Как работает светодиодная лампа: устройство и принцип работы

Как выбрать качественные светодиодные лампы?

Мне известны только четыре бренда, которые не завышают световой поток и эквивалент на упаковке. Это Ikea, Osram, Philips и Diall, поэтому при покупке ламп всех остальных брендов лучше берите лампы «с запасом». Если Вам нужно заменить 40-ваттную лампочку, лучше берите ту, на которой написано «эквивалент лампы накаливания 60 Вт».

Если при покупке есть возможность включить лампу, убедитесь, что она не мерцает с помощью карандашного теста или смартфона. Лампы с недопустимой пульсацией попадаются даже у таких брендов, как Osram.

Если мерцание обнаружилось уже дома, смело возвращайте лампу — по российским законам, светодиодные лампы можно возвращать в магазин в течение 14 дней со дня покупки.

Обращайте внимание на сроки гарантии (гарантия на лампы бывает от года до пяти лет) и сохраняйте чеки. Лампы должны обменивать в местах их приобретения

Автор Алексей Надёжин, источник Geektimes

Откровенный разговор: развенчиваем сексуальные мифы
Их убил ИГИЛ: 6 фактов о бесценных памятниках архитектуры, зверски уничтоженных террористами
Чудесные леденцы, в которых заключены живые цветы
Вот как выглядели овощи и фрукты, пока человек их не «одомашнил»
10 фраз, которые никогда не произнесёт умный человек

Схема LED-лампы на 220 В

Стандартная лампочка состоит из следующих элементов: корпусной части, электронной части, радиатора. Так, сначала напряжение попадает на цоколь конструкции, а затем передается к микросхеме, где преобразуется в постоянный ток, который требуется для свечения.

Внутреннее устройство LED-лампы

К части корпуса лампочки еще относится цоколь, полимерная оболочка, внутри которой находится пластинка, а также прозрачная деталь – рассеиватель. В дорогостоящих изделиях внутри корпуса находится объемное охлаждающее устройство из алюминия или устойчивого к нагреванию пластика.

В дешевых моделях часто наблюдается отсутствие радиатора, либо он находится во внутренней части, а по краям располагаются углубления. В бюджетных конструкциях, мощность которых не превышает 6 Вт, имеется цельный корпус без какого-либо теплового отвода.

В дорогих лампочках плата со светодиодами SMD фиксируется с помощью специальной пасты к устройству охлаждения, что позволяет лучшим образом увеличить отвод тепла.

В простых моделях плата закрепляется саморезами на пластинку из металла или вставляется в проемы. Тем не менее, такое устройство не позволяет добиться оптимального теплового отвода.

Внутреннее строение светодиодной лампочки

Через пластиковый рассеиватель не получится рассмотреть внутреннее строение. Тем не менее, не рекомендуется приобретать дешевые экземпляры, потому что они имеют минимальный срок использования.

Ремонт светодиодных ламп: устройство и электрические схемы различных приборов

Разобравшись, как починить светодиодную лампу на 220V, имеет смысл разобраться и с более сложными устройствами, такими, как прожекторы или люстры. Хотя особой разницы в работе нет. Специалисты утверждают, что ремонт светодиодных прожекторов даже проще, ведь драйверы и их детали крупнее. Мы присоединяемся к этому мнению. Только кажется, что такие устройства высокотехнологичнее и сложнее. На самом деле, имея под рукой схемы (они всегда содержатся в технической документации осветительного прибора) произвести, к примеру, ремонт светодиодной люстры достаточно просто. Та же прозвонка светодиодов, деталей драйвера. После – подбор подходящих взамен сгоревших.

Важная информация! Если сгорел светодиод и под рукой нет подходящего для замены, можно ненамного продлить жизнь осветительному прибору. Контакты сгоревшего элемента перемыкаются между собой, и лампочка снова загорается. Но стоит быть готовым к тому, что через непродолжительное время она снова погаснет. Перегорит следующий за перемкнутым светодиод. Если продолжать установку перемычек, сроки между ремонтами будут сокращаться в геометрической прогрессии.

