Как выбрать светодиодную лампочку
При выборе светодиодной лампы стоит обратить внимание на следующие параметры:
- Фактическая или эквивалентная мощность;
- Световой поток;
- Цветовая температура;
- Индекс цветопередачи;
- Коэффициент пульсации.
Мощность светодиодной лампы может определяться фактически или эквивалентно. Первый параметр показывает, сколько электричества потребляет устройство. Она может быть очень маленькой – буквально 6-10 Ватт, но это не должно смущать. Потому что светодиоды потребляют минимум электротока. Так, 6-ваттная светодиодная лампа светит настолько же ярко, как 40-ваттая лампа накаливания; а 10-ваттная светодиодная – как 60-ваттная накаливания.
Собственно, именно этот параметр может быть указан на упаковке – «эквивалентно 40 Вт лампе накаливания», «эквивалентно 60 Вт лампе накаливания».
Световой поток – параметр, который определяет яркость лампочки. Более объективен, чем фактическая или эквивалентная мощность. Светодиодные лампочки с потоком 400 лм схожи по яркости с 40-ваттными лампами накаливания, 600 лм – с 60-ваттными, и 1000 ли – со 100-ваттными.
Цветовая температура – параметр, описывающий, будет лампа светить тёплым или холодным светом. Так:
- До 2800 К – «тёплый жёлтый», как у старых ламп накаливания;
- Около 3000 К – «тёплый белый», как у современных ламп накаливания;
- Около 4000 К – «нейтральный белый», для кухонь и офисных помещений;
- Около 5000 К – «холодный белый», для хозяйственных помещений. В доме с такой лампой будет некомфортно, да и она вызывает сильную нагрузку на глаза.
Индекс цветопередачи – важный параметр, определяющий, насколько сильно свет от лампочки будет влиять на оттенки окружающих предметов. Он обозначается характеристиками CRI или Ra. Рекомендуется, что индекс цветопередачи был не менее 80, а лучше – 90 или выше.
При низком индексе цветопередачи предметы вокруг будут выглядеть серыми или неестественно-жёлтыми, что влияет не только на настроение, но и на общий уровень комфорта в помещении.
Коэффициент пульсации показывает равномерность свечения. У большинства хороших светодиодных ламп он составляет около 5%. Если коэффициент пульсации больше 35%, такую лампу лучше не использовать – она будет приводить к серьёзной нагрузке на глаза.
Другие характеристики особого влияния на эксплуатационные параметры не оказывают. Поэтому их можно не рассматривать – ну или выбирать светодиодные лампочки исходя из своих пожеланий и требований.
Как определить какой светодиод стоит?
Как определить какой светодиод стоит в вашем устройстве или приборе.
Порядок действий тот же самый
- Вам необходимо воспользоватся тестером и определить напряжение светодиода. Вам может помочь в этом наша статья Как проверить светодиод?
- Далее после того как вы определили весь светодиодный модуль вышел из строя или одиночный светодиод. Вам нужно определить тип светодиода, а именно его габариты корпуса. Измеряются они в миллиметрах. Вам может помочь в этом наша статья Размеры светодиодов.
- Далее зная корпус диода и его напряжение вам не составит ни какого труда приобрести нужные вам светодиоды или светодиодные модули на Aliexpress.
ВНИМАНИЕ!
Если перед вами светодиодный модуль с вышедшими из строя светодиодами и перед вами стабилизированный по напряжению модуль (т.е на напряжение 12/24 В). Проверьте тестером элементы сопротивления, так как зачастую светодиоды выходят из строя благодаря сгоревшему сопротивлению в цепи.
Ведущие производители LED-ламп
Производители LED-продукции с мировым именем ценят свой имидж, потому стремятся выпускать светильники с параметрами, которые полностью соответствуют заявленным.
Лучшими изготовителями премиальных светодиодных ламп являются:
- Philips;
- Osram;
- Eurolamp;
- Gauss.
Цены на продукцию перечисленных компаний самые высокие, но и качество светильников великолепное.
Разница в стоимости одинаковых по мощности ламп лучших брендов и дешевых производителей составляет всего 30-70%, поэтому покупать рекомендуется более надежные модели
Средний ценовой сегмент в производстве LED-ламп занимают следующие фирмы:
- Feron;
- Camelion;
- Jazzway;
- Estares;
- Эра;
- Navigator;
- Ecola;
- Оптоган.
