Šviesos diodų lempos schema: paprasčiausių tvarkyklių įtaisas

Šviesos diodiniai šviesos šaltiniai greitai įgyja populiarumą ir išstumia neekonomiškas kaitinamąsias lempas bei pavojingus liuminescencinius analogus. Jie efektyviai naudoja energiją, ilgai tarnauja, o kai kuriuos iš jų sugedus galima taisyti.

Norint teisingai pakeisti ar suremontuoti sugedusį elementą, reikės šviesos diodų lempos schemos ir konstrukcinių ypatumų žinių. Šią informaciją mes išsamiai aptarėme savo straipsnyje, skirdami dėmesio lempų rūšims ir jų konstrukcijai. Taip pat pateikėme trumpą populiariausių LED modelių iš žinomų gamintojų įrenginio apžvalgą.

Kaip sukonstruota šviesos diodų lempa?

Artima pažintis su LED šviestuvo konstrukcija gali prireikti tik vienu atveju – jei reikia suremontuoti ar patobulinti šviesos šaltinį.

Namų meistrai, turėdami elementų rinkinį, gali savarankiškai surinkti lempą su šviesos diodais, tačiau pradedančiajam tai neįveikiama.

Atsižvelgiant į tai, kad prietaisai su šviesos diodais tapo šiuolaikinių butų apšvietimo sistemų pagrindu, gebėjimas išmanyti lempų sandarą ir jas taisyti gali sutaupyti nemažą šeimos biudžeto dalį.

Užtat, išstudijavęs schemą ir turėdamas elementarių elektronikos darbo įgūdžių, net pradedantysis galės išardyti lempą, pakeisti sugedusias detales, atstatydamas prietaiso funkcionalumą. Norėdami susipažinti su išsamiomis instrukcijomis, kaip nustatyti gedimą ir savarankiškai taisyti šviesos diodų lempą, pereikite, prašau, šia nuoroda.

Ar verta taisyti LED lempą? Be abejo. Skirtingai nuo analogų su kaitinimo siūlu už 0,10 € už vienetą, šviesos diodiniai prietaisai kainuoja brangiai.

Tarkime, "kriaušė" GAUSS – apie 0,80 €, o kokybiškesnė alternatyva OSRAM – 1,20 €. Kondensatoriaus, rezistoriaus ar diodo pakeitimas kainuos pigiau, be to, lempos tarnavimo laiką laiku atliktu pakeitimu galima pratęsti.

Yra daugybė LED lempų modifikacijų: žvakės, kriaušės, rutuliai, sofitai, kapsulės, juostos ir kt. Jos skiriasi forma, dydžiu ir konstrukcija. Kad aiškiai pamatytumėte skirtumą nuo kaitinamųjų lempų, apsvarstysime plačiai paplitusį kriaušės formos modelį.

Vietoj stiklinės lemputės – matinis difuzorius, kaitinimo siūlą pakeitė „ilgai veikiantys“ diodai ant plokštės, perteklinę šilumą atlieka radiatorius, o įtampos stabilumą užtikrina tvarkyklė

Jei atsiribotumėte nuo įprastos formos, galite pastebėti tik vieną pažįstamą elementą – cokolį. Cokolių matmenų eilė liko ta pati, todėl jie tinka tradiciniams lizdams ir nereikalauja keisti elektros sistemos. Tačiau panašumai tuo ir baigiasi: vidinė LED prietaisų sandara yra daug sudėtingesnė nei kaitinamųjų lempų.

LED lempos nėra skirtos tiesioginiam darbui su 220 V tinklu, todėl prietaiso viduje yra tvarkyklė, kuri tuo pačiu metu yra maitinimo ir valdymo blokas. Ją sudaro daugybė smulkių elementų, kurių pagrindinė užduotis – išlyginti srovę ir sumažinti įtampą.

Schemų rūšys ir jų ypatybės

Kad būtų sukurta optimali įtampa prietaiso darbui su diodais, tvarkyklė surenkama pagal kondensatoriaus arba žeminančio transformatoriaus schemą. Pirmasis variantas – pigesnis, antrasis taikomas galingoms lempoms įrengti.

Taip pat yra trečia atmaina – inverterinės schemos, kurios realizuojamos arba reguliuojamo ryškumo lempų surinkimui, arba prietaisams su dideliu diodų skaičiumi.

Variantas #1 – su kondensatoriais įtampai mažinti

Apsvarstykite pavyzdį su kondensatoriumi, nes panašios schemos yra paplitusios buitinėse lempose.

Elementari LED lempos tvarkyklės schema. Pagrindiniai įtampą mažinantys elementai yra kondensatoriai (C2, C3), tačiau tą pačią funkciją atlieka ir rezistorius R1

Kondensatorius C1 apsaugo nuo elektros tinklo trikdžių, o C4 išlygina pulsacijas. Srovės tiekimo momentu du rezistoriai – R2 ir R3 – riboja srovę ir kartu apsaugo nuo trumpojo jungimo, o elementas VD1 konvertuoja kintamąją įtampą.

Kai srovės tiekimas nutrūksta, kondensatorius išsikrauna naudodamas rezistorių R4. Beje, R2, R3 ir R4 naudoja toli gražu ne visi LED produktų gamintojai.

Kondensatoriaus patikrai gana dažnai naudojamas multimetras.

Kondensatorių schemos trūkumai:

1. Galimas diodų perdegimas, nes nėra srovės tiekimo stabilumo. Apkrovos įtampa visiškai priklauso nuo maitinimo įtampos.
2. Nėra galvaninio atskyrimo, todėl kyla elektros smūgio pavojus. Nerekomenduojama išmontuojant lempas liesti srovę laidžių elementų, nes jie yra fazinėje įtampoje.
3. Praktiškai neįmanoma pasiekti didelių švytėjimo srovių, nes tam reikėtų padidinti kondensatorių talpas.

Tačiau privalumų taip pat nemažai, būtent dėl jų kondensatoriai išlieka populiarūs. Privalumai yra surinkimo paprastumas, platus išėjimo įtampų diapazonas ir maža kaina.

Galima drąsiai eksperimentuoti su savarankišku gaminimu, juolab kad dalis detalių rasite senuose imtuvuose ar televizoriuose.

Variantas #2 – su impulsine tvarkykle

Skirtingai nuo linijinio tvarkyklės su kondensatoriumi, impulsinis efektyviai apsaugo šviesos diodus nuo įtampos svyravimų ir tinklo trikdžių.

Impulsinio įrenginio pavyzdys yra populiari elektroninė CPC9909 modelis. Išsamiau panagrinėkime jo ypatybes. Jo naudojimo efektyvumas siekia 98% – rodiklį, kuriame tikrai galima kalbėti apie energijos taupymą ir ekonomiją.

CPC9909 mikroschema, sukurta įmonės Clare, dažnai naudojama savarankiškam šviesos diodų šviestuvų surinkimui, įskaitant ir padidintos galios. Valdiklis yra įdėtas į kompaktišką plastikinį korpusą.

Prietaiso maitinimas gali vykti tiesiai iš aukštos įtampos – iki 550 V, nes tvarkyklė turi įmontuotą stabilizatorių. Dėl šio paties stabilizatoriaus schema tapo paprastesnė, o kaina – mažesnė.

LED tvarkyklės schema, pagrįsta CPC9909 mikroschema. Schemos privalumai: galimybė dirbti temperatūros diapazone nuo -55 °C iki +85 °C ir maitinimas kintamosios įtampos srove.

Mikroschema sėkmingai naudojama avarinio ir rezervinio apšvietimo elektros tinklų kūrimui, nes ji tinka kėlimo keitiklių schemoms.

Namų sąlygomis, remiantis CPC9909, dažniausiai surenkami šviestuvai su maitinimu iš baterijų arba tvarkyklės, kurių galia neviršija 25 V.

Variantas #3 – su dimmable tvarkykle

Apšvietimo prietaisų švytėjimo ryškumo reguliavimas leidžia nustatyti reikiamą apšvietimo lygį patalpoje. Tai patogu kuriant atskiras zonas, mažinant šviesos ryškumą dienos metu arba pabrėžiant interjero objektus.

Naudojant dimerį, elektros energijos naudojimas tampa racionalesnis, o elektros prietaiso tarnavimo laikas ilgėja.

Šviestuvo pavyzdys „retro“ stiliumi su dimeriu. Išvaizda stalinis apšvietimo prietaisas primena žibalinę lempą ir šone turi ryškumo valdymo rankenėlę.

Egzistuoja du dimuojamų tvarkyklių tipai, kurių kiekvienas turi savo privalumų. Pirmieji veikia su PWM valdymu.

Jie įrengiami tarp lempos ir maitinimo bloko. Energija tiekiama skirtingos trukmės impulsų pavidalu. PWM reguliavimo tvarkyklės pavyzdys – bėganti eilutė.

40 W galios pritemdomos tvarkyklės išbandymas. Ji skirta biuro šviestuvams, taip pat automobilių stovėjimo aikštelių ir visuomeninių pastatų prietaisams, kur reikalingas energijos taupymo režimas.

Antrojo tipo pritemdomos tvarkyklės tiesiogiai veikia maitinimo šaltinį ir naudojamos stabilizuotos srovės įrenginiuose.

Reguliuojant srovę, gali pasikeisti švytėjimo atspalvis: baltų šviesos diodų spinduliavimas sumažinus srovę pradeda šiek tiek geltonuoti, o padidinus – mėlynuoti.

Trumpa populiarių LED lempų apžvalga ir testavimas

Nors įvairių apšvietimo įrenginių tvarkyklių grandinių konstravimo principai yra panašūs, tarp jų yra skirtumų tiek elementų prijungimo sekoje, tiek jų parinkime.

Panagrinėkime 4 laisvai parduodamų lempų grandines. Jei pageidaujate, jas galite suremontuoti patys.

Jei turite patirties dirbant su valdikliais, galite pakeisti grandinės elementus, ją perlituoti, šiek tiek patobulinti.

Tačiau kruopštus darbas ir pastangos ieškant elementų ne visada pasiteisina – lengviau nusipirkti naują apšvietimo prietaisą.

Variantas #1 – LED lempa BBK P653F

Prekės ženklas BBK turi dvi labai panašias modifikacijas: lempa P653F skiriasi nuo modelio P654F tik spinduliuojamojo mazgo konstrukcija. Atitinkamai, tvarkyklės grandinė ir viso prietaiso konstrukcija antrajame modelyje yra sukurta remiantis pirmojo įrenginio principais.

Plokštė yra kompaktiškų matmenų ir turi apgalvotą elementų išdėstymą – jiems pritvirtinti naudojamos abi plokštumos. Pulsacijų buvimas paaiškinamas tuo, kad nėra filtruojamojo kondensatoriaus, kuris turėtų būti išvestyje.

Konstrukcijoje lengvai galima pastebėti trūkumų. Pavyzdžiui, valdiklio montavimo vieta: iš dalies radiatoriuje, be izoliacijos, iš dalies lizde. Surinkimas ant mikroschemos SM7525 išvestyje duoda 49,3 V.

Variantas #2 – LED lempa Ecola 7w

Radiatorius pagamintas iš aliuminio, cokolis – iš pilkos spalvos karščiui atsparaus polimero. Ant pusės milimetro storio spausdintinės plokštės pritvirtinti 14 nuosekliai sujungtų diodų.

Tarp radiatoriaus ir plokštės – šilumai laidžios pastos sluoksnis. Cokolis pritvirtintas savisriegiais.

Valdiklio schema paprasta, įgyvendinta kompaktiškoje plokštėje. Šviesos diodai įkaitina pagrindo plokštę iki +55 °C. Pulsacijų praktiškai nėra, radijo trikdžiai taip pat pašalinti.

Plokštė visiškai įdėta į cokolio vidų ir prijungta sutrumpintais laidais. Trumpųjų jungimų atsiradimas neįmanomas, nes aplink yra plastmasė – izoliacinė medžiaga. Valdiklio išėjimo rezultatas – 81 V.

Variantas #3 – išardoma lempa Ecola 6w GU5,3

Dėl išardomos konstrukcijos galima savarankiškai atlikti remontą arba tobulinti įrenginio tvarkyklę.

Tačiau įspūdį gadina nepatraukli išvaizda ir prietaiso konstrukcija. Didelių gabaritų radiatorius padidina svorį, todėl tvirtinant lempą prie lizdo rekomenduojama papildoma fiksacija.

Plokštė yra kompaktiškų matmenų ir turi apgalvotą elementų išdėstymą – jiems pritvirtinti naudojamos abi plokštumos. Pulsacijų buvimas paaiškinamas tuo, kad nėra filtruojamojo kondensatoriaus, kuris turėtų būti išvestyje.

Schemos trūkumas yra pastebimos šviesos srauto pulsacijos ir aukštas radijo trikdžių lygis, o tai neabejotinai paveiks eksploatavimo trukmę. Valdiklio pagrindas – mikroschema BP3122, išėjimo rodiklis – 9,6 V.

Daugiau informacijos apie Ecola markės šviesos diodų lemputes aptarėme kitame mūsų straipsnyje.

Variantas #4 – lempa Jazzway 7,5w GU10

Išoriniai lempos elementai atsijungia lengvai, todėl prie valdiklio galima prieiti gana greitai, atsukus dvi poras savisriegių. Apsauginis stiklas laikosi ant spynelių. Ant plokštės pritvirtinti 17 nuosekliai sujungtų diodų.

Tačiau pats valdiklis, esantis cokolyje, gausiai užlietas kompaundu, o laidai užspausti gnybtuose. Norint juos atlaisvinti, reikia naudoti grąžtą arba atlituoti.

Schemos trūkumas tas, kad srovės ribotuvo funkciją atlieka įprastas kondensatorius. Įjungus lempą atsiranda srovės šuoliai, dėl kurių perdega šviesos diodai arba sugenda LED tiltelis.

Radijo trikdžių nepastebima – ir tai dėka impulsinio valdiklio nebuvimo, tačiau 100 Hz dažnyje pastebimos juntamos šviesos pulsacijos, siekiančios iki 80% nuo maksimalaus rodiklio.

Valdiklio veikimo rezultatas – 100 V išėjime, tačiau bendrai vertinant, lempa labiau priskiriama silpniems prietaisams. Jos kaina akivaizdžiai per didelė ir prilygsta prekių ženklų, pasižyminčių stabilia produktų kokybe, kainoms.

Kitas šio gamintojo lempų ypatybes ir charakteristikas pateikėme kitame straipsnyje.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip veikia šviesos diodų tvarkyklės, kokios jų ypatybės ir funkcijos, galite sužinoti iš žemiau pateiktų vaizdo įrašų.

MR-16 LED lempos schemos analizė:

Tvarkyklės schema, skirta iki 15 W galios lempų savarankiškam surinkimui:

Kaip atrodo ir veikia FT833A tvarkyklė:

Naminė gamyba iš turimų elementų:

Šiuo metu komercinėse interneto platformose galima įsigyti rinkinių ir atskirų elementų, skirtų įvairios galios apšvietimo prietaisų surinkimui.

Esant norui, galima suremontuoti sugedusią LED lempą arba patobulinti naują, kad būtų pasiektas geresnis rezultatas. Pirkdami rekomenduojame atidžiai patikrinti charakteristikas ir dalių atitikimą.

Ar jums liko klausimų perskaičius aukščiau pateiktą medžiagą? Arba norite pridėti vertingos informacijos ir kitų lempų schemų, remdamiesi asmenine LED lempų remonto patirtimi? Rašykite savo rekomendacijas, pridėkite nuotraukas ir schemas, užduokite klausimus žemiau esančiame komentarų bloke.