкой.

Подключаем прибор с тремя рожками

Чтобы подключить люстру к двухклавишному выключателю, которая имеет выходы на 3 лампочки, нужно внимательно ознакомиться с каждым рожком по отдельности. В едином патроне есть два контакта: фазный и «ноль». Зачастую нулевые окрашивают в синий оттенок, а оставшиеся могут иметь любой другой цвет. Трехрожковый светильник будет включаться так: одна клавиша выключателя включает одну лампочку, а вторая – оставшиеся две. При включении одновременно обеих клавиш заработают все сразу же лампочки.

Так как все контакты определены и помечены, то в центре первоначально объединяются все нулевые проводники, выходящие из отдельного патрона. При этом «фазы» остаются разделенными на 2 группы в виде 1+2. Там, где контакта 2, их необходимо скрутить единой парой. При отключенном питании контакты самого прибора соединяются с потолочными.

Подключение четырехрожковой модели

Стандартной ситуацией подключения люстры к двойному выключателю с 4-мя плафонами является наличие самого светильника, двухклавишного выключателя и трех контактов, выходящих из потолочного перекрытия. Иногда, особенно в новостройках, есть четвертый контакт в виде заземления, который используется, если в осветительном приборе имеется такой же.

Подключать подобный прибор можно двумя вариантами:

  • первый, когда схема соединения контактов будет иметь вид 1+3, то есть загораться смогут или одна или же сразу три лампы;
  • второй имеет схему в виде 2+2, когда гореть будут лампочки парами. Данный способ является энергозатратным и применяется чаще всего тогда, когда для полноценного освещения пространства 1 лампы мало, а три много.
Читайте также:  Люстры на натяжной потолок: как выбрать, какой вид люстр подойдет

При нажатии сразу пары клавиш будут загораться все четыре рожка на люстре.

Чтобы подсоединить 4-х рожковую люстру к двойному выключателю нужно фазовый контакт, идущий от сети через щиток распределения, соединить с проводом, который идет к выключателю. После можно подключить его к входному контакту, где он всегда и находится. Второй проводник, который соединен с проводником клавиши, отводится к распределительной коробке, где соединяется с контактом, который подведен к участку установки прибора. Здесь контакты прибора и сети нужно соединить между собой. По такой же схеме подсоединяются контакты на соседней клавише.

Различие между этими двумя клавишами сводится к различному количеству проводов «фазы», соединенных с сетевыми жилами.

Работа пятирожковой модели

Схема работ по подключению прибора, где есть пять лампочек довольно сложная. Это обусловлено большим количеством проводников, с каждым из которых, необходимо разобраться. Лампы при работе на двухклавишном выключателе способствуют экономии электроэнергии, работая в подходяще режиме.

Перед началом работ следует определить общий провод, выходящий из прибора. Это будет нулевой контакт, который помечается цветной изолентой. Это нужно проделать, чтобы в дальнейшем его не спутать с иными жилами. Подобный контакт есть и на потолочной поверхности, при этом его тоже помечают изолентой соответствующего цвета.

Те контакты, которые после проверки на индикаторной отвертке показали напряжение, именуются фазными. Они есть выходящие из потолочного отверстия, и в каждом рожке.

Когда все жилы найдены и помечены, пятирожковую люстру подвешивают на крючок, и начинают соединять контакты. Первоочередно объединяются нулевые, а затем и фазные жилы. На клавиши выключателя можно распределить лампочки по схеме 2+ 3 или 1+4. Оптимальным является первый вариант, при котором одна клавиша включает две лампы, а вторая оставшиеся три. Также все лампочки могут работать одновременно.

Интенсивность световых потоков в комнате зависит от конкретного типа и приведенной мощности используемых в светильнике лампочек.

Подключаем люстру с шестью лампами

Если планируется подключить многоламповый шестирожковый светильник, то и проводка соответственно должна быть подходящей. При этом двухклавишная модель выключателя сможет обеспечить лишь три рабочих режима:

  • две горящие лампы;
  • четыре лампы;
  • все 6 работающих лампочек.

Большая часть приборов с 6-ю лампочками имеет уже правильно собранную часть электрики. Если же нет, то обыватель встретит в светильнике 12 контактов (по 2 на каждый рожок). Шесть нулевых жил следует объединить в одной клемме. Оставшиеся шесть фазных контактов объединяются в две клеммы по группам (2+4).

На потолке все контакты также прозваниваются, чтобы выделить «ноль» и «фазы». Далее определяются, какой проводник соответствует той или оной клавише. Для этого одну клавишу переводят в режим «выключено» и проверяют наличие электричества. Если индикатор показывает отсутствующий ток, то выбран соответствующий выключенной клавише проводник.

После всех подготовок на каждую клавишу выключателя подсоединяются контакты с люстры. Нулевая потолочная жила соединяется с «нулем» в клеммной коробке люстры, фазные жилы объединяются с группами фазных контактов прибора.

Как правильно соединять провода

При подключении люстры на двойной выключатель следует быть очень осторожным, так как работы с электричеством не прощает ошибок. При объединении проводов в группу просто обмотать или скрутить их будет недостаточно. Со временем любая скрутка начнет окисляться и греться. Профессионалы рекомендуют пропаивать такие соединения. Если есть возможность поработать паяльником, то следует обязательно осуществить данную операцию.

При соединении проводов, идущих от прибора, с теми, которые есть на потолке также нельзя использовать метод обычной скрутки. Здесь следует использовать специальные клеммные коробочки. Многие современные люстры уже укомплектованы такими приспособлениями. Если же их нет, то необходимо приобрести их в специализированных магазинах.

Как правильно подключить люстру, используя клеммные коробки, следует подумать заранее. Чтобы скрутка из нескольких контактов могла пройти через отверстие коробочки, нужно к ней припаять проводник, который представляет собой одножильный или многожильный проводок из медного материала с сечением 0, 5 кв. мм. И длиной не более 10 см. Такое соединение требует хорошей изоляции. В клеммный коробок вставляется свободный кончик припаянного проводника.

После того, как в клеммный короб будут продеты все контакты, отходящие от люстры, его поднимают к потолку и закрепляют. После этого в соответствующем порядке в клеммник присоединяются провода.