Эти компании стремятся использовать в производстве недорогие компоненты без сильного ущерба качеству. Часто их лампы ломаются в первые дни эксплуатации, но без проблем заменяются по гарантии.
Покупать LED-продукцию малоизвестных китайских и отечественных брендов не рекомендуется, потому что их гарантийный срок редко превышает 4-6 месяцев. Кроме того, им не важен имидж бренда, а значит, есть возможность беспрепятственно использовать при производстве второсортные комплектующие.
Способы сборки
По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.
DIP
DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:
- 0,3;
- 0,5;
- 0,8;
- 1,0 см.
Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.
«Пиранья»
Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.
По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.
SMD-технология
SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.
Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.
Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.
COB-технология
Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.
PHILIPS Lumileds
Самый популярный из светодиодов этой компании – Luxeon Rebel – имеет следующую систему маркировки:
LXML-ABCD-EFGH
- LXML – обозначение серии;
- A – обозначение типа распределения света (P для распределения Lambertian);
- B – обозначение цвета (W – белый);
- С – оттенок белого цвета (С – холодный, N – нейтральный, W – теплый);
- D – номинальный ток (I для тока 350 мА);
- E – знак зарезервирован для будущих исполнений данного продукта;
- FGH – световой поток в люменах.
Таким образом белые светодиоды тестируемые на токе 350 мА имеют обозначаются по следующему шаблону: LXML-PWxI-0xxx.
Светодиоды Luxeon других серий имеют схожую систему обозначений.
Такая маркировка, в отличие от рассмотренных выше, более информативна и позволяет оценить общие параметры светодиода, даже не заглядывая в data sheet.
Типы светодиодов
Рассмотрим, какие светодиоды используются в лампах. В настоящее время существует огромное количество подвидов и групп, которые являются типами светодиодных осветительных приборов, но к самым основным видам относятся следующие:
- Слаботочный сверх яркий источник и smd-светодиод. Такие варианты очень часто используются в качестве индикаторов. Светодиод может быть собран на одном кристалле без использования линзы или на нескольких кристаллах с применением общей линзы.
- COB-модуль квадратного или линейного исполнения с белым свечением, что делает такой тип популярным в прожекторах и фонарях, используемых в уличном освещении.
- Filаmеnt – стержневой вариант, достигающий в длину четверти метра и состоящий их очень большого количества кристаллов. Филаментный тип особенно популярен в производстве нитевидных светильников на 220В.
- Дисплейного типа OLED-светодиоды, отличающиеся очень характерным тонкопленочным и органическим строением.
Не менее популярны светодиоды, которые используются в изготовлении ДУ-пульта, а также ламп медицинского или косметического назначения.
Таким образом, вне зависимости от типовых особенностей, основные узлы светодиодной лампы представлены цокольной частью, встроенным драйвером или стабилизатором тока, корпусом-рассеивателем, а также непосредственно светоизлучающими диодами.
Преимущества и недостатки светодиодов
Ещё недавно на вершине популярности были люминесцентные лампы, но за несколько лет они были вытеснены LED-светильниками.
Последние годы светодиодное освещение завоевало львиную рыночную долю благодаря множеству потребительских достоинств, среди которых можно выделить следующие:
- Экономичность. Новые LED-светильники потребляют в 9-10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные по световому потоку лампы накаливания.
- Долговечность. Срок беспрерывной службы хороших светодиодов исчисляется годами, хотя их светимость и несколько снижается со временем.
- Высокий КПД, благодаря которому лампы практически не нагреваются.
- Безопасность. При повреждении LED-лампы не образуется острых осколков и не выделяются вредные вещества. В излучаемом потоке отсутствует УФ излучение.
- Возможность регулирования цветовой температуры.
- Высокая прочность светодиодов.
- Регулирование яркости свечения.
- Работоспособность в широком диапазоне температур.
- Широкий ассортимент. Возможность выпуска осветительных приборов произвольной формы.
Многочисленные плюсы светодиодных ламп способствуют массовому переходу потребителей на эти источники освещения.