Несколько светодиодных ламп преобразят интерьер до неузнаваемости, но в лучшую сторону

Погасли все лампы в ванной комнате: причины и способы устранения

Если одновременно погасло все светодиодное освещение в ванной комнате, стоит начать с малого. Снимаем крышку выключателя и проверяем подачу напряжения. Если все в порядке, значит проблема в блоке питания.

Ванная комната – это помещение с повышенной влажностью, в котором недопустимо использование осветительных приборов на 220 вольт. По этой причине устанавливают блок питания на 12 вольт. Причиной того, что перестало гореть все освещение разом, может стать выход из строя этого устройства или пробой проводки, что вряд ли реально. Такой блок придется купить. Демонтировав старый блок смотрим технические параметры, приобретаем стабилизатор с аналогичными характеристиками и устанавливаем на место.

При работе с электропроводкой нужно быть крайне внимательным. Поражение опасно

Устранение причин моргания светодиодных ламп

Это распространенная проблема. Бывает, что люди отказываются от замены в квартире обычного освещения на светодиодное по причине того, что при выключенном свете светодиоды моргают, на манер стробоскопа. Причина этому одна – подсветка выключателя.

Если индикатор горит, он пропускает через себя определенное количество электроэнергии, которое не оказывает никакого влияния на обычные лампы. Но в драйвере светодиодных осветительных приборов присутствует конденсатор, который имеет свойство накапливать электричество, а затем выдавать его. Он то и собирает «по крупицам» эту энергию, а по достижении определенного объема выдает ее в виде импульса на светодиоды.

Этот индикатор становится причиной моргания светодиодов

Решить проблему можно очень просто – отключаем подсветку на выключателе. Однако мигание из-за индикации на клавише – это следствие. А в чем причина? Здесь сложностей так же нет. Причиной служит неправильное подключение патронов люстры. Известно, что при установке ламп накаливания, на резьбу цоколя идет ноль, а на центр – фаза. Моргать светодиоды начинают, если этот порядок нарушен и разводка сделана неправильно.

Филаментные лампы – новинка на рынке. Они ремонту не подлежат

Вольт-амперная характеристика светодиода.

Она имеет нелинейный характер. Led начинает пропускать ток с определенного значения напряжения. Оно называется пороговым. Пороговый вольтаж определяется химическими соединениями полупроводников.

Вольт-амперная зависимость.

Синяя кривая описывает протекание электричества при прямом включении. Красная кривая — при обратном включении.

U_MAXи U_MAXОБР – предельно допустимые значения напряжений. При их превышении элемент сгорает.

U_MIN – минимальное величина напряжения. Начинается свечение.

Интервал между минимальным и максимальным — рабочая зона. Именно в ней диод светоизлучается.

I_MAX – предельное допустимое значение тока. При превышении светодиод перегорает.

Интересующие вопросы

Теперь принцип работы светодиодов стал понятен, однако многие пользователи задают различные вопросы по этой теме.

Какие параметры влияют на срок службы полупроводникового прибора? Есть утверждение, что светодиоды долговечны, но это не совсем так. При высокой силе тока в процессе эксплуатации увеличивается температура, поэтому более мощные устройства быстрее выходят из строя.
Ухудшается ли цветовая передача светодиодов со временем? При длительной эксплуатации приборов происходит определенное изменение оттенка, но в настоящее время не существует каких-либо стандартов, позволяющих выразить это в количественном отношении.
Не являются ли устройства вредными для человеческого глаза? Какие-либо сведения о негативном воздействии полупроводниковых элементов на данный момент времени отсутствуют.
Почему необходимо стабилизировать электрический ток, проходящий через LED-устройство? Даже небольшие изменения напряжения способны привести к колебаниям яркости.
Каким образом можно получить белый свет? Есть три основных варианта. Первый из них предполагает смешение компонентов палитры с применением технологии RGB. Второй вариант подразумевает нанесение три люминофора непосредственно на поверхность полупроводникового прибора, излучающего поток света в ультрафиолетовом диапазоне. В третьем способе люминофор наносится на голубой элемент.