После того, как электромонтажные манипуляции по подключению люстры на двойную модель выключателя закончены, можно включить общее питание всей квартиры и проверить работу прибора.

Характеристики видов и типов светодиодов

Длительное время светодиоды использовались только в качестве индикаторов для различных приборов. Современные устройства вполне могут заменить любые источники света для освещения домов, промышленных зданий, офисов, улиц и т. д.

На рынке освещения представлены разные виды светодиодов, которые отличаются характеристиками.

Чтобы знать, как выбрать led-устройства в зависимости от целей, нужно знать, как они устроены, работают, изучить основные параметры.

Что такое светодиод

Внешне светоизлучающий диод выглядит как кристалл на металлической основе, покрытый пластиковой линзой. Осветительный элемент состоит из таких частей:

  • основа из алюминия или меди;
  • полупроводниковый кристалл;
  • катод (-) и анод (+);
  • слой силикона;
  • линза из пластика;
  • защитный корпус.

На металлической основе зафиксирован катод и анод. На первом электроде закреплен полупроводниковый чип (кристалл). Контакты имеют проводники, которые подсоединяются к чипу p-n-переходом (электронно-дырочный переход). На этом участке с помощью соединительной проволоки объединяются 2 полупроводника с дырочным и электронным типом проводимости. Сверху конструкция покрыта слоем силикона и пластиковой колбой и помещена в корпус с выводами для подключения к цепи.

Устройство и принцип действия

Светодиоды излучают свет благодаря наличию p-n-перехода. На этом участке контактируют носители заряда p- и n-типа. Катод (n-тип) – это полупроводник с отрицательным зарядом, а анод (p-тип) является носителем положительного заряда (дырки). То есть, в первом образуются дырки (участки, где нет электронов), а второй скапливает электроны. На их поверхности размещены контактные площадки из металла, к которым прикреплены выводы методом пайки.

Когда к полупроводнику р-типа поступает положительный заряд, а к электрону n-типа – отрицательный, то на границе между диодом и катодом начинает протекать ток. При прямом включении отрицательные и положительные электроны встречаются, и на участке перехода (p-n-переход) происходит их рекомбинация (обмен). При подаче отрицательного напряжения со стороны катода на область р-типа, то происходит прямое смещение. Свечение появляется при выделении фотонов в результате обмена.

Читайте также:  Подключение трековых светильников: как установить на шинопроводе, управление

Основные технические характеристики светодиодов

При выборе led-лампочек нужно обращать внимание на их характеристики. Обычно параметры устройства указаны на упаковке или в техническом паспорте.

При покупке светодиодного устройства учитывайте такие его характеристики:

  • величина тока потребления кристалла;
  • напряжение;
  • сопротивление;
  • световой поток, угол излучения;
  • цветовая температура.

Кроме того, необходимо знать, как расшифровать маркировку на плате, которая указывает на размер ЛЕД-элемента. Эти значения помогут вам узнать длину и ширину чипа, определить силу тока кристалла.

От параметров диода зависит возможность его применения в определенных условиях и обеспечение необходимого уровня освещенности.

Сила тока на кристалле

В продаже есть разные виды led-устройств: на 1, 2, 3 или 4 кристалла. Светодиодные лампочки с 1 элементом рассчитаны на ток 0.02 А. При увеличении количества чипов этот показатель увеличивается, например, ток потребления устройств на 4 чипа равен 0.08 А (по 0.02 А на каждый кристалл).

Внимание! Сила тока влияет на стабильность работы ЛЕД-лампы, если этот параметр увеличивается, то повышается вероятность преждевременной ее поломки. При сильных скачках тока светодиод перегорает сразу.

Чтобы продлить срок эксплуатации ЛЕД-светильника, нужно подключить к нему резистор, который стабилизирует ток. Чтобы подобрать прибор с подходящим сопротивлением, нужно учитывать характеристики светодиодной лампы. Сделать это поможет онлайн-калькулятор.

Напряжение

При выборе следует учитывать не напряжение питания ЛЕД-элемента, а величину его падения. Этот показатель соответствует уровню напряжения на выходе, после того, как через него проходит ток. Этот параметр можно найти на упаковке.

Существуют разные виды светодиодов, напряжение которых зависит от цвета свечения. Этот параметр у кристаллов с белым, зеленым, фиолетовым, синим светом находиться в диапазоне от 2.2 до 4 В, у элементов с красным, оранжевым, желтым светом – от 1.6 до 2.2 В. Напряжение ультрафиолетовых диодов колеблется от 3.1 до 4.4 В, а инфракрасных – около 1.9 В.

При соединении разных видов светодиодов параллельным способом нужно контролировать уровень падения напряжения каждого элемента. При незначительном повышении напряжения увеличивается и ток, тогда устройство сгорит.

Сопротивление диодов

Даже один светодиод может иметь разное сопротивление: дифференциальное (динамическое) и постоянному току. На участке ВАХ (вольт-амперная характеристика – зависимость тока от напряжения или наоборот на участке электроцепи) динамическое сопротивление незначительное и ниже сопротивления статического тока. На обратном пути динамическое сопротивление выше этого показателя тока.

Сопротивление кристалла меняется в зависимости от величины подаваемого на него напряжения. Чем последний показатель выше, тем ниже первое значение.

Светоотдача, угол свечения

При сравнении яркости разных источников света нужно учитывать характеристики светового излучения. Этот параметр разных видов светодиодов отличается, например, кристалл 5 мм излучает световой поток 1 – 5 Лм, а этот параметр ультраярких диодов выше. Мощность излучения света лампы с нитью накала (100 Вт) – 1000 Лм. Но при этом, обычные лампочки имеют рассеянный свет, а led-элементы – узконаправленный. Чтобы провести корректное сравнение, нужно учитывать угол свечения диодов.

Разные виды светодиодов имеют угол рассеивания от 20 до 120°. Благодаря своей конструкции они излучают яркий свет по центру, а по краям степень свечения уменьшается. Это позволяет создать качественное освещение при минимальном потреблении электроэнергии.

Чтобы увеличить площадь освещенности led-элемента, применяются рассеивающие линзы.

Сравнение мощности светодиодных ламп с лампами накаливания

Если вы решили провести замену обычных ламп на современные led-устройства, то вам нужно обращать внимание на его мощность. Для расчета используйте поправочный коэффициент К = 8.