Чтобы обеспечить себе преимущества LED-светильников в полной мере, следует покупать модели именитых брендов, которые гарантируют качество своей продукции
Однако LED-светильники имеют и свои минусы, о которых следует помнить при покупке:
- Дороговизна. Стоимость дешевых LED-ламп в 4-5 раз выше ламп накаливания.
- Использование матовых колб ухудшает визуальные эффекты хрустальных люстр.
- Стремительное падение светимости при регулярном перегреве.
- Световое мерцание у дешевых моделей, которое негативно сказывается на зрении и общем самочувствии.
- Однонаправленность света, которая заставляет применять радиальное расположение светодиодов.
- Электронные компоненты дешевых LED-ламп ломаются быстрее, чем перегорает кристалл, что сокращает реальный срок эксплуатации.
- Некорректная работа при подключении к выключателю с индикатором.
Несмотря на недостатки светодиодных ламп, население продолжает их покупать. Реальная экономия достигается лишь за 3-4 года и только при условии работоспособности всех приобретенных светильников. Поэтому целесообразность их покупки ещё стоит оценить.
Изготовление драйвера для светодиодов своими руками
Если в наличии пользователя есть несколько полупроводниковых кристаллов или линейка подсветки из старого телевизора, он может самостоятельно сделать источник тока для них.
Для этого следует приобрести приборы и детали или выпаять радиоэлементы из старой аппаратуры. Часто КПД устройств, сделанных своими руками, намного выше, чем у промышленных образцов.
Материалы и инструменты для работы
Для самодельного простого драйвера потребуются:
- конденсаторы: простой 0,27 мкф на 400 V и 2 электролитических 500×16 V и 100×16 V;
- резистор 500 кОм на 0,5 W;
- 4 диода или готовый мост на 220 V;
- микросхема LM317;
- паяльник мощностью 20-40 Вт;
- флюс и припой (желательно типа ПОС);
- пассатижи, кусачки, плоскогубцы;.
- многожильные изолированные проводники из меди сечением 0,35-1 мм²;
- трубка термоусадочная;
- мультиметр или тестер;
- изолента;
- плата для распайки элементов.
Схемы простого драйвера для светодиода 1 Вт и мощного
Классический преобразователь представляет собой сочетание электронного делителя напряжения и микросхемы-стабилизатора. Первый узел состоит из 2 элементов (конденсатора 0,27 мкф и резистора 500 кОм), соединенных параллельно, к которым последовательно подключен мост из диодов, выдерживающих входное напряжение.
В качестве стабилизатора часто применяют микросхему L7812, но это не совсем правильное решение. Она является линейным устройством, регулирующим напряжение, и при изменении тока может сгореть.
Схема подключения
Лучше воспользоваться микросхемами LM317, LM338 или LM350, у которых есть защита от КЗ и перегрева. Питать их можно любым напряжением 5-35 V. К драйверу можно подсоединить 5-10 светодиодов.
Схема подключения проста:
- плюс делителя идет на вход микросхемы (1 вывод);
- общий провод через анод светодиода идет на минус радиодетали (среднюю ножку);
- туда же через резистор, ограничивающий ток, подключен выход LM317 (3 контакт).
Установив вместо последнего элемента регулируемое сопротивление, можно изменять силу тока, т. е. яркость светодиодов в некоторых пределах.
Если нужно соорудить мощный прожектор, то драйвер придется модифицировать:
- необходимо поднять питающее напряжение до 24 V;
- установить стабилизатор с наибольшим током, а из предложенных микросхем только LM338 может выдавать 5А.
Ввиду большой силы тока следует установить ее на радиатор.
Как собрать и настроить драйвер?
В простом преобразователе для светодиодов мало элементов. Драйвер можно собрать на специальной плате, куске фанеры или провести навесной монтаж.
Устройство не требует наладки, если взять все указанные детали. Главное – правильно рассчитать резистор, ограничивающий ток.
Что же такое светодиод?
По своему строению это многослойный полупроводниковый кристалл, который преобразует электроэнергию в обычный свет. А как это происходит, нужно разобрать более детально.
При различных вариациях компоновки чипов можно создать четыре варианта светодиодов:
- DIP – кристалл с двумя проводниками, над которым находится увеличитель. Это более распространенный вариант (гирлянды, уличные вывески и т. п.).
- «Пиранья» – по своей сути то же, что и DIP, только с 4 выводами, за счет чего является более надежной. Основная сфера применения – автомобили (подсветка, ходовые огни).
- SMD – с улучшенным теплоотведением и уменьшенными размерами за счет размещения сверху. По этой же причине имеет и много вариаций сборки. Применяется в различных световых приборах.
СОВ – впайка кристалла производится непосредственно в плату. Плюс в более высокой защите от перегревания, к тому же свечение более интенсивно. Из минусов – при перегорании одного чипа меняется все полностью, т. к. отдельный чип заменить нет возможности.
Особенности конструкции цоколей G9
У всех моделей, маркированных буквой G, штырьки представляют собой прямые тонкие или толстые проволоки. Особенностью цоколей G9 является то, что этот элемент у них загнут в петли. Такая форма позволяет удерживать лампу в патроне еще надежнее. Цоколь G9 размеры, в зависимости от конструкции, может иметь абсолютно разные.
Особое строение имеет обычно и сама колба таких ламп. Помимо всего прочего, она оснащается специальным отражателем, позволяющим получать направленный поток света. Смонтированы осветительные элементы таких лампочек могут быть на одно- или двухсторонних платах (Т либо П-образных). Некоторые модели светодиодов могут состоять из расположенных по кругу параллельных линеек. Иногда оборудование этого типа декорируется также стеклом, меняющим цветопередачу.
Напряжение питания у ламп G9 всегда 220 В. К колебаниям в сети такие конструкции относительно нечувствительны. Допустимый диапазон скачков напряжения для цоколей этой разновидности составляет обычно 165-240 В. Поставляться цоколь G9 220V в специализированные магазины может как с радиатором охлаждения, так и без него.
Техника безопасности
Кратко о нюансах подключения, которое выполняется в большинстве домов – для обеспечения безопасности при работе с электрической цепью часто бывает мало выключить один только выключатель. Дело в том, что он, как правило, размыкает фазу, но при этом из-за отсутствия заземления на ноле остается остаточное напряжение. Если заземление неправильное, например, люди подключаются к батарее или водопроводу, есть риск попасть на напряжение между фазой и заземлением. Отключайте питание полностью на рубильнике или счетчике на входе в дом или квартиру, и сделайте уже правильное заземление, если у вас его нет.
Включение лампы через диод и о светодиодных лампах
Уже не раз говорилось о включении ламп через диод для продления срока их службы и экономии электроэнергии. Так вот, ни в коем случае не используйте такое включение в жилых помещениях, иначе все сэкономленные деньги придется потратить на покупку очков или контактных линз. Известно, что врачи рекомендуют давать отдых глазам при просмотре телевизора и при работе на компьютере, так как глаза устают от экрана, мерцающего с частотой кадровой развертки 50 Гц. Сейчас все производители, заботящиеся о покупателях-пользователях, поднимают эту частоту выше 80 Гц. А тут мы сами себе устраиваем мерцающий свет, да еще с низкой частотой (50 Гц). Поэтому в данном случае я бы никому не рекомендовал таким образом экономить. А лампы через диод включать можно, но только в подсобных помещениях и при организации дежурного освещения. Словом там, где это действительно приносит выгоду – у нас на лестничной площадке такая лампа горит уже года три. В помещении же, где люди находятся постоянно, лучше установить промышленные энергосберегающие лампы (люминесцентные с ВЧ возбуждением). Несмотря на высокую цену окупятся они быстро.
И еще. Если вы хотите включить лампу через диод, не надо ломать голову с его подбором – установите диод КД202Р, можно прямо в проводку. Этот диод с запасом обеспечит нормальную работу лампы мощностью до 500 Вт, а больше и не надо, так как киловаттную лампу на лестничной клетке, я думаю, никто ставить не будет.
И опять об энергосбережении. В ближайшем будущем возможно использование для освещения светодиодов сверхвысокой яркости. Я сам держал в руках светодиодную лампу дальнего света для автомобиля с напряжением питания 12 В и потребляемым током 0,4 А (электрическая мощность такой лампы 4,8 Вт). А две такие лампы способны осветить комнату так же, как одна 150-ваттная лампа накаливания. Нетрудно подсчитать, что при замене лампы накаливания светодиодами коэффициент экономии окажется равным 30 (150 Вт / 4,8 Вт х 2). При этом у современных энергосберегающих ламп этот коэффициент равен всего 5 (лампа энергосберегающая мощностью 20 Вт эквивалентна 100-ваттной лампе накаливания).
Единственный недостаток светодиодных ламп – их высокая цена. Например, указанная выше светодиодная лампа стоит 15 долларов, однако цена на такие лампы быстро падает – еще год назад за такие деньги можно было купить лишь 1…2 сверхярких светодиода. Таким образом, через год-два светодиодные лампы (называемые еще кластерами, так как содержат до 50 отдельных светодиодов) станут доступны всем. Область применения таких ламп – неограничена. Экономичные кластеры бывают направленного и ненаправленного излучения, разных цветов, практически не греются. При этом для светодиодных ламп требуется низкое напряжение питания, что позволяет всю осветительную сеть перевести на напряжение 12…24 В, в результате устраняется опасность поражения электротоком и появляется возможность обеспечить от аккумулятора резервное освещение не слабее основного. Я сам разработал конструкцию светодиодной лампы на произвольное напряжение от 3 до 24 В, заменяющую 50-ваттную лампу накаливания, однако цена ее все же пока слишком высока около 200 рублей. Однако вполне доступны одиночные светодиоды белого свечения повышенной яркости (цена около 20…30 рублей), которые можно использовать и для резервного освещения (фактически они эквивалентны стандартной лампе для карманного фонаря на 3,5 вольта), и для локального освещения (клавиатуры компьютера, телефона и т. п.).
К достоинствам светодиодных ламп можно отнести еще их малые габариты и массу, да и срок службы и отдельных светодиодов, и кластеров – минимум 100 000 ч.
Схема подключения светодиода к напряжению 220 вольт (гасящий конденсатор + резистор)
Здесь все тоже самое, за исключением того, что в цепочку добавили резистор. В целом влияние резистора способно сделать всю схему более предсказуемое, более надежной. Здесь будет меньше импульсных токов с высоким напряжением. Это хорошо!
(…как и н на схеме выше использован гасящий конденсатор + резистор)
Все плюсы и минусы сродни варианту с гасящим конденсатором, но надежности здесь тоже нет. Даже более, того, использование диода, а не стабилитрона, скажется на защите светодиода при разрядке конденсатора. То есть весь ток потечет именно через светодиод, а не как в предыдущем случае через светодиод и стабилитрон. Вариант этот так себе. И вот последний случай, с применением резистора.
Последовательное подключение
При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:
В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.
Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.
После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему параллельного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).
Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.
Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных светодиодных гирляндах применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.
Недостатки последовательного подключения
- При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема;
- Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.
Самая простая схема
Светодиодная лампа на 220 В — это одна из разновидностей ламп освещения, световой поток в которой создается за счет преобразования электрической энергии в световой поток с помощью кристалла светодиода. Для работы светодиодов от стационарной бытовой сети 220 В необходимо собрать самую простейшую схему, изображенную ниже на рисунке.
Схема светодиодной лампы на 220 вольт состоит из источника переменного напряжения 220–240 В, выпрямительного моста для преобразования переменного тока в постоянный, ограничительного конденсатора С1, конденсатора для сглаживания пульсаций С2 и светодиодов, подключаемых последовательно от 1-го до 80 штук.
Принцип работы
При подаче переменного напряжения 220 В переменной частоты (50 Гц) на драйвер светодиодной лампы, оно проходит через токоограничивающий конденсатор С1 на выпрямительный мост, собранный из 4-х диодов.
После этого на выходе моста мы получаем постоянное выпрямленное напряжение, требующееся для работы светодиодов. Однако для получения непрерывного светового потока, в драйвер необходимо добавить электролитический конденсатор C2 для сглаживания пульсаций, возникающих при выпрямлении переменного напряжения.
Глядя на устройство светодиодной лампы на 220 вольт, мы видим, что там присутствуют сопротивления R1 и R2. Резистор R2 служит для разрядки конденсатора для защиты от пробоя при выключенном питании, а R1 — для ограничения тока, подаваемого на светодиодный мост при включении.