Плюсы и минусы

Преимущества ламп накаливания:

небольшая цена – простые и недорогие материалы, конструкция и технология отработаны десятилетиями, массовое автоматизированное производство;
относительно небольшие размеры;
броски напряжения в сети не вызывают немедленный выход из строя;
запуск в работу, как и перезапуск – мгновенный;
при питании переменным током частотой 50-60 Гц пульсации яркости малозаметны;
яркость свечения регулируется диммерами;
спектр излучения сплошной и привычный глазу – сходен с солнечным;
практически полная повторяемость характеристик ламп у разных производителей;
индекс цветопередачи Ra или CRI – качество воспроизведения оттенков цвета освещаемых предметов – равен 100, что полностью соответствует показателю солнца;
небольшие размеры компактной нити накаливания дают четкие тени;
высокая надежность в условиях сильного мороза и жары;
конструкция позволяет массово изготавливать модели с рабочим напряжением от долей до сотен вольт;
питание от переменного или постоянного напряжения при отсутствии устройств пуска;
активный характер сопротивления нити накаливания обеспечивает коэффициент мощности (косинус φ) равный 1;
безразличны к радиации, электромагнитному импульсу, помехам;
практически отсутствует УФ-составляющая в излучении;
обеспечена штатная работа с частыми включениями/выключениями света и мн.др.

К недостаткам можно отнести:

номинальный срок службы ЛОН – 1000 часов, у галогенных ламп накаливания – от 3 до 5-6 тыс., у люминесцентных – до 10-50 тыс., у светодиодных – 30-150 тыс. часов и более;
стекло колбы и тонкая нить чувствительны к ударам, при вибрации возможны резонансы на некоторых частотах;
высокая зависимость энергоэффективности и срока службы от напряжения питания;
КПД преобразования электроэнергии в видимый свет не превышает 3-4%, но растет с увеличением мощности;
температура поверхности колбы зависит от мощности и составляет: для 100 Вт – 290°C, для 200 Вт – 330°C, 25 Вт – 100°C;
при включении скачок тока до прогрева нити может быть в десять раз выше номинала;
патроны и арматура светильников должны быть теплостойкими.

Основные виды и характеристики

К основным видам ламп накаливания относятся:

Лампы общего назначения. Обозначают аббревиатурой ЛОН. Обычно это устройства с мощностью 25, 40, 60, 75 и 100 Вт. Самые распространенные – 60 Вт. Но промышленно выпускаются ЛОН мощностью 150, 200, 500 и даже 1000 Вт.
Галогенные лампы накаливания. Производят для работы от высоковольтной сети 220 или 110 В и от низковольтной. В этом случае они питаются от понижающего трансформатора.

Низковольтная лампа накаливания

Разновидности низковольтных галогенных ЛН:

капсюльные, имеют вид полностью стеклянных трубок с разными цоколями – торцовыми штыревыми GY6,35 или G4;
рефлекторные, имеющие светоотражающий элемент, диаметром от 35 до 111 мм, цоколь GZ10 с вариантами.

Высоковольтные. Основное напряжение 220-230 В, 50 Гц. У этих ламп вариантов исполнения больше:

линейные в виде трубки из стекла с цоколями R7S;
цилиндрические – цоколи E27, E14 или B15D;
с вынесенной или дополнительной колбой.

В последней модели внутри лампы жестко смонтирована малогабаритная галогенная лампа-капсюль или трубка. Она приварена к центральному стержню обычной колбы ЛОН, имеет гибкие выводы, соединенные со стандартным цоколем Эдисона Е27 или Е14. При потреблении мощности 70-100 Вт она обеспечивает световой поток на 20-30% больше, чем обычная лампа накаливания.

Срок службы галогенных моделей составляет от 4-5 до 10-12 тыс. часов.

Декоративные лампы

В последние годы появились ретро-лампы, имитирующие старинные ЛН Эдисона.

Кроме того, они формой колбы имитируют «свечу», «свечу на ветру», «шишку», «грушу», «шар» и т.д.

Лампы Эдисона – с цветовой температурой 2000 K, с разными по форме нитями накаливания, с разными колбами.

Зеркальные

Зеркальные лампы имеют часть колбы, покрытую изнутри отражающим слоем. Чаще всего это напыление из металла – серебра, алюминия, золота и пр. Этот слой может быть тонким, полупрозрачным или толстым, непрозрачным.

Зеркальная инфракрасная лампа.

Зеркальные конструкции используют в производстве для абсолютно чистого технологического нагрева, например, в полупроводниковом производстве с высочайшей чистотой материалов. В этом случае недостаток ламп накаливания – большой поток ИК-излучения – становится их непревзойденным достоинством.

Сигнальные

Сигнальные лампы – это мигающие источники света. Обычно в виде проблесковых маячков, например, на служебных автомобилях, на самолетах и вертолетах, для передачи световых сообщений на флоте и т.п. Имеют тонкую нить накаливания, обеспечивающую быстрый набор яркости.

Транспортные

Этот вид ламп предназначен для использования на разных видах транспорта – автомобилях, железной дороге и в метро, речных и морских судах. Главное требование к ним – стойкость к вибрациям и ударам. Для этого нить накаливания делают короткой и устанавливают на множестве поддерживающих элементов. Цоколи таких ламп – байонетные Свана, штифтовые или софитные. Они не дают устройству выкрутиться и выпасть из патрона.

Лампы транспортные со штифтовым цоколем.

Транспортные, автомобильные лампы с разными видами невыпадающих цоколей: д), е), ж) – со штифтовыми, з) с софитным.

Иллюминационные

Из названия понятно, что лампы используют для иллюминации. Поэтому их колбы изготавливают из стекла разных цветов – синего, зеленого, желтого, красного и т.д.

Иллюминационные лампы разного цвета с резьбовым цоколем Эдисона E27.

Двухнитевые

Схема такой лампы накаливания: в одной колбе две отдельные нити накаливания. Например, в автомобильной фаре двухнитевая лампа используется так:

при подаче напряжения на одну нить включается ближний свет – поток света «прижат» к полотну дороги и луч распространяется на несколько десятков метров;
после переключения на вторую нить свет поднимается и его дальность может достигать сотен метров, а поток будет значительно больше.

Такие лампы могут быть и в заднем фонаре. Первая нить – для габаритных огней, вторая – для стоп-сигнала.

В светофорах двухнитевые лампы повышают их надежность. Дублирование позволяет устройству работать или с одной нитью, или включать вторую, после того как первая перегорела. А, например, на железных дорогах надежность сигнализации – это гарантия безопасности перевозок.

Общего, местного назначения

Лампы разного назначения.

Верхний ряд, слева направо – лампа с цоколем Е14 – для люстр, бра и малогабаритных светильников; с цоколем Е27 – общего назначения; зеленая, красная, желтая – иллюминационные.

Нижний ряд: синяя – медицинского назначения для процедур; зеркальная с отражателем – для фоторабот или специального освещения, с виолевым стеклом, две крайние – декоративные с колбой «свеча» и цоколями Е27 и Е14.

Особенности ремонта led ламп

Основой ремонта считается грамотное диагностирование. Чаще всего достаточно осуществить припой контактов, в определенных случаях провоцируется необходимость замены ключевых узлов.

Ремонт светодиодного светильника

Если вы не знаете, как отремонтировать светодиодную лампу, вы можете изучить нашу статью, а также просмотреть рекомендованное видео, которое вы найдете ниже. Выполнение качественного ремонта, который гарантирует в дальнейшем исправность изделия и его длительную эксплуатацию, начинается с детальной подготовки;

Демонтаж светильника;
Изучение технической документации;
Подготовка приборов (список перечислен выше);
Приобретение мультиметра для проверки контактов;
Проведение ремонтных работ в зависимости от проблемы;
Замена драйвера или же блока питания при необходимости.

Ремонт светодиодных люстр

Приспособление снимается с потолка или же стены;
Корпус прибора снимается;
Изучается схема электронная (чаще всего дефекты являются видимыми);
Удаляется плафон и другие украшения декоративного формата;
Выкручиваются лампочки, производится диагностика цоколя на предмет прогоревших мест (зачистка может быть осуществлена простым ножом);
Заново выполняется процесс сбора, подтяжки винтов, проверка всех контактов.

Ремонт светодиодной ленты

Если не горит вся лента, то нужно проверить подключение блока питания к розетке, проверить напряжение, осуществить процесс анализа целостности провода. Осуществляется проверка блока питания. В лентах именно блок питания страдает чаще всего, и чаще всего его нужно будет просто заменить. Если лента горит частично, то проблема с дорожками. Часть сегментов могла выйти из строя. Их можно заменить, для этого потребуется паяльник и припой.

При мерцании ленты – полной или же частичной, нужно осуществить проверку блока питания, а также осуществить процесс изучения ленты на предмет чрезмерного изгиба. При проблеме с блоком осуществляется его ремонт или же замена, если поврежден определенный сегмент, проводится процесс замены диодов. Если же часть сегментов потухла, но диоды целые, это может отражать проблему с резистором. Нужно осуществить проверку цепи последовательно, чтобы найти участок повреждения и осуществить замену.

Ремонт светодиодных фонарей и прожекторов своими руками

Проведение ремонта является стандартной процедурой. Осуществляется визуальный осмотр, снимается корпус, проверяются все элементы поэтапно. В случае необходимости контакты очищаются и припаиваются, в случае серьезной поломки осуществляется замена резисторов, диодов, драйвера, блока питания и пр.

Техника безопасности при ремонте светодиодных ламп на 220 в

Учитывая, что необходимо произвести ремонт прибора, который работает от сети, то обязательно нужно соблюдать и технику безопасности. Рассматриваемые нами лампы обладают бестрансформаторным питанием, все имеющиеся в устройстве элементы во время работы находятся под напряжением, которое может нести угрозу жизни

Исходя их этого важно соблюдать следующие предосторожности:

В процессе перепайки и при необходимости провести любые измерения обязательно нужно следить, чтобы лампа была отключена;
При наличии разрядных резисторов, которыми зашунтированы конденсаторы все равно необходимо по завершению ремонта вручную проводить разрядку конденсаторов. Сделать это можно, если закоротить выводы конденсатора, используя любой металлический инструмент, который оснащен диэлектрической ручкой;
По завершению ремонта если производится первое включение лампы, берегите глаза. В ряде случаев некоторые элементы в лампе могут взорваться, поэтому лучше предусмотрительно отстраняться или отворачиваться;
Внимательно следите за паяльником и не забывайте его выключать при перерывах. Не нужно класть включенный паяльник на предметы, которые могут вызвать воспламенение.

Зная все особенности светодиодных лампочек можно сделать выводы о принципах их работы и соответственно, при необходимости осуществить правильный ремонт

Важно все ремонтные процедуры совершать с соблюдением правил безопасности

Рекомендуем также просмотреть видео по данной теме:

Особенности использования и ремонта подобных приборов

Устройство и принцип действия светодиодных светильников подразумевают их эксплуатацию только с обычными выключателями. Не стоит использовать размыкатели, оборудованные неоновыми лампочками. Это может привести к слабому свечению при отключенной подаче электроэнергии. Само по себе это не страшно, к примеру, в санузле. Однако подобное свечение приводит к быстрой деградации LED-элементов.

Ремонт потолочных устройств и светодиодных светильников других типов производится только при полностью снятом напряжении. Не стоит надеяться, что разомкнутого выключателя достаточно. Несмотря на то что согласно ПУЭ через него должна проходить фаза, некоторые нерадивые электрики не утруждают себя проверками, разрывая нулевой провод. К тому же, даже если все сделано по правилам, поражение электрическим током вполне возможно. Так происходит при прохождении фазы через лампу накаливания к нулю. Если монтер в это время заземлен, то поражение электрическим током ему обеспечено.

Немного информации о ремонте таких приборов — в видеоролике, приведенном ниже.

Правильные схемы подключения к сети

Подключение во многом проходит также, как для ламп накаливания, люминисцентных аналогов. Надо просто обесточить цоколь, а затем вкрутить в него лампу. Главное во время установки избегать прикосновения к металлическим частям изделия.

Последовательный

Такой вариант соединения не всегда считается оптимальным. Количество проводов нужно минимальное, но в бытовых условиях эту схему практически не используют. Это связано с двумя серьёзными недостатками:

При перегорании одной лампочки работать перестают все. Только последовательная замена приборов на всей цепи способна справиться с поиском неисправностей.
На лампы подают пониженное напряжение, потому сила свечения у них – не полная. От количества соединённых лампочек зависит то, насколько эта энергия неполная.

Соединение такого типа актуально при построении гирлянд на ёлках, при большом количестве световых источников с низким показателем мощности.

Само подключение по последовательной схеме максимально простое:

От одного светильника к другому обходит фаза.
У последней лампочки в цепи ноль подают ко второму контакту.
Фаза проходит к выключателю, от распределительной коробки.
Далее всё переходит к точечному светильнику.

Нулевой провод или нейтраль подключают ко второму контакту у последнего светильника.

Для домовых подъездов практическое применение схемы тоже допустимо.

Параллельный

Для большинства случаев применяют эту схему. Потребители не пугаются даже проводов в большом количестве. Главное преимущество – в подаче одинакового напряжения ко всем осветительным приборам, участвующим в схеме. Только одна лампочка не работает после перегорания, остальные компоненты остаются нетронутыми. С поиском мест поломки не возникнет никаких проблем.

Параллельное соединение проводят двумя путями:

Лучевой. Отдельный кабель соединяют с каждым из осветительных приборов. Наличие или отсутствие заземление влияет на то, будет провод трёх- или двухжильным.
Шлейфная схема.

Фаза с нейтралью от щитка и выключателя переходят на первый светильник от выключателя, когда речь о последнем варианте. От светильника кусок кабеля переходит к следующей части. Потом идёт ко второй, и так далее. Каждый из компонентов соединяют с четырьмя кусками кабеля, последний элемент – исключение.

Лучевой

Вариант подключения отличается надёжностью. При перегорании одной лампочки другие не затрагиваются. Но имеются и отрицательные стороны:

Кабелей нужно слишком много. Но качественное исполнение проводки позволяет смириться с таким недостатком.
Одно место используют для соединения большого количества кабелей. Непросто соединить все элементы на достаточно высоком уровне качества, но решить проблему можно.

Обычная клеммная колодка – один из оптимальных вариантов для соединения. Фазу подают с одной стороны, в этом участвуют перемычки. Потом эту часть разводят по другим участкам конструкции. Провода, идущие к лампочкам, подсоединяются с другой стороны.

Такой же способ применения – у клеммников ВАГО на соответствующее число контактов. Главное – правильно выбрать модель, участвующую в параллельном соединении. Внутри всё рекомендуют заполнить пастой, защищающей от окисления.

Ещё один из приемлемых вариантов – применение скрутки всех проводников, с последующей спайкой.

Как устроена светодиодная лампа?