Например, если вы решили заменить лампочки на 100 Вт, то вычислить подходящую мощность ЛЕД-элемента можно по такой формуле: 100Вт : 8 = 12.5 Вт. Облегчить выбор поможет таблица ниже, в которой показано соответствие мощности ламп с нитью накала светодиодам:

Мощность led-ламп (Вт) Мощность ламп с нитью накала (Вт)
3 25
5 40
8 60
10 75
12.5 100

Еще один важный параметр при выборе ламп – это эффективность. Вычислить эту величину поможет такая формула: Лм : Вт. Средний показатель для обычных лампочек – от 10 до 12 Лм/Вт, а для разных видов светодиодов – от 130 до 140 Лм/Вт.

Цветовая температура как критерий комфортности восприятия света

Разные виды светодиодов отличаются температурой свечения, которая измеряется в К (Кельвин). На этот параметр тоже стоит обращать внимание, если вы хотите, чтобы свет был комфортным для восприятия.

Маркировка температуры свечения обозначается четырьмя цифрами и буквой К. Учитывайте этот показатель, чтобы выбрать лампу для определенной области применения:

Температура света (К) Цвет освещения Сфера применения
2700 – 3500 Теплый белый Такие кристаллы устанавливают в светодиодные лампы для жилых помещений, офисов.
3500 – 5300 Нейтральный Для производственных предприятий.
От 5300 Холодный Уличные или ручные фонари.
1800 Красный Для создания декоративного освещения, подсветки растений.
7500 Синий Для растений, подсветки элементов декора в интерьере.
3300 Желтый Декоративное освещение интерьера.

Все чаще температуру света разных видов светодиодов определяют с учетом разной длины волн. В маркировке это выглядит так – λ, которую измеряют в нм (нанометр).

Размер чипа: условное обозначение в маркировке

Условное обозначение размера разных видов светодиодов состоит из 4 цифр, которые указаны на плате. К наиболее популярным led-устройствам в зависимости от их геометрических параметров относят 5050, 3528. Однако сейчас их вытеснили более яркие изделия с маркировкой 5630, 5730.

Первые 2 цифры указывают на длину кристалла, а 2 последние – ширину в мм. Например, длина ЛЕД устройства 5630 равна 56 мм, а ширина – 30 мм. Параметры сторон изделия отличаются, потому что на основании находиться разное количество элементов. Например, устройство 3528 содержит 1 кристалл, а 5050 – 3 элемента.

Размер кристалла

Габариты светодиодного элемента влияют на силу тока, который через него проходит. Устройства квадратной формы оснащены обычными диодами на 1 или 2 В, их размер – 30 или 45 Мил (1 mil = 0.0254 мм). Более мощные приборы рассчитаны на 10, 20, 30, 50 или 100 В, с габаритами 24 х 24 Мил, 24 х 44 Мил, 44 х 44 Мил.

Читайте также:  Диммируемая светодиодная лента: что это такое, как правильно подключать

Изделия малой мощности могут состоять из ЛЕД-элементов разного размера. Они вмещают 2 – 3 чипа, которые могут быть соединены последовательно и параллельно.

Индикаторные и осветительные led

В продаже есть 2 вида светодиодов: осветительные, индикаторные. Мелкие led-индикаторы монтируют в дисплеи, панели разных приборов. Для этой цели используются маломощные кристаллы (около 0.2 В) с невысокой яркостью.

Осветительные ЛЕД-элементы применяются в светильниках для ламп, лент, фарах автомобилей и т. д. Это сверхъяркие виды светодиодов с мощностью до нескольких десятков Вт.

Индикаторные led

Чтобы выбрать подходящий индикаторный ЛЕД-элемент, нужно ознакомиться с их видами и типами. В эту группу входят такие разновидности диодов: DIP, Super Flux «Piranha», Straw Hat, SMD. Все они отличаются конструкцией, размерами, яркостью излучения и т. д. Их применяют в разных сферах.

DIP светодиоды

Это разновидность светоизлучающих устройств, которые имеют выводной корпус и часто выпуклую линзу. Разные виды светодиодов из это группы отличаются формой и диаметром корпуса. Цилиндрические элементы имеют окружность колбы от 3 мм. Также в продаже есть диоды с прямоугольным корпусом.

Они имеют широкий спектральный диапазон, бывают одноцветными и многоцветными (RGB ленты). Однако их угол свечения не превышает 60°.

Их используют для уличной рекламы, индикаторов.

Super Flux Piranha

Этот вид светодиодов отличается самым высоким показателем по световому потоку. Он имеет прямоугольный корпус с 4 пинами (выводы), поэтому его можно жестко присоединить к плате.

В продаже есть светодиоды с красным, зеленым, синим и белым светом, последние отличаются цветовой температурой. Вы можете приобрести ЛЕД-элементы с линзой (3, 5 мм) или без нее. Угол, в пределах которого расходиться световой поток достаточно широкий – от 40° до 120°.

Пиранью монтируют в приборы автомобиля, дневные ходовые огни, магазинные вывески и т. д.

Straw Hat

Эти диоды еще называют «соломенная шляпа», это связано с их конструкцией. Они выглядят, как обычные led-лампочки с колбой в форме цилиндра и двумя выводами, но их высота меньше, а радиус линзы больше.

Светодиод размещен близко к передней стенке колбы, поэтому угол свечения достигает 100 – 140°. ЛЕД-устройства представлены в красном, синем, зеленом, желтом и белом цвете. Они излучают направленный световой поток, поэтому их применяют в качестве интерьерной подсветки или заменяют ими лампы аварийной сигнализации.

SMD светодиоды

Кроме выводных индикаторных светодиодов в продаже имеются устройства типа SMD. В эту группу входят цветные диоды с очень ярким светом, а также белые элементы с низкой мощностью (до 0.1 Вт) для поверхностной установки.

Размеры лампочек отличаются, например, изделие SMD 0603 – это сверхмалый светодиод, который используют для декоративной подсветки, монтируют в автомобильные лампы, приборные панели и т. д. Кроме того, выпускаются устройства 0805, 1210 и т. д. Лампочка может быть с линзой или без нее.

Чаще всего светодиоды типа SMD применяют для создания ЛЕД-лент. Это обусловлено тем, что их легко монтировать на основание.

Осветительные led

Это высокомощные кристаллы, которые излучают яркий свет. Они применяются для установки на поверхность приборов и выпускаются в белом цвете. Температура свечения разных видов светодиодов отличается: от холодного до теплого белого.

Это интересно! Чтобы получить кристалл белого цвета, применяют новые технологии, во время которых смешиваются 3 базовых оттенка RGB. Чтобы получить белый свет, элемент покрывают 3 шарами люминофора или наносят 2 слоя вещества на голубой кристалл.

Осветительные SMD led

Многие виды светодиодов имеют корпус типа SMD. Такие устройства обладают большей мощностью, чем индикаторные. Они состоят из кристалла, покрытого люминофором, который размещен на теплоотводящем основании. Есть изделия с колбой или без нее.

Осветительные SMD часто монтируют в лампы, ленты, ручные фонари, фары автомобилей и т. д. Угол их рассеяния света – от 100 до 130°, поэтому для равномерного освещения большой площади применяют большое количество элементов.

COB светодиоды

Очень популярны led-устройства типа COB. Они представляют собой плату с 9 и более элементами, которые залиты люминофором. Световой поток этих видов светодиодов намного выше, чем у SMD. Их угол свечения большой, поэтому их не применяют для создания направленного освещения. Однако диоды типа COB не получиться использовать для общей подсветки, так как угол рассеяния меньше 180°.

Светодиоды типа COB наименее ремонтопригодны, если перегорит один элемент, то придется заменить матрицу.

Filament led

Эта разновидность светодиодов широко применяется для декоративного освещения. Свет этих лампочек намного приятнее для восприятия, чем излучение от устройств типа SMD или COB. Кроме того, Filament имеют более высокий коэффициент полезного действия. Это связано с их конструкцией: диоды устанавливают на цилиндрическое стеклянное основание, а потом покрывают люминофором. Угол их свечения достигает 360°, что позволяет создать направленный свет.

Лазерные диоды

Лазерные устройства – это отдельный вид светодиодов, который не относиться ни к индикаторным, ни к осветительным. Да и технология его создания мало чем напоминает производство стандартных led-элементов.

По сути, это полупроводниковый лазер, который построен на базе светодиода. При включении они излучают очень узкий световой пучок. Современные устройства имеют угол рассеяния от 5 до 10°. В продаже имеются устройства, которые работают в видимом диапазоне, а также инфракрасные и ультрафиолетовые лазерные диоды.

Такие кристаллы устанавливают в лазерные указки, целеуказатели, приводы оптических дисков, оптические мыши и т. д.

Основные выводы

На осветительном рынке представлены разные виды светодиодов. При выборе изделия нужно ознакомиться с его характеристиками, чтобы подобрать наиболее подходящее для вас. Важно учитывать величину тока, напряжение, сопротивление, мощность светового излучения, угол свечения, цветовую температуру. Также необходимо уметь расшифровать маркировку на ЛЕД-устройстве, которая указывает на его размер. Кроме того, необходимо знать, что существуют индикаторные и осветительные светодиоды. Первые применяются для цветовой индикации, а вторые – для освещения. Если вы будете разбираться в этой информации, то без проблем подберете наиболее подходящие led-элементы для конкретных целей.

Устройство и принцип работы светодиодов

С момента открытия красного светодиода (1962 г.) развитие твердотельных источников света не останавливалось ни на миг. Каждое десятилетие отмечалось научными достижениями и открывало для ученых новые горизонты. В 1993 году, когда японским ученым удалось получить синий свет, а затем и белый, развитие светодиодов перешло на новый уровень. Перед физиками всего мира стала новая задача, суть которой заключалась в использовании светодиодного освещения в качестве основного.

Читайте также:  Класс защиты светильников (расшифровка степени IP)

В наше время можно сделать первые выводы, свидетельствующие об успехах становления светодиодного освещения и продолжающейся модернизации светодиода. На прилавках магазинов появились светильники со светодиодами, изготовленными по технологии COB, COG, SMD, filament.

Как устроен каждый из перечисленных видов, и какие физические процессы вынуждают полупроводниковый кристалл светиться?

Что такое светодиод?

Перед разбором устройства и принципа работы, кратко рассмотрим, что светодиод из себя представляет.

Светодиод – это полупроводниковый компонент с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании электрического тока в прямом направлении.

В отличие от нити накала и люминесцентных источников света, испускаемый свет светодиодом лежит в небольшом диапазоне спектра. То есть кристалл светоизлучающего диода испускает конкретный цвет (в случае со светодиодами видимого спектра). Для получения определенного спектра излучения в светодиодах используют специальный химический состав полупроводников и люминофора.

Устройство, конструкция и технологические отличия

Существует много признаков, по которым можно классифицировать светодиоды на группы. Одним из них является технологическое отличие и небольшое различие в устройстве, которое вызвано особенностью электрических параметров и будущей сферой применения светодиода.

Цилиндрический корпус из эпоксидной смолы с двумя выводами стал первым конструктивом для светоизлучающего кристалла. Закругленный цветной или прозрачный цилиндр служит линзой, формируя направленный пучок света. Выводы вставляются в отверстия печатной платы (DIP) и с помощью пайки обеспечивают электрический контакт.

Излучающий кристалл располагается на катоде, который имеет форму флажка, и соединяется с анодом тончайшим проводом. Существуют модели с двумя и тремя кристаллами разного цвета в одном корпусе с количеством выводов от двух до четырёх. Кроме этого, внутри корпуса может быть встроен микрочип, управляющий очередностью свечения кристаллов либо задающий чистоту его мигания. Светодиоды в DIP корпусе относятся к слаботочным, используется в подсветке, системах индикации и гирляндах.

В попытках нарастить световой поток, появился аналог с усовершенствованным устройством в DIP корпусе с четырьмя выводами, известный как «пиранья». Однако увеличенная светоотдача нивелировалась размерами светодиода и сильным нагревом кристалла, что ограничило область применения «пираньи». А с появлением SMD технологии их производство практически прекратилось.

Полупроводниковые приборы с креплением на поверхность печатной платы коренным образом отличаются от предшественников. Их появление расширило возможности конструирования систем освещения, позволило снизить габариты светильника и полностью автоматизировать монтаж. Сегодня SMD-светодиод – это самый востребованный компонент, используемый для построения источников света любых форматов.

Основа корпуса, на которую крепится кристалл, является хорошим проводником тепла, что в разы улучшило отвод тепла от светоизлучающего кристалла. В устройстве белых светодиодов между полупроводником и линзой присутствует слой люминофора для задания нужной цветовой температуры и нейтрализации ультрафиолета. В SMD-компонентах с широким углом излучения линза отсутствует, а сам светодиод имеет форму параллелепипеда.

Chip-On-Board – одно из новейших практических достижений, которое в ближайшем будущем займет лидерство по производству белых светодиодов в искусственном освещении. Отличительная черта устройства светодиодов по технологии COB заключается в следующем: на алюминиевую основу (подложку) через диэлектрический клей крепят десятки кристаллов без корпуса и подложки, а затем полученную матрицу покрывают общим слоем люминофора. В результате получается источник света с равномерным распределением светового потока, исключающий появление теней.

Разновидностью COB является Chip-On-Glass (COG), которая подразумевает размещение множества мелких кристаллов на поверхности из стекла. В частности, широко известны филаментные лампы на 220 В, в которых излучающим элементом служит стеклянный стержень со светодиодами, покрытыми люминофором.

Принцип работы светодиода

Несмотря на рассмотренные технологические особенности, работа всех светодиодов базируется на общем принципе действия излучающего элемента. Преобразование электрического тока в световой поток происходит в кристалле, который состоит из полупроводников с разным типом проводимости. Материал с n­-проводимостью получают путем его легирования электронами, а материал с p-проводимостью – дырками. Таким образом, в сопредельных слоях создаются дополнительные носители заряда противоположной направленности. В момент подачи прямого напряжения начинается движение электронов и дырок к p-n-переходу. Заряженные частицы преодолевают барьер и начинают рекомбинировать, в результате чего протекает электрический ток. Процесс рекомбинации дырки и электрона в зоне p-n-перехода сопровождается выделением энергии в виде фотона.

Вообще, данное физическое явление применимо ко всем полупроводниковым диодам. Но в большинстве случаев длина волны фотона находится за пределами видимого спектра излучения. Чтобы заставить элементарную частицу двигаться в диапазоне 400-700 нм ученым пришлось провести немало экспериментов с подбором подходящих химических элементов. В результате появились новые соединения: арсенид галлия, фосфид галлия и более сложные их формы, каждая из которых характеризуется своей длиной волны, а значит, и цветом излучения.

Кроме полезного света, испускаемого светодиодом, на p-n-переходе выделяется некоторое количество теплоты, которая снижает эффективность полупроводникового прибора. Поэтому в конструкции мощных светодиодов должна быть продумана возможность реализации эффективного отвода тепла.

Светодиоды: виды и схема подключения

Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode).

Содержание статьи

  • Устройство светодиода
  • Как работает светодиод?
  • Виды и основные параметры светодиодов
  • Применение светодиодов
  • Основные правила подключения светодиодов
  • Основные характеристики светодиодов
  • Способы подключения
  • Как подключить светодиоды к сети переменного тока 220 В через блок питания
  • Способы создания схем из нескольких светодиодов – последовательное и параллельное соединение

Устройство светодиода

Хотя и существует множество светодиодов, самая распространённая форма состоит из 5-миллиметрового полимерного корпуса с линзой, медного или алюминиевого основания, катода, параболического рефлектора (отражателя) и кристалла, который соединяется с анодом при помощи тонкой золотой проволоки.

Как работает светодиод?

Принцип работы изделия основывается на взаимодействии двух полупроводников, положительного и отрицательного типа (p-n-переход). Когда электрический ток проходит через полупроводники, в месте соприкосновения выделяется энергия, излучающая свет. Это обусловлено переходом от одного типа проводимости к другому, когда ионы положительно заряженных дырок соединяются с отрицательными зарядами электронов.

Читайте также:  Как повесить люстру на натяжной потолок (монтаж, на готовое полотно)

Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.

По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.

  • светодиоды SMD;
  • сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
  • DIP светодиоды (Direct In-line Package);
  • Straw Hat («соломенная шляпа»).
  • COB (Chip On Board) светодиоды;
  • SMD LED;
  • филаментные (Filament LED).

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:

  • DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
  • «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
  • «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
  • SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.

Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:

  • cool white – холодный;
  • warm white – теплый.

Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Применение светодиодов

Такая продукция активно применяется в разных областях: световая реклама, домашние и промышленные осветительные приборы, автомобильная светотехника, светофоры и дорожные знаки, дизайн помещений, ландшафтная и архитектурная подсветка, а также многое другое.

  • значительная длительность эксплуатации;
  • экологическая безопасность;
  • высокая надежность и безотказность;
  • экономия электроэнергии;
  • высокое качество освещения;
  • низкие эксплуатационные расходы.

Основные правила подключения светодиодов

Конструкция светодиодов рассчитана на их подключение только к источникам постоянного тока с соблюдением полярности. Существует три варианта определения полярности:

  • По длине ножки (кроме SMD). Более длинная ножка является катодом, а короткая – анодом. В SMD-светодиодах имеется срез (ключ), который всегда располагается ближе к катоду.
  • С помощью мультиметра. Прибор устанавливают в режим «Прозвонка». Красный и черный щупы устанавливают на выводы. Если прибор засветился, то, значит, что красный щуп был подключен к аноду, а черный – к катоду. Если свечение не возникло, значит, надо поменять положение щупов. Если результат не изменился (свечение отсутствует), значит, прибор вышел из строя.

Основные характеристики светодиодов

Две главные характеристики, указываемы в паспорте светоизлучающего прибора:

  • Падение напряжения на приборе. Типичное значение – 3,2 В. Также для каждого светодиода существуют максимально допустимые напряжения Umax и Umaxобр – для прямого и обратного включений.
  • Номинальный ток. Обычно эти приборы рассчитаны на силу тока в 20 мА.

Способы подключения

Простейший вариант – подключение к низковольтному источнику постоянного тока.

Самый удобный и безопасный вариант – подключить светодиод к батарейке или аккумулятору с помощью включения в схему маломощного резистора. Его функция – ограничение тока, протекающего через p-n-переход, определенным значением. Без этого элемента LED быстро утратит рабочие свойства.

Резистор выбирают по сопротивлению и мощности. Расчет сопротивления по формуле:

R = (Uпитания – Uпаспорт.)/Iном., Ом, в которой:

  • Uпитания – напряжение электропитания, В;
  • Uпаспорт. – падение напряжения, паспортное значение, В;
  • Iном. – номинальный ток.

Полученное значение округляют в большую сторону до ближайшей номинальной величины из ряда Е24. После этого рассчитывают мощность, которую должен рассеивать резистор.

P = Iном. 2 х R, где R – выбранное по таблице значение сопротивления.

Провести все эти действия можно быстро и просто с использованием онлайн-калькулятора.

Как подключить светодиоды к сети переменного тока 220 В через блок питания

Существует несколько типов блоков питания:

  • Стабилизированные источники постоянного напряжения для светодиодов на 5 Вольт и 12 Вольт. При колебаниях параметров сети напряжение на выходе такого источника питания остается постоянным и равным заявленной в паспорте величине. LED-светильники подсоединяют через резисторы.
  • Драйвер – импульсный блок питания со стабилизированным током. Характеристики, которые учитывают при его выборе: максимальное и минимальное выходное напряжение, выходной (рабочий) ток. В драйвере присутствует схема, стабилизирующая ток при скачках входного напряжения 220 В. При подключении светодиодного излучателя к драйверу резистор не требуется.

Способы создания схем из нескольких светодиодов – последовательное и параллельное соединение

При подключении нескольких светоизлучающих приборов к источнику питания может использоваться два варианта соединения – последовательное и параллельное.

Последовательное соединение представляет цепь полупроводниковых приборов, в которой катод первого излучателя спаян с анодом следующего – и так далее. Через все элементы последовательной цепи протекает ток одного значения, а падение напряжения суммируется. Мощность БП выбирается равной или превышающей сумму мощностей каждого элемента.

Минусы последовательного соединения:

  • При значительном количестве элементов цепи необходимо выбирать БП большого вольтажа.
  • При выходе из строя одного LED-диода перестает работать вся цепь.

В длинных лентах на 60-70 диодов на каждом элементе происходит падение напряжения примерно на 3 В, то есть такие ленты можно присоединять к сети 220 В через выпрямитель.

При параллельном подсоединении напряжение на всех элементах цепи будет равным, а суммируются токи каждого LED. Основная проблема в данном случае состоит в том, что LED-светильники, даже из одной партии, часто имеют различные характеристики. Поэтому, если поставить один общий резистор, на лампочки может подаваться ток разного значения, вследствие чего некоторые элементы будут светить слишком ярко, а некоторые – тускло. Решение проблемы – установка отдельных резисторов для каждого диода.

Минусы параллельного подключения:

  • большое количество элементов цепи из-за необходимости использования индивидуальных резисторов для каждого диода;
  • существенный рост нагрузки при перегорании одного LED-диода (если используется один мощный резистор на всю цепь).
Читайте также:  Как узнать на сколько вольт светодиод: мультиметром, по внешнему виду, таблица параметров

Это самый подходящий вариант соединения светодиодов, поскольку он позволяет хотя бы частично скомпенсировать недостатки последовательного и параллельного подключений. В этом случае параллельно соединяются цепочки последовательно расположенных элементов. Этот способ применяется в современных елочных гирляндах или лентах. Преимущество такого решения: если даже выйдут из строя одна или несколько параллельных цепочек, остальные будут исправно светить.

Свежие записи

  • Сочетание цветов в интерьере. Используем хроматический круг
  • Спальни в серых оттенках
  • Дизайн кухни: 8 идей интерьера кухонь с фото
  • Как выбрать кровать. ТОП лучших кроватей с фото
  • ТОП рейтинг диванов для сна на каждый день

Свежие комментарии

  • Вика Спотникова к записи 100 фото дизайна гостиной: советы и идеи, выбор стиля, отделки, мебели в 2020 году
  • Команда Мебелион к записи ТОП рейтинг диванов для сна на каждый день
  • Регина к записи ТОП рейтинг диванов для сна на каждый день
  • Команда Мебелион к записи Идеи для дизайна комнаты геймера 2020
  • Иван к записи Идеи для дизайна комнаты геймера 2020
    18.05.2020 0
  • Без рубрикиОсвещение

Сравнение светодиодов: виды, типы, классификация, характеристики и назначение

Современный рынок осветительных приборов в значительной степени состоит из светодиодных светильников, являющихся устройствами нового поколения. Они активно применяются в качестве источников света как для городского и домашнего освещения, так и для подсветки матриц различных технических устройств. Светодиодные чипы крайне разнообразны по габаритам, функциональным и техническим характеристикам, энергоэффективности и области применения. Проведя их сравнение, можно с лёгкостью выбрать подходящий прибор в 2020 году.

Устройство и принцип работы светодиодов

Светодиодом называется прибор-полупроводник, способный преобразовывать электрический ток в видимое световое излучение. Часто применяемое обозначение светодиода ЛЕД является абберевиатурой light-emitting diode – светоизлучающий диод.

В отличие от ламп, излучение которых лежит в широком спектре, кристалл светодиода по внешнему полю излучает конкретный цвет. Диапазон освещения определяется химическими особенностями полупроводников, используемых в каждом случае.

Все модели светодиодов содержат следующие элементы:

  • катод, отвечающий за подачу отрицательной части волны постоянного тока на полупроводниковый кристалл;
  • анод, осуществляющий подачу положительной части волны на кристалл;
  • рассеиватель, увеличивающий угол свечения;
  • рефлектор, который отражает световой поток на рассеиватель;
  • кристалл или чип полупроводника, осуществляющий излучение светового потока, используя p-n переход.
  • Устройство светодиода

Конструкция диода включает два полупроводника, легированных разными примесями. Один из них содержит свободные электроны, а второй – отверстия (дырки). Это обеспечивает p-n переход между полупроводниками, когда электроны переходят от донора к реципиенту, занимая свободные отверстия и выделяя фотоны. Данная реакция возможна при наличии источника постоянного тока. На практике применяются гетероструктуры – многослойные полупроводники, имеющие самый маленький вес.

Зная, какие бывают светодиоды по мощности и по внешнему виду, можно выбрать прибор для разных случаев. Они делятся на две большие группы:

  1. Индикаторные. Маленькие светодиоды относительно небольшой мощности с умеренной яркостью. Применяются для цветовой индикации, при подсветке приборных панелей и прочего.
  2. Осветительные. Их мощность может доходить до нескольких десятков Ватт, за счёт чего достигается свечение высокой интенсивности. Используются в составе светодиодных лент и ламп для освещения помещений, в фарах и иных приборах.

Основные параметры светодиодов

Перед тем, как рассматривать особенности существующих конструкций, следует ознакомиться с основными характеристиками приборов:

  1. Светоотдача, или эффективность (Лм/Вт). Является отношением светового потока к используемой мощности. Эта величина высчитывается перед тем, как определить применимость диодов для различных осветительных систем. Модели 2020 года обладают показателями 120-140 Лм/Вт, то есть в несколько раз больше, чем у ламп накаливания.
  2. Цветовая температура (Кельвины). Применяется в следующих диапазонах:
  • 2500-3000 К – тёплый белый свет (WW);
  • 4000-5000 К – нейтральный белый свет (NW);
  • 6500-95000 К – холодный белый свет (CW).

Обратите внимание! Нейтральный свет диодов считается оптимальным для офисной работы, так как подсвечиваемые предметы имеют наибольшую чёткость.

Также выделяют цветные (синий, красный, жёлтый, зелёный) и RGB световые диоды.

3. Мощность светодиода (Вт, мА). Необходима для выбора подходящего источника питания. Диоды бывают:

  • малой мощности – менее 0,5 Вт (20-60 мА);
  • средней мощности – от 0,5 до 3 Вт (100-700 мА);
  • большой мощности – более чем 3 ватта (от 1000 мА).

Обратите внимание! Чтобы продлить срок службы блока питания, его необходимо выбирать с запасом в 15-20%, превышающим реальную мощность светодиода.

4. Угол свечения (градусы). Обычно составляет 120-140 о , для индикаторных – 15-45 о .

5. Ресурс, или деградация (часы). Определяет длительность эксплуатации. На ресурс влияют:

  • токовая деградация, когда через световые диоды пропускается избыточная сила тока;
  • температурная деградация, возникающая при некачественном отводе электронной энергии.

Обратите внимание! Чтобы лучшие светодиоды прослужили заявленное количество часов, температура в точке пайки должна быть не более 65 о С.

Индикаторные светодиоды

Индикаторные светодиодные чипы наиболее распространены. Применяются для различной подсветки и индикации, от фонарей и светофоров до бытовой техники. Современные модификации обладают большой силой света, хотя это достаточно маломощные светодиоды.

Функцию отражателей, концентрирующих световой поток, выполняют стенки и опорная пластина. Приборы имеют прямоугольные торцы с диаметром 3-10 мм и выпуклые линзы. Для них требуется источник питания в 2,5-5 В (предел по току – 20-25 мА), а если используется интегрированный резистор – 12 В. Угол свечения бывает либо широким (110-140 о ), либо узким (15-45 о ). Светоотдача белых светодиодов находится на уровне 3-5 Лм.

  • Строение индикаторного светодиода

Индикаторный диод обладает следующими преимуществами:

  • небольшая стоимость;
  • безопасные токи и напряжение светодиодов;
  • высокий уровень защиты от внешних воздействий;
  • небольшое потребление энергии с низкой теплоотдачей, позволяющей устройствам работать продолжительное время без охлаждающих радиаторов.

Среди индикаторных выделяют следующие типы светодиодов:

Тип светодиода Строение Корпус Цветовой диапазон Угол рассеяния Область применения
DIP Самые маленькие, кристалл в выводном корпусе Прямоугольный или цилиндрический, диаметр – от 3 до 10 мм. Имеет выпуклую линзу Одно- и многоцветный (RGB), УФ и ИК До 60 о Устройства индикации, световые табло, ёлочные украшения
Super Flux «Piranha» Имеет четыре вывода для фиксации на плате Прямоугольный, с линзой (5 или 3 мм) или без Зелёный, красный, синий и белые с разной температурой 40-120 о Подсветка дневных ходовых огней, автомобильных приборов и прочего
Straw Hat Два вывода, кристалл расположен возле передней стенки Цилиндрический, радиус линзы увеличен, высота уменьшена Синий, зелёный, жёлтый, белый и красный светодиод 100-140 о Используются, когда требуется равномерное освещение с небольшим энергопотреблением
SMD Не имеют вывода, монтируются поверхностно Типовой размерный ряд, часть с выпуклой линзой, другая – плоские светодиоды Цветные и белые 20-120 о Являются основой диодных лент
Читайте также:  Монтаж точечных светильников в гипсокартон (своими руками)

Наиболее технологичной и популярной является группа SMD светодиодов.

Сравнение SMD светодиодов

Применение SMD диодов повсеместно. Эти относительно маломощные светодиоды являются основой лампочек общего освещения, индикаторных панелей и систем аварийного освещения. Наибольшей популярностью пользуются светодиодные ленты на СМД диодах. Существуют и их вариации в виде модулей и линеек, где используются планарные светодиоды.

Определить тип и размер корпусов SMD диодов можно по маркировке, цифры которой обозначают ширину и длину. Новые модификации конструируются на группах, состоящих из четырёх равных по мощности светодиодов разных цветов – «G+R+W+B». Это увеличивает светоотдачу и расширяет световые оттенки, поэтому такой тип светодиодов самый яркий.

Классификация светодиодов по типоразмерам следующая:

Маркировка SMD 3528 5630 3014 5050 5730-05 5730-1 2835
Световой поток, Лм 5 40 8 15 40 100 25
Мощность, Вт 0,06 0,5 0,07 0,2 0,5 1 0,2
Температура, о С до 65 до 80 до 65 до 65 до 80 до 80 до 65
Ток, мА 20 150 30 60 150 30 60
Напряжение, А 3,3 3,3 3,3 3,3 3,4 3,4 3,4
Габариты, мм 3,5х2,8 5,3х3 3х1,4 5х5 4,8х3 4,8х3 2,8х3,5

Таблица включает усреднённые технические характеристики, которые показывают лучшие светодиоды с белым светом. Самые мощные лампы холодного и тёплого белого света обладают меньшим световым потоком и, имея равную яркость светодиодов, дают лучшее освещение, чем цветные.

Обратите внимание! Светоотдача тёплых тонов может быть на 10% меньше той, что отражают маркировка и характеристики, а холодных – на 10% больше, поэтому они самые энергоэффективные.

Реальные технические характеристики и качество светодиодов в значительной степени определяет марка светодиодов, причём колебания могут доходить до 15%. Качественные светодиоды выпускают крупные японские, европейские и китайские бренды. Бюджетные же устройства неизвестных китайских производителей, занесённые в каталог, обычно очень слабые, и вместо заявленных 0,5 Ватт могут выдавать 0,15 или даже 0,09.

Такие низкие показатели мощности объясняются тем, что внутри корпуса смонтирован кристалл меньшего размера. Это характерно для низкокачественной китайской продукции. Поэтому, самостоятельно проектируя источник питания, стоит стремиться к реальным показателям тока в нагрузке, равным около 95% от заявленного. При небольшой недогрузке можно увеличить рабочий ресурс даже для устройств, где используются не самые лучшие светодиоды.

Осветительные светодиоды

Выбирая, какие светодиоды самые яркие, стоит остановиться на осветительных. Это сверхмощные светодиоды с высокой интенсивностью излучения. Выпускаются исключительно в белом цвете, тёплом и холодном, корпус предназначен для поверхностного монтажа. Используются в лампах и светодиодных лентах, фарах, фонарях и прочем, где необходимы мощные сверхъяркие светодиоды.

Не существует естественных кристаллов, излучающих белый свет. Поэтому, чтобы создать светодиоды белого свечения, используются различные технологии, основанные на смешивании трёх основных цветов (RGB). Цветовая температура определяется способом их сочетания. Популярным методом является покрытие кристалла слоями люминофора, каждый из которых отвечает за один из трёх базовых цветов. Другой способ заключается в нанесении пары слоёв люминофора на голубой кристалл.

Можно выделить следующие преимущества осветительных диодов:

  • различное цветовое свечение;
  • возможность выбора световой температуры;
  • энергосбережение, сокращающее расходы электричества;
  • малый коэффициент пульсации;
  • разнообразная рассеиваемая мощность.
  • Строение осветительного светодиода

Среди осветительных выделяются следующие виды светодиодов:

Тип светодиода Строение Корпус Угол рассеяния Область применения
SMD Кристалл, покрытый люминофором, размещён на алюминиевой либо медной подложке, отводящей тепло В основном прямоугольный, с линзой или без 100-130 о Переносные фонари, светодиодные лампы и ленты, фары авто
COB Большое количество светодиодов SMD в едином корпусе, покрытом люминофором Имеют вид матрицы, чаще всего прямоугольной до 180 о Только для освещения без узконаправленного излучения
Filament Кристаллы покрыты люминофором и установлены на стеклянную подложку Цилиндрическая подложка 360 о Декоративная подсветка помещений
PCB Star Один кристалл большой площадью на подложке из алюминия Подложка в форме шестерёнки или звезды 120 о Мощные прожекторы и ручные фонари

Обратите внимание! Спектр свечения Filament намного приятнее для человеческого глаза, чем виды SMD и COB, и схож со светом ламп накаливания.

Типы светодиодов: особенности

Решая, какие светодиоды лучше для освещения, стоит учесть, что по величине светового потока сверхъяркий PCB Star лидирует, хоть и является разновидностью SMD диодов. Разница заключается в том, что он является точечным мощным источником света, а не совокупностью кристаллов, что упрощает фокусировку. По этой причине эти мощные сверхъяркие светодиоды удобно применять для фонаря.

Наиболее универсальными являются SMD светодиоды. Можно выделить следующие преимущества этого типа:

  • высокая энергоэффективность;
  • прочный полимерный корпус;
  • средняя стоимость;
  • ремонтопригодность;
  • длительный период эксплуатации;
  • хороший показатель охлаждаемости за счёт применения радиатора.

Данные светодиоды повышенной яркости имеют и недостатки:

  • меньшая эффективная освещённость, чем у Filament;
  • неравномерное распределение светового потока в различных направлениях;
  • бьющий направленный свет.

Филаментные приборы являются более технологичными. Такая модель представляет собой стеклянную полоску, металлизированную с обеих сторон, за счёт чего подаётся питание. Сверху на полоску приклеено некоторое количество светодиодов, покрытое люминофором. Полоски, несущие мощные светодиоды, помещаются в стеклянную колбу, имеющую вид привычной лампочки с гелием. По сути филаментная лампочка является COB диодом, помещённым в газовую среду.

К преимуществам Filament диодов относится следующее:

  • равномерность светового потока в разных направлениях;
  • яркий свет, не «режущий» глаза;
  • высокая энергоэффективность;
  • длительный период эксплуатации;
  • привычный вид колбы;
  • возможность утилизации с бытовыми отходами.

Можно выделить и ряд недостатков:

  • хрупкий стеклянный корпус;
  • высокая стоимость;
  • у дешёвых моделей – плохая охлаждаемость;
  • непригодность к ремонту.

Видео по теме (на примере сравнения лент SMD диодов 3528, 5050, 5630, 5730):

Читайте также:  Как подключить светодиодную RGB-ленту к компьютеру: блоку питания или материнской плате

Если у вас остались вопросы после прочтения статьи “Сравнение светодиодов: виды, типы, классификация, характеристики и назначение”, задайте их в комментарии, мы обязательно постараемся дополнить материал ответами на них.

Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы.

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

    осветительные
    индикаторные

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

    в устройствах индикации
    в панелях электронных приборов
    световых табло
    или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

    типоразмерами
    напряжением питания

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

    малая стоимость
    высокая надежность
    продолжительный срок службы
    ну а самое главное – высокая светоотдача

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

    легкость монтажа
    хороший световой поток
    высокий CRI
    разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов.

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

    высокая цена
    светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Люминофор наносится сверху. При этом вся конструкция помещена в стеклянную колбу, как в обычной лампочке.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ – гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

    можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.
    одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

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: :???: :?: :!: