Схемы и нюансы подключения светодиодных светильников к сети 220 В

Разновидности

Свечевидная форма или так называемая «кукуруза» подходит для большинства декоративных разновидностей приборов. Особенно удачными называют варианты с патронами, направленными вверх. Шарообразные, грушевидные изделия неплохо сочетаются с плафонами. Акцентное освещение помогают создать так называемые рефлекторы.

Для светодиодных ламп распространены следующие виды цоколей:

1. E40 в случае с крупными изделиями повышенной мощности. Этот вариант актуален при организации уличного освещения.
2. E41. Его ещё называют «миньоном». Для маломощных ламп.
3. E27. С таким цоколем сталкивался каждый.

Есть и штырьковые модели:

• G13 – вариант похож на линейные люминесцентные лампы. Есть поворотная разновидность.
• GX53. Встраиваемые и накладные типы светильников с плоской широкой формой.
• GU10. С расстоянием между контактами в 10 мм. На кончиках штырьков отличается увеличенным диаметром.
• GU5.3. Оснащают ими популярные лампы с обозначением MR16.
• G4 – для ламп с миниатюрными размерами.

Основные ошибки подключения лент

Ошибка №1 – не правильно выбрана степень защищенности ленты. Например, использование плат со степенью IP20 недопустимо в помещениях с высокой влажностью и на открытых пространствах. При её использовании в банях, ванных комнатах может произойти замыкание и удар током человека.

Ошибка №2 – не верно рассчитана мощность источника питания

Важно соблюдать правило о запасе мощности в 30%. Это позволит в будущем подключить дополнительные участки или заменить их на более мощные

Ошибка №3 – последовательное подключение новых участков. Как уже говорилось выше, каждая новая лента подключается параллельно к источнику питания.

Ошибка №4 – отсутствие теплоотводящих элементов. Ленты с мощностью свыше 14 Вт устанавливаются только на алюминиевый профиль, СДЛ с мощностью от 6 до 14 Вт – на металлический скотч. Они выполняют функцию по передаче тепла от нагрева кристаллов во внешнюю среду.

Некорректное подключение

Схема неверного последовательного соединения двух светодиодных участков:

Схема неверного (последовательного) подключения двух лент

Последовательно соединение приводит к неравномерному свечению дорожек и перегреву начала ленты. Поэтому каждый участок длиной более 5 метров подключается параллельно:

Пример параллельного подключения с 1 блоком и двумя

При мощности участка ленты свыше 9,6 В рекомендуется выполнить параллельное соединение с двух сторон участка. Это гарантирует стабильный, равномерный световой поток.

Пример двустороннего подключения участка

Неправильное монтирование (расположение)

При монтаже обратите внимание на внешнюю обстановку. Поблизости (в пределах не менее 0,6 м) не должно быть устройств и факторов, вызывающих дополнительный нагрев элементов (отопительная система, лампы накаливания, кухонные нагревательные приборы, солнечные лучи и т.д.)

Оптимальная рабочая температура +40 С.

Путь прокладки СДЛ должен быть очищен от лишних предметов. В процессе эксплуатации плата не должна касаться дополнительных предметов, иметь не естественные углы или загибы (если они не выполнены пайкой или коннектором).

Меры предосторожности и инструменты

Несмотря на то, что с подключением может справиться каждый, необходимо помнить о соблюдении техники личной безопасности, иначе ваши действия могут быть чреваты опасными последствиями. Лучше не рисковать и придерживаться простых правил:

1. Монтаж, обслуживание и демонтаж осветительных приборов производится при выключенной электрической сети, поэтому первым шагом необходимо обесточить помещение, в котором будут происходить работы.
2. Если напряжение LED-светильника меньше 220 вольт, то подключать его к сети можно только через блок питания, который должен идти в комплекте. При этом запрещено использование БП для галогенных и люминесцентных ламп.
3. Установка должна выполняться с учетом суммарного энергопотребления данной осветительной системы, которое указано в выданном Техническом условии. Напряжение тока можно проверить с помощью индикаторной отвертки.
4. Сухие руки при монтаже – обязательное условие несмотря на использование перчаток.
5. Необходимо обеспечить свободное пространство вокруг прибора, чтобы лампы не перегревались – в противном случае они будут быстрее выходить из строя, возможно возгорание.
6. Ознакомьтесь с условиями допустимых температур и влажности перед установкой – особенно это касается монтажа в банях и саунах. Нельзя устанавливать светильники, предназначенные для использования в помещениях, на улице без защиты.
7. Выбирайте место установки таким образом, чтобы светильник и осветительная система не могла быть затоплена или подвержена сильной вибрации.
8. Не рискуйте устанавливать светильники и блоки питания если при осмотре вы заметили внешние признаки неисправностей.
9. При неисправностях не нужно разбирать светильники и блоки питания самостоятельно – неисправимые поломки приведут к отказу от сервисного обслуживания со стороны производителя.

При установке LED-элемента бытового назначения вы можете обойтись минимальным набором инструментов. Вам понадобится набор отверток – плоская и крестообразная, инструмент для удаления изоляционного слоя – стриппер – и плоскогубцы. Для большей безопасности советуем использовать специальные перчатки с диэлектрическим слоем.

Подключение светодиодных точечных светильников

Точечные светодиодные светильники для потолков становятся все более популярными за счет яркости, долговечности и возможности создать привлекательное точечное освещение. Точечные светильники со светодиодной подсветкой включают в себя лампу для основного освещения, а также встроенные в корпус светодиоды, которые могут размещаться в корпусе на передней или боковой панелях. Такие светильники обеспечивает потрясающие визуальные эффекты – они могут быть белыми или многоцветными, плавно менять яркость или цвет освещения и монтируются в любых жилых помещениях – спальне, кухне, ванной комнате и других комнатах.

Как установить точечные светильники – подготовка к монтажу

Прежде всего, необходимо осуществить прокладку кабеля, еще до установки потолка. Как правило, точечные светильники располагаются на расстоянии 40-50см друг от друга и до монтажа потолка необходимо проложить провод к одному из них, а после протягивать его от одной точки освещения к другой. Для монтажа точечных светильников подойдут медные кабели (провода) ВВГ, ШВВП или ПВС с сечением жил 1,5мм2. Кабель или провод прокладывается в гофрорукаве, который в свою очередь закрепляется при помощи скоб или стяжек на потолке и подводится к точке установки первого светильника.

Далее в подвесном потолке делаются отверстия нужного диаметра, в зависимости от типа светильника (в основном это 60 мм). Если потолок гипсокартонный, достаточно прорезать отверстия нужного диаметра, тогда как в пластиковый потолок необходимо будет устанавливать термокольца, предотвращающие перегрев.

После этого провод протягивается в каждое отверстие и начинается непосредственно монтаж светильника.

Схема подключения точечных светильников

Схема подключения точечных вариантов мало отличается от схемы подключения обычных моделей светильников. Смотрите схему, которая включает в себя источник питания на 220В, выключатель и сам светильник.

Светильники с лампами на 12В обязательно комплектуются понижающими трансформаторами, которые устанавливаются в схеме перед светильниками, как на схеме. Монтаж большинства светильников осуществляется при помощи клеммника, в которые протягиваются зачищенные жилы проводов и затягиваются.

Также есть возможность раздельного включения/отключения основного освещения и подсветки при помощи двухклавишного выключателя. При использовании такой схемы одна клавиша будет включать лампу точечного светильника, а вторая – светодиодную подсветку.

Стоит отметить, что при подключении светильника любого вида необходимо обеспечить полное отключение электропитания в квартире или доме.

Многие люди, использующие точечное освещение, задумываются, как поменять лампочку в точечном светильнике, ведь, несмотря на долговечность светодиодов, их срок службы все-таки ограничен.

Замена лампочек в точечном светильнике

Замена лампочек в точечном светильнике

• отключите свет в комнате либо обесточьте квартиру;
• достаньте из точечного светильника стопорное кольцо – проволоку, удерживающую светильник;
• достаньте из патрона светодиодную лампу и замените её новой;
• установите светильник на место и закрепите стопорным кольцом.

При замене ламп важно соблюдать осторожность, чтобы не проткнуть полотно подвесного потолка

Как правильно подсоединить

Все монтажные работы выполняются до того, как будет закончен сам подвесной потолок

Важно следовать выбранной схеме подключения. Место монтажа, высота установки осветительных приборов – одни из главных факторов, с которыми следует разобраться заранее

Количество светильников тоже считают заранее. Надо учесть, что в некоторых случаях возникает необходимость в трансформаторе. Провода к местам монтажа подключают заранее. Чтобы не было контакта с каркасными подвесными конструкциями – для проводов берут гофрированные трубки. Для каждой ситуации разрабатывают отдельную схему.

Установка по простой схеме

Обычная схема предполагает последовательное подключение всех проводников. Токоограничивающий резистор необходим, если соединение выбрано параллельное. Лучше обратиться к электрикам с достаточно высокой квалификацией для таких работ, как сборка и установка светильников, прокладка электропроводов с достаточным сечением.

Общая схема действий выглядит следующим образом:

1. Обесточивание электрической сети.
2. Укомплектовать прибор блоком питания. Или использовать обычную деталь, если все характеристики подходят.
3. Проверка типа цоколей.
4. Проверить наличие термоколец, препятствующих перегреву в системе. Нужно убедиться в том, что для вентиляции хватает пространства.
5. Строгое соблюдение полярности.

С дополнительной защитой

Назначение прибора влияет на то, какой класс защиты выбирать для конкретного случая:

1. Фильтрация помех с высокими частотами, защита от дифференциальных перенапряжений, от остаточных бросков по этому показателю. Устанавливаются средства защиты рядом с потребителем.
2. Для токораспределительной сети у объекта, от коммутационных помех. Элемент играет роль второй ступени, когда ударяет молния. Место монтажа – внутри распределительных щитов.
3. Чтобы в защитную систему дома прямо не попадали молнии. Место монтажа – ввод в здание, внутри устройств по распределению. Главный распределительный щит для этого тоже допускается использовать.

Обычно устройства защиты снабжаются специальной разновидностью модуля, легко заменяемому при необходимости. Монтаж таких приспособлений продлевает срок эксплуатации всей системы.

С активным ограничителем тока

Элементом, ограничивающим ток, для этой схемы будет выступать резистор R1. Показатель коэффициента мощности в данном случае приближается к единице. Схема имеет один минус – у резистора тепло рассеивается в больших количествах.

Резистор R2 применяют для разрядки остаточного напряжения.

Как посчитать необходимое количество ламп?

Уровень освещённости подбирают индивидуально у каждой из комнат. Всё зависит от назначения помещения. Максимальная яркость нужна там, где постоянно читают или пишут. Для коридора этот показатель будет на порядок ниже.

Для измерения светового потока одной лампы уровень освещённости перемножают с площадью комнаты, а потом делят на количество ламп.

Расчёт на квадратный метр выглядит несколько иначе. Количество ламп перемножают со световым потоком, результат делят на площадь освещения. От типа монтажа зависит, сколько оборудования нужно в том или ином случае. При установке в обычную люстру опираются на уровень интенсивности света.

Эффективный угол света для светодиодов составит примерно 120 градусов. Главное – так рассчитать количество светильников, чтобы свет в итоге оказался равномерным.

Способы подключения

Установка дополнительного резистора гасит излишки мощности электричества

Простейший подход к решению проблемы недопустимого для диода обратного напряжения – установка последовательно с ним дополнительного резистора, который способен ограничить 220 Вольт. Этот элемент получил название гасящего, так как он «рассеивает» на себе излишки мощности, оставляя светодиоду необходимые для его работы 12-24 Вольта.

Последовательная установка ограничивающего резистора также решает проблему обратного напряжения на переходе диода, которое снижается до тех же величин. В качестве модификации последовательного включения с ограничением напряжения рассматривается смешанная или комбинированная схема подключения светодиодов в 220 В. В ней на один резистор последовательный резистор приходится несколько параллельно соединенных диодов.

Подключение светодиода можно организовать по схеме, в которой вместо резистора используется обычный диод, имеющий высокое напряжение обратного пробоя (желательно – до 400 Вольт и более). Для этих целей удобнее всего взять типовое изделие марки 1N4007 с заявленным в характеристиках показателем до 1000 Вольт. При его установке в последовательную цепочку (при изготовлении гирлянды, например), обратная часть волны выпрямляется полупроводниковым диодом. Он в этом случае выполняет функцию шунта, защищающего чип светового элемента от пробоя.

Шунтирование светодиода обычным диодом (встречно-параллельное подключение)

Встречно-параллельное подключение

Другой распространенный вариант «нейтрализации» обратной полуволны состоит в использовании совместно с гасящим резистором еще одного светодиода, включаемого параллельно и навстречу первому элементу. В этой схеме обратное напряжение «замыкается» через параллельно подключенный диод и ограничивается дополнительным сопротивлением, включенным последовательно.

Такое соединение двух светодиодов напоминает предыдущий вариант, но с одним отличием. Каждый из них работает со «своей» частью синусоиды, обеспечивая другому элементу защиту от пробоя.

Подтверждением этому является следующий пример. Пусть используется гасящий резистор номиналом 24 кОм и светодиод с рабочим током 9 мА. Рассеиваемая на сопротивлении мощность будет равна 9х9х24=1944 мВт (после округления – порядка 2-х Ватт). Чтобы резистор работал в оптимальном режиме, он выбирается со значением P не менее 3 Вт. На самом светодиоде расходуется совсем ничтожная часть энергии.

С другой стороны, при использовании нескольких последовательно подключенных LED элементов ставить гасящий резистор из соображений оптимального режима их свечения нецелесообразно. Если выбрать очень маленькое по номиналу сопротивление, оно быстро сгорит из-за большого тока и значительной рассеиваемой мощности. Поэтому функцию токоограничивающего элемента в цепи переменного тока естественнее выполнять конденсатору, на котором энергия не теряется.

Ограничение с помощью конденсатора

Использование накопительного конденсатора

Простейшая схема подключения светодиодов через ограничительный конденсатор C характеризуется следующими особенностями:

• предусматриваются цепочки заряда и разряда, обеспечивающие режимы работы реактивного элемента;
• потребуется еще один светодиод, необходимый для защиты основного от обратного напряжения;
• для расчета емкости конденсатора используется полученная опытным путем формула, в которую подставляются конкретные цифры.

Для вычисления значения номинала C нужно умножить силу тока в цепи на выведенный эмпирически путем коэффициент 4,45. После этого следует разделить полученное произведение на разницу между предельным напряжением (310 Вольт) и его падением на светодиоде.

В качестве примера рассмотрим подключение конденсатора к RGB или обычному LED-диоду с падением напряжения на его переходе, равным 3 Вольта и током через него в 9 мА. Согласно рассмотренной формуле его емкость составит 0,13 мкФ. Для введения поправки на ее точное значение следует учитывать, что на величину этого параметра в большей мере влияет токовая составляющая.

Включение светодиода через блок питания без резистора

У меня уже несколько лет работает модернизированная под LED настольная лампа. В качестве источника света используется шесть ярких светодиодов, а в качестве источника питания – старое зарядное устройство от мобильного телефона Nokia. Вот моя схема включения светодиода:

Номинальное напряжение диодов – 3,5В, ток – 140мА, мощность — 1Вт.

При выборе внешнего источника питания необходимо ограничение по току. Подключение этих светодиодов к современным зарядным устройствам с напряжением питания 5В 1-2А потребует ограничивающий резистор.

Что бы адаптировать эту схему к зарядному устройству, рассчитанному на 5В, используйте резистор на 10-20Ом мощностью 0,3А.

Если у вас другой источник питания, убедитесь, что в нем есть схема стабилизации тока.

Схема зарядного устройства от мобильного телефона	Блок питания большинства низковольтных бытовых приборов

Включение светодиода через блок питания без резистора

У меня уже несколько лет работает модернизированная под LED настольная лампа. В качестве источника света используется шесть ярких светодиодов, а в качестве источника питания – старое зарядное устройство от мобильного телефона Nokia. Вот моя схема включения светодиода:

Номинальное напряжение диодов – 3,5В, ток – 140мА, мощность — 1Вт.

При выборе внешнего источника питания необходимо ограничение по току. Подключение этих светодиодов к современным зарядным устройствам с напряжением питания 5В 1-2А потребует ограничивающий резистор.

Что бы адаптировать эту схему к зарядному устройству, рассчитанному на 5В, используйте резистор на 10-20Ом мощностью 0,3А.

Если у вас другой источник питания, убедитесь, что в нем есть схема стабилизации тока.

Схема зарядного устройства от мобильного телефона	Блок питания большинства низковольтных бытовых приборов

Одна лампа – один выключатель

Самая простая схема состоит из одного осветительного элемента и одноклавишного рубильника.

Теоретически подключение не отличается от описанного выше – нулевая жила идет напрямую от распределительного щита к потребителю, а вот в фазный производится врезка прерывателя. Но практически все выглядит несколько сложнее.

Для подключения такого типа в первую очередь следует определиться с местом монтажа распределительной коробки.

Ее следует установить, как можно ближе к месту установки выключателя, при этом должна исключаться легкость доступа к ней.

От этого напрямую зависит количество проводов, требуемого для создания ветки. Оптимальное ее расположение – под потолком над рубильником.

А далее все просто:

• Определяем месторасположение осветительного элемента – лампы (к примеру – в центре потолка);
• Выбираем место установки прерывателя (условно – ниже распределительной коробки);
• В распределительную коробку заводим проводку, идущую от распределительного щита;
• По потолку прокладываем проводку (по возможному кратчайшему пути) от патрона лампы и тоже ее заводим в коробку;
• Остается провести укладку провода от выключателя к распределительной коробке.

Для простоты провод, идущий от щита к коробке, обозначим как «ввод», а от коробки к потребителю – «вывод».

Для схемы с одноклавишным выключателем и одной лампой используются двухжильные провода.

После укладки всей проводки (открытым или закрытым способом) остается только все правильно соединить и для этого важно определить, какая жила — фазная, а какая – нулевая. Узнать это можно при помощи индикаторной отвертки, сделав соответствующую проверку на выводах из распределительного щита до отключения питания электросети. Узнать это можно при помощи индикаторной отвертки, сделав соответствующую проверку на выводах из распределительного щита до отключения питания электросети

Узнать это можно при помощи индикаторной отвертки, сделав соответствующую проверку на выводах из распределительного щита до отключения питания электросети.

Чтобы было понятнее, рассмотрим, как все правильно соединить, используя разный окрас оплетки жил проводки.

К примеру, для создания ветки питания осветительного элемента использовался провод с жилами, окрашенными в коричневый и синий цвета.

При подключении вводного провода к распределительному щиту коричневую жилу соединили с фазным выводом, а синюю – с нулевым.

Зная это, остается только все правильно соединить в распределительной коробке.

Поскольку «ноль» идет напрямую на потребителя, то синюю (нулевую) жилу ввода соединяем с соответствующей по цвету жилой вывода.

Остается включить в схему рубильник. От него к распределительной коробке тоже кинут двухжильный провод, но в этом случае он — две части одной линии (фазной).

Берем коричневую (фазную) жилу ввода и соединяем ее с любой из жил, к примеру, тоже с коричневой, ведущей на выключатель.

Остается только синюю жилу, идущую из выключателя, соединить с коричневой жилой вывода.

Далее все места соединения необходимо качественно заизолировать, и только после этого – проверять работоспособность созданной ветки путем подачи на нее напряжения.

Это мы рассмотрели детально способ подключения одной лампы к одноклавишному прерывателю.

Все последующие схемы построены по описанному принципу, поэтому укажем только их ключевые моменты.

Как подключить светодиод к сети 220 вольт

Светодиод – это разновидность полупроводниковых диодов с напряжением и током питания намного меньшим, чем в бытовой электросети. При прямом подключении в сеть 220 вольт, он мгновенно выйдет из строя.

Поэтому светоизлучающий диод обязательно подключается только через токоограничивающий элемент. Наиболее дешевыми и простыми в сборке является схемы с понижающим элементом в виде резистора или конденсатора.

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

• где:
• 0,75 – коэффициент надежности LED;
• U пит – это напряжения источника питания;
• U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток;
• I – номинальный ток, проходящий через него;
• R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока.

После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

Важный момент, на который нужно обратить внимание при подключении светодиода в сеть переменного тока – это ограничение обратного напряжения. С этой задачей легко справляется любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее того, что течет в цепи. Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду

Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду.

Существует мнение, что можно обойтись без ограничения обратного напряжения, так как электрический пробой не вызывает повреждения светоизлучающего диода. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода.

Вместо кремниевого диода можно использовать второй светоизлучающий диод с аналогичным прямым током, который подключается обратной полярностью параллельно первому светодиоду. Отрицательной стороной схем с токоограничивающим резистором является необходимость в рассеивании большой мощности.

Эта проблема становится особо актуальной, в случае подключения нагрузки с большим потребляемым током. Решается данная проблема путем замены резистора на неполярный конденсатор, который в подобных схемах называют балластным или гасящим.

Включенный в сеть переменного тока неполярный конденсатор, ведет себя как сопротивление, но не рассеивает потребляемую мощность в виде тепла.

В данных схемах, при выключении питания, конденсатор остается не разряженным, что создает угрозу поражения электрическим током. Данная проблема легко решается путем подключения к конденсатору шунтирующего резистора мощностью 0,5 ватт с сопротивлением не менее 240 кОм.

Расчет резистора для светодиода

Во всех выше представленных схемах с токоограничивающим резистором расчет сопротивления производится согласно закону Ома:

R = U/I

• где:
• U – это напряжение питания;
• I – рабочий ток светодиода.

Рассеиваемая резистором мощность равна P = U * I.

Если планируется использовать схему в корпусе с низкой конвекцией, рекомендуется увеличить максимальное значение рассеиваемой резистором мощности на 30%.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Расчёт ёмкости гасящего конденсатора (в мкФ) производится по следующей формуле:

C = 3200*I/U

• где:
• I – это ток нагрузки;
• U – напряжение питания.

Данная формула является упрощенной, но ее точности достаточно для последовательного подключения 1-5 слаботочных светодиодов.

Для защиты схемы от перепадов напряжения и импульсных помех, гасящий конденсатор нужно выбирать с рабочим напряжением не менее 400 В.

Конденсатор лучше использовать керамический типа К73–17 с рабочим напряжением более 400 В или его импортный аналог. Нельзя использовать электролитические (полярные) конденсаторы.

Основы подключения к 220 В

Светодиод – полупроводник, пропускающий электрический ток исключительно в одном направлении. Большинство светильников оснащаются специальными драйверами, преобразующими переменное электричество в постоянное 12, 24, 36 или 48 В. Что касается промышленной сети, то она выдает синусоидальное напряжение 220 В (среднее значение, всегда имеются небольшие перепады) с частотой 50 Гц.

При таком раскладе светодиод будет работать на определенных полуволнах – мигать с частотой 50 Гц. Впрочем, человек не способен заметить мерцание. При подаче электричества в обратном направлении элемент прекратит светиться, но без должной защиты может выйти из строя.