Домой Освещение Подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В

Подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В

14
0

Особенности подключения ламп на 12В

Так как для работы некоторых разновидностей точечных светильников требуется напряжение в 12 вольт, к сети подключают понижающий трансформатор. Кроме того, в домашней сети находится переменный ток, а для светодиодов нужен постоянный. Если есть навык и опыт, преобразовать электричество можно самостоятельно, использовав диодный мост, резистор и емкость. Все же рекомендуется выбирать заводские устройства, так как они более надежны, безопасны и имеют гарантийный срок.

Перед тем как купить трансформатор, рассчитывают максимально разрешенные величины тока. Этот показатель зависит от количества подключаемых светильников. Общая мощность устройств должна быть на 20% ниже, чем у блока питания. Так, если планируете устанавливать 6 ламп по 20 Вт, тогда потребуется трансформатор с мощностью в 150 Вт (6 шт. * 20 Вт * 1,2 = 144 Вт). Все характеристики устройств указаны на их упаковках и в описании.

Подключение светодиодных ламп на 12В

При выборе трансформатора учитывайте место его установки. Так, для ванной комнаты лучше отдать предпочтение моделям, защищенным от проникновения влаги.

Схема подключения низковольтных светодиодных светильников мало чем отличается от описанных в предыдущих разделах. В цепь после распределительной коробки устанавливается трансформатор, и уже дальше протягивают кабель. Чтобы при монтаже не ударило током, не забудьте отключить подачу питания.

Все описанные схемы просты в реализации, а чтобы избавиться от лишних трат и головной боли, покупайте светильники, работающие от напряжения в 220 вольт. Если не уверены в собственных силах или недостаточно инструмента для выполнения работ, обращайтесь к профессионалам. Качественный монтаж гарантирует долгий срок службы светильников и безопасность работы электропроводки.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.  В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

  1. светодиодные лампах для дома;
  2. led светильники;
  3. новогодние гирлянды на 220В;
  4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление.  Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов. .

Типы схем

6d06b7dcae1a9bdad6405a1b0d62e282.jpg

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

  1. светодиодный драйвер со стабилизированным током;
  2. блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный  источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения  необходимо использовать токоограничивающий резистор.Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

  • снижение напряжения на одном LED;
  • номинальный рабочий ток;
  • количество LED в цепи;
  • количество вольт на выходе блока питания.

0ec9725d7862bb7a6cfc00aa470012b5.jpg Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем и  затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены.  Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Виды светодиодных ламп 12 вольт и их цоколей

Все лампочки на 12 вольт можно классифицировать по следующим нескольким критериям:

  • конструкция;
  • цоколь;
  • цветовая температура;
  • мощность.

Конструктивное исполнение

Приборы изготавливаются в баллонах различной формы и габаритов в зависимости от назначения. Они могут иметь любой телесный угол покрытия световым потоком – от 100 до 360 градусов.

bc05ef2989c1a8dc12d9097e33d33290.jpgГерметичные лампы с сектором покрытия 120 (слева) и 360 градусов

Отдельной категорией идут открытые приборы. Они не защищены от воздействий внешней среды и, по сути, представляют собой платы со светодиодами и установленными на них стандартными цоколями.

baf966f0ef602a2774269bc2179a8889.jpgОткрытая конструкция светодиодной лампы на 12 вольт

Цоколь

Светодиодные низковольтные лампочки выпускаются с разнообразными, но стандартными типами цоколей — E27, E14, G4, G13, GU10, Т10, ВА15S, FT10, T10, H1-H11 и др. Это позволяет использовать их в стандартных светильниках без переделки последних.

48bd60088a30efd43ce0ad0059ad58d9.jpgled лампочки на 12 вольт выпускаются с различными типами цоколя

Цветовая температура

Светодиодные источники света на 12 вольт выпускаются разных цветовых температур. Обычно это холодный, нейтральный и теплый свет. Ты можешь выбрать необходимую тебе цветовую температуру, которая указана на упаковке.

acd3694cf734a786f992f2809250eeb6.jpgЭта лампа излучает теплый белый свет (цветовая температура 2700 К)

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

3fb68b1f5d3cfc3bfb947ac72209199b.jpg

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

  • Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
  • диодный мост;
  • каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Подключение к 220В без драйвера

505ebd33c1cb2f5264ff8cd8b0c67497.jpg

Примером простого включения  без драйвера будет светодиодная лента на 220V. На ней последовательно соединены 60 штук, которые питаются от выпрямителя состоящего из диодного моста. Недостатком такой схемы является пульсации света с частотой 100 Герц, которые очень вредны для здоровья, но каждый реагирует на это индивидуально. Такую ленту можно резать только по 60 LED.

e7057873bc9f5e6c1fb533206574912a.jpg LED лента с прямым включением в сеть 220

Такую же технологию стали использовать в больших  COB диодах, внутри последовательно соединяют 60 кристаллов, чтобы сразу включать в сеть 220В.

Светодиодный COB модуль на 220V со встроенным драйвером

Высокотехнологичные китайцы уже продают светодиодные модули и матрицы со стабилизатором, размещенном на одной подложке.

Преимущества и недостатки

Как и любые другие осветительные приборы, лампочки на 12 вольт имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:

  1. Электробезопасность. Лампочки питаются напряжением 12 вольт, которое безопасно для человека даже при прикосновении к токоведущим частям. Благодаря этому ни осветители, ни проводка к ним не требует специальных мер защиты: электробезопасных светильников, кабель-каналов, двойной изоляции, гофрированных рукавов, дифавтоматов и пр.
  2. Пожаробезопасность. Благодаря низкому напряжению питания ни светильник, ни проводка к нему не создадут опасных токов утечки, способных вызвать замыкание и пожар даже при случайном заливании их водой. Такие источники света идеально подходят для сырых помещений и помещений повышенной взрывоопасности.
  3. Стандартный цоколь. Лампы на 12 вольт выпускаются со стандартными цоколями E27, E14, G4, G13, GU10 и пр. Это позволяет использовать светодиодные лампы вместо приборов других типов, к примеру, галогенных источников света без замены светильника. Особенно это актуально для автомобилистов, поскольку заменить тип патрона в фарах или подфарниках бывает не только сложно, но и порой невозможно.

7a7ed1977b5e640af2701bcf58dac228.jpgТакую лампочку можно просто установить в фару без переделки последней

При замене обычных ламп на светодиодные аналоги 12 вольт с тем же цоколем необходимо понимать, что без изменений остается только светильник. Схему подключения, скорее всего, придется изменить. Если заменяемые лампы питались другим напряжением, то необходимо установить 12-вольтовый драйвер.

Есть у светодиодных лампочек на 12 вольт и недостатки. Основные из них:

  1. Необходимость в дополнительном оборудовании. Если вы не располагаете надежной стабилизированной сетью на 12 В, то при использовании таких ламп придется установить 12-вольтовый блок питания – драйвер.
  2. Большое потребление тока. Вспомни формулу расчета мощности: мощность = напряжение * ток. Если 12-ваттная лампа на 220 В будет потреблять ток 12 Вт/220 В = 0.055А (55 мА), то светодиодный светильник на 12 В той же мощности «немного» больше: 12 Вт/12 В = 1 А! Это требует мощной проводки, которая должна быть минимальной длины. При большой длине проводов на них упадет напряжение, и лампы будут светить вполнакала.

Вот ты и узнал, что собой представляют светодиодные лампы на 12 вольт, а также узнал все их достоинства и недостатки. Лучше они или хуже других источников света? Я думаю, в этом вопросе теперь ты разберешься сам.

Понимание плюса и минуса

Определяется полярность несколькими методами:

В старых моделях, в которых имеются длинные ножки, всё довольно просто. Ножка длиннее имеет полярность плюс (анод), что короче – минус (катод). Также на головке есть срез, который показывает расположение полярностей.

Если посмотреть внутрь диода, то контакт, который выглядит как флажок – это минусовой, тонкий будет плюсом.

Проверить можно посредством мультиметра. Чтобы это сделать, следует настроить его для «прозвона». С помощью щупов следует дотронуться к контактам. Когда он начнёт светиться – значит на красном контакте +, а на чёрном -.

Устройство светодиодного светильника.

Светильник состоит из корпуса с отражателем и набора небольших светодиодов. Светодиоды сильно греются, поэтому для их охлаждения используются специальный радиатор. На место соприкосновения светодиода и радиатора наносится термопаста, улучшающая контакт между ними, а значит и отвод тепла. Перегрев приводит к преждевременной поломке светодиодов, поэтому всегда при установке своими руками учитывайте, что должно быть свободное место вокруг радиатора и желательно не замкнутое.

f7c7647c56949f7fe27809779eb618ce.jpg

Не устанавливайте светодиодный светильник возле нагревающихся поверхностей, приборов  и т. п.

Сумма  мощностей всех светодиодов и будет составлять общую мощность светильника. Количество светодиодов может варьироваться от одного до нескольких десятков, которые включаются в одну общую электрическую цепь и управляемой специально собранной схемой, подключенной через блок питания.

Если Вам необходимо функция диммирования или изменение уровня яркости, то Вам понадобятся специальные регуляторы и лампы с функцией диммирования. Подробнее об этом читайте в следующей нашей статье.

При выборе светодиодного светильника необходимо учитывать доступность ламп для замены, особенно обращаем внимание на тип цоколя (патрона). Прежде чем отправляться за покупкой в магазин рекомендую прочитать нашу статью «Как правильно выбрать светильник или люстру для дома«

Светодиодная лампа на 220 Вольт состоит, как правило из одного или нескольких сверхъярких светодиодов, которые защищает светорассеиватель или пластиковая колба. К патрону подключается драйвер или электронная схема преобразования электрического тока и питания светодиодов. За отвод тепла отвечает радиатор, который устанавливается под светодиодом.

Этапы сборки

74ac8ba8a9d4080bed5f5b7b95ef6976.jpg

Примерная последовательность сборки и проверки в рабочем режиме.

  1. найдите в документации технические характеристики, сколько вольт падает на каждом LED;
  2. составьте схему подключения учитывая напряжение питания;
  3. вычислите потребляемую мощность всей электрической цепи;
  4. подберите блок питания или драйвер подходящий по мощности;
  5. рассчитайте резистор в случае использования питания стабилизированным напряжением;
  6. найдите правильную полярность на ножках LED;
  7. припаяйте провода диодным компонентам;
  8. подключите источник питания;
  9. плотно установите диоды на радиатор и закрепите их;
  10. включаем всю конструкцию в сеть 220V предварительно зажмурившись;
  11. если ничего не взорвалось, то измеряем потребление энергии, нагрев, потребляемый ток;
  12. корректируем ток, если он оказался выше или ниже расчётного;
  13. прогреваем в течение 30 минут
  14. для китайских диодов температура на электрическом контакте не должна превышать 60°, для фирменных это указано в спецификациях, может быть максимум  до 130° — 150°.

Алюминиевая звезда

Установка  на систему охлаждения чаще всего требует хорошего оборудования и навыков. Поэтому диоды невысокой мощности 1W, 3W, 5W лучше покупать сразу на подложке из алюминия или меди в виде звезды. Таким образов вы не перегреете ножки и не испортите диодный чип.  Затем звезду ставят на радиатор с использованием теплопроводной пасты.

Для припаивания проводов к звезде нужен паяльник помощней, потому что алюминий быстро забирает тепло от места контакта с припоем.

Преимущества и недостатки 12 В освещения

Для перехода на осветительные приборы, которые подключаются к низковольтному источнику питания, следует изучить их достоинства и недостатки. Среди преимуществ можно выделить следующее:

  • Безопасность. Использование светодиодных лампам в светильниках на 12 В повышает уровень защиты и устраняет возможность поражения электрическим током.
  • Пожарная безопасность. Проводка низковольтного напряжения не может быть источником возгорания и причиной возникновения пожара. Поэтому провода не нуждаются в дополнительной защите, их не помещают в гофрированные рукава.
  • Универсальность. Электрический ток напряжение которого не превышает 12 В считается условно безопасным, который не может нанести серьезные повреждения человеку. В связи с этим эти лампы могут использоваться в помещениях с нормальными условиями и повышенной опасности. Например, в светильниках для сауны, погреба, ванной комнаты, кухни, спальни и т. д.
  • Экономия. При использовании данного источника света для освещения помещения снижает расход электроэнергии и соответственно затраты денежных средств на оплату счетов.
  • Экологичность. В конструкции не используются материалы, которые в процессе эксплуатации устройства излучают вредные вещества для здоровья человека или животных.
  • Надежность. Лампы имеют высокую устойчивость к механическим повреждениям: царапины, сколы, выщерблены и т. д.

Не смотря на все преимущества источник света, имеет и свои недостатки. К минусам светодиодным лампам рассчитанных на 12V относятся:

  • Требуется дополнительное устройство — блок питания (БП). Наличие драйвера стабилизирующего и понижающего напряжение сети с 220 на 12 В усложняет прокладку проводки. Он обладает своим КПД, которое снижает эффективность освещения и за счет него в схеме появляется дополнительное слабое звено, которое может выйти из строя.
  • Яркость свечения. На мощность светового потока лампы подключенной к низковольтной сети оказывает влияние падение напряжение. Это происходит из-за потребления большого тока. Поэтому длина проводника от трансформатора до первого и последнего источника света должна быть одинаковой, допускается погрешность в 2 – 3 %. Иначе последний светильник будет, тускнея светить, чем первый.

Алгоритм действий при подключении

Весь порядок действий состоит из пяти шагов, выполняемых последовательно.

ac722fd9a66703b895bedc4826839e76.jpg

Алгоритм действий такой:

  1. Определение типа БП и его рабочих параметров.
  2. Определение потребляемой мощности, номинального тока и падения напряжения светодиода.
  3. Расчет количества светодиодов, которые можно безопасно подключить к имеющемуся БП, и расчет резистора, если он требуется.
  4. Монтаж схемы, во время которого элементы соединяются с учетом полярности.
  5. Проверка пайки контактов и их изоляция.

Информацию о параметрах выдаваемого тока источником питания можно узнать из технического паспорта или таблички на корпусе. Характеристики светодиодов, необходимые для расчета резистора, узнают из справочников или технической документации, если она есть в наличии.

Формулы для расчета мощности и сопротивления резистора основаны на законе Ома. 03878b74c4ef7443eaae5966dad947a0.jpgМощность определяется так: P=(Uпит — (Uled1 + Uled2 +…+ Uledn)) * Iled.

А необходимое сопротивление можно найти по аналогичной формуле, только в конце напряжение не умножается на силу тока, а делится на нее. В обеих формулах Uledn — это падение напряжения на каждом из светодиодов, Uпит — напряжение блока питания, а Iled — номинальный ток светодиодов.

В зависимости от условий, яркость свечения СОВ-матриц можно регулировать изменением силы тока. Для этого их схему оснащают драйвером. Каждая СОВ-матрица имеет свои параметры рабочего тока и ориентировочное падение напряжения, которые указываются в паспорте к элементу.

Использовать блок питания на 12 вольт для питания СОВ-матрицы не совсем правильно. Даже при падении напряжения около 12 вольт для ее работы необходим ограничительный резистор. Как итог — рабочий ток ниже номинального значения и свечение элемента происходит с меньшей эффективностью. Выходом из положения является применение в схеме преобразователя низковольтного напряжения в ток.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 вольт

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

a25892b558315f50b059894e8d0cc828.jpg

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

  • Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
  • Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
  • I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

25ca20949ff86d6fc35c29ac6b90c8c7.jpg

Расчет подключения светодиода к сети 220В осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора – 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

0fce288f937c61a529f9969dfa75910f.jpg

Для определения мощности резистора используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

Подключение к сети 220 В

Подключение светодиодных ламп

Для светодиодов, требующих ток от сети 220 В, важно знать важнейший пункт характеристики светодиода. Особенно это касается вопросов по теме, как подключить мощный светодиод

Характеристика состоит в наиболее допускаемой величине обратного напряжения. Во многих случаях оно составляет 20 В. Когда поступает сетевое питание, при обратной полярности (переменный ток) на него придёт полная амплитуда напряжения 315 В. Такое напряжение получилось потому что амплитудное напряжение почти в полтора раза выше действующего. Для работоспособности светодиодов помимо резистора, следует установить светодиод посредством последовательного подключения, который не позволит обратному напряжению пробить его.

Следующий вариант подключения от 220 В подразумевает расстановку двух диодов встречно-параллельно.

309caf2a1a78f0c8f140674b1bd9730f.jpg240a4fb43b6881283df590c3f5ae1d58.jpg

Подобный способ, где предусмотрено использование резистора – не считается правильным подключением. При использовании резистора 24 кОм, энергия рассеивания, будет приблизительно 3 Вт. А при подключении диода последовательно, можно уменьшить её в 2 раза. На обратное напряжение светодиод должен иметь напряжение не меньшее 400 В. Когда включаются 2 встречных светодиода, есть возможность вставки двух резисторов на два вата, чтобы сопротивление на каждом получилось в 2 раза меньше.

Важно понимать, что используя резистор с большим сопротивлением, к примеру, 200 кОм, есть возможность включения и без защитного диода. Так происходит, потому что обратный ток будет довольно слабым для повреждения диода. В этом варианте будет хуже яркость, но для некоторых целей, таких как подсветка, вполне хватит.

a6926571647daba62b5d75bcea94b7fe.jpgТак как сетевой ток переменный, имеется возможность включить в цепь конденсатор взамен резистора. Если сравнивать с ограничительным резистором, конденсатор не нагревается. Чтобы конденсатор мог пропускать переменный ток, сквозь него должно пройти оба полупериода сети. Так как светодиод может проводить ток лишь к одной из сторон, нужно поставить другой светодиод или диод встречно-параллельно. Это позволит пропустить второй полупериод.

Важно знать, что когда схема отключена от сети, конденсатор содержит в себе определённое напряжение, которое может равняться 315 В. Чтобы не произошел случайный удар током, следует провести установку разрядного резистора большего номинала, расположив его параллельно конденсатору. Запас мощности на конденсаторе служи для того, чтобы при обычной работе ток был незначительным и не вызывал нагрева. Чтобы обеспечить защиту от импульсных зарядных токов ставится низкоомный резистор, который будет являться предохранителем.

dc68853babcaa87bd33fe38efc22b389.jpgМощность конденсатора должна быть от 400 В и выше. Есть варианты для цепей с переменным током напряжения, подойдут от 250 В и выше. Если требуется запустить несколько светодиодов, следует использовать последовательное соединение.

Когда происходит монтаж светодиодного освещения, расчёт диода должен происходить на ток, что будет не меньше, чем ток, проходящий сквозь светодиод. С обратным напряжением расчет должен быть таким, чтобы оно было не меньше, чем общее слагаемого напряжения на светодиодах. Используя данные рекомендации можно понять как правильно подключить светодиод.

Что необходимо учесть автолюбителю перед заменой

Чтобы своими руками правильно, используя схему подключения, подсоединить светодиодные лампочки, в первую очередь нужно разобраться с основной информацией. Для начала нужно понимать, что 12-вольтовый моргающий автомобильный диод — это не лампа.

Подключение светодиодов к бортовой сети на 12 вольт должно производиться с учетом некоторых моментов:

  1. В первую очередь, чтобы обезопасить подключение, нужно учесть напряжение, которое присутствует в автомобильной электросети. Как правило, этот параметр составляет около 12-13 вольт при отключенном двигателе и около 13-14.5 вольт при заведенном.
  2. В среднем один яркий и мощный диод нуждается в 3.5 вольтах питания, однако данный показатель также может варьироваться в зависимости от цвета. Например, желтый либо красный мигающий светодиод для авто будет потреблять около 2.3 вольт, а белые либо синие элементы — по 3.5 вольт в среднем.
  3. В отличие от стандартных лампочек накаливания, светодиодные сборки позволяют более качественно осветить поверхность вокруг, что особенно хорошо для их установки в приборные панели.
  4. Перед покупкой следует проверить тип линзы, установленной в лампочке. Бывают узконаправленные устройства, оснащенные небольшими по размерам линзами.
  5. Вне зависимости от типа, диодные элементы на двенадцать вольт имеют как положительный вывод, так и отрицательный. Положительный контакт в данном случае, это анод, а отрицательный — катод.

c1c43d23c3e02a089343d15f1565ef4d.jpg

Светодиоды с разными цоколями

Чтобы правильно подобрать диодные элементы на 12в, нужно ориентироваться в их разновидностях, а делятся они между собой по мощности:

  1. Маломощные устройства не имеют системы охлаждения, поэтому их ресурс эксплуатации обычно низкий. В автомобилях таких устройства есть смысл использовать только в качестве индикаторов, к примеру, включения дневных ходовых огней или при установке контроллера разряда АКБ.
  2. Мощные диоды 12в имеют более высокий ресурс эксплуатации, при правильном использовании они могут проработать до 10 лет. Нужно учитывать, что такие диодные элементы не подвергаются большим нагрузкам.
  3. Модули. Такие устройства представляют собой стальную пластину, на которую вмонтирован целый ряд диодных элементов. Цена модуля зависит от его надежности и качества производства — чем лучше качество, тем выше цена. Модули не нужно путать с китайскими лентами, поскольку их эксплуатация возможна, разве что, для подсветки контрольного щитка или бардачка.

Схема подключения диода в авто

Как подключить светодиод к 220в

22f701acecb0cc02d815227ddb0ae596.jpg LED driver на 100вт и 50вт

Для подключения светодиода к сети 220В в схеме используют специализированные источники питания , которые могут называться светодиодный драйвер,  источник тока, блок питания, стабилизатор. Его основными характеристиками являются силатока в Амперах и мощность. Драйвер может иметь фиксированный ток на выходе или настраиваемый. Если вы собираете осветительный прибор своими руками, то с регулятором будет удобней.

Как правило лед чипы подключаются к драйверу последовательно, что гарантирует одинаковый ток через каждый элемент электрической цепи. Недостатком такой схемы будет выход из строя всей цепи, если 1 ЛЕД сгорит.

Схема драйвера для светодиодов может быть различной, от простой на гасящем конденсаторе до современной, с коэффициентом пульсаций светового потока близкой к 0%.

Последовательное соединение

Классический пример такой конструкции, это светодиодная лампа на 220. Для модернизации старых светильников иногда использую начинку от лампочки. Пластинку с LED элементами ставлю на теплоотвод внутри светильника и рядом размещаю стабилизатор. Такая модернизация актуальна при апгрейде нестандартных люминисцентных ламп.

Теперь подключить светодиод к 220 стало просто, сложней определить коэффициент пульсаций светового потока. Если драйвер некачественный и плохо справляется с нагрузкой, свет будет мерцать с частотой 100 Герц. Реакция на эти пульсации индивидуальна у каждого человека. Чаще всего  приводит к головным болям, усталости глаз и большому списку других негативных последствий.

RGB светодиоды и цветные

0d271e6916cf8b3f7451ab679d0cbe61.jpg

Другие характеристики имеют  LED для растений и цветные, их точные параметры производитель должен указывать при покупке. Одноцветные бывают нескольких видов:

  1. красный свет;
  2. синие;
  3. зеленые;
  4. желтые;
  5. ультрафиолетовые;
  6. инфракрасные.

0befea57a38d6696cd5fc542fccfed9f.jpg

Падение напряжения на кристалле зависит от излучаемого света, соответственно у них другое потребление энергии. Например, у красных падение в вольтах будет составлять 2 — 2,2В. Поэтому для каждого цвета RGB светодиода необходимо рассчитывать резистор отдельно на калькуляторе. RGB кристаллы не закрыты желтым люминофором, поэтому кристаллы и схему их подключения хороши видно через прозрачное силиконовое покрытие.

b26f2f1d4e6b87b35b0d9857def42998.jpg

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

  • важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
  • на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
  • применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
  • в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Поделиться с друзьями:

Совсем недавно мы рассказывали, как разобрать светодиодную лампу. В этой статье мы покажем, что находится внутри, как это устроено и как работает.

Как ты, наверное, уже знаешь, лампочки эти бывают на 220 и 12 вольт. Последние сделаны в качестве энергосберегающей альтернативы галогенкам, и это неудивительно, ведь КПД хороших светодиодов выше, чем оный у лампочек накаливания, даже галогенных.

Начнём мы с лампочек, рассчитанных на напряжение сети, то есть 220 вольт. По ссылке выше ты уже мог видеть, что в некоторых случаях питание выполнено через гасящий конденсатор. Но такое допустимо только для маломощных ламп, в противном случае габариты этого самого конденсатора попросту не влезли бы в размеры цоколя. Отсюда и смешная мощность устройства в целом.

Но не всё так плохо. Более честные последователи дядюшки Ляо смекнули, что если взять несколько мощных светодиодов, посадить их через термопасту на радиатор и приделать импульсный преобразователь-стабилизатор, то всё это вполне может уместиться в привычные габариты.

Китайская промышленность бодро откликнулась на такую потребность и начала клепать микросхемы одну за другой. Одним из примеров вышесказанного является данный экземпляр лампочки.

364082b4277225f63c6cd4be6baced20.jpgЗаявленная мощность — аж 5 или 6 ватт (производитель сам не определился), 25 светодиодов форм-фактора 5050. Рассеивающие линзы лампы изготовлены из пластика, радиатор — литьё из отходов алюминия и кремния (силумин).

В цоколе расположен вполне честный импульсный преобразователь на микросхеме CSC8513. Информации о ней в интернете немного, но известно, что она предлагается как замена более известной BP3122. Впрочем, на обе есть даташиты.

bf3e5b60f34f423f2354713e8588a447.jpgВ целом, всё это работает хорошо, но светит очень слабо. Всё это натолкнуло на мысль переделать девайс, взяв драйвер от данной лампы, а излучающе-теплорассеивающую часть — от аналогичной, но выполненной на пяти одноваттных светодиодах (фото доступно по ссылке в начале). Результат оправдал себя: получился источник света, способный вполне комфортно осветить небольшое помещение.

Вывод: микросхема CSC8513 вполне пригодна для драйвера светодиодов мощностью 5-6 ватт. Внешний транзистор и радиаторы ей не требуются.

Следующие схемы светодиодных ламп предназначены для работы от переменного напряжения 12 вольт. именно его выдаёт трансформатор для галогенок. В связи с этим на входе каждого драйвера имеется мостик, собранный из четырёх диодов, предположительно — Шоттки. Дальше — самый обыкновенный, понижающий или повышающий преобразователь, в зависимости от количества светодиодов и схемы их соединения: параллельное, последовательное или смешанное.

Схема на микросхеме XL6001, информации по ней предостаточно:

9a348e3c154689976b18d510b5bad8e1.jpgСхема на популярной MC34063, из даташита:

e3a9465c60eb4f3583f5a05f3547a9ce.jpgКак видим, ничего нового революционного здесь нет. Радует то, что адепты дядюшки Ляо применяют высокоэффективные драйверы, выполняя их на компактных двухсторонних печатных платах, способных поместиться в малюсенький цоколь.

02.03.2015 9zip.ru Авторские права охраняет Роскомнадзор

Светильники на аккумуляторах

Сейчас электронные компоненты сделали рывок в развитии и миниатюризации. Экономичные LED диоды по мощности способны стать основным источником освещения. Аккумуляторы стали доступны по цене, а сложные устройства помещаются в корпус одной микросхемы. Промышленность сейчас выпускает аварийные автономные светильники компактных размеров, устанавливаемых стационарно или с возможностью мобильного перемещения.

9c1fd6933a0d4b72d0a4e28045155a56.png

Схема работы устройств достаточно простая. В нормальном состоянии, когда присутствует напряжение на входе, электронная схема производит зарядку аккумулятора, контролирует его состояние. В момент отключения электроэнергии, происходит запуск светильника от аккумулятора, и включается аварийное освещение.

Сделать резервный автономный источник света можно практически из хлама. Раньше для светильников использовали люминесцентные лампы, однако для самостоятельного повторения такие схемы относительно сложные, из-за наличия высоковольтного преобразователя. С появлением светодиодов стало на много проще, поскольку его можно питать и от источника 3 вольта. В сети интернет, предлагается множество радиоэлектронных схем, собранных радиолюбителями или же срисованных с серийных, готовых образцов. Разберем самую простую схему резервного освещения для жилого дома:

df1bfba53fbcd9f48aa6cd46dacf710d.png

Источником 12 вольт может быть любой сетевой адаптер, рассчитанный на это напряжение. Диоды VD1 И VD2 блокируют ток разряда через компоненты устройства. Резистор R1 ограничивает зарядный ток аккумулятора. Силовой ключ, при наличии напряжения 12 вольт, закрыт положительным потенциалом на базе транзистора. Тумблером S1 происходит принудительное открывание ключа. Снимая с базы положительное смещение резистором R2, открывая транзистор и подключая батарею к источнику света. Данная схема может быть повторена самостоятельно, выбор элементов не критичен, и можно переделать на другое напряжение. Есть где разгуляться.

Вторая схема аварийного освещения дома более сложная, в ней присутствует цепочка контроля заряда, батареи:

caa5c9f559740cda07e8cea4304ab251.png

Интегральный стабилизатор LM 317 обеспечивает схему постоянным напряжением, транзистор Т1 стоит в цепочке обратной связи, контролирует величину заряда на батарее и регулирует стабилизатор, добавляя или уменьшая напряжение. На ключе Т2, организованна схема запуска аварийного освещения. При наличии положительного напряжения на базе светодиоды не работают.

В описанных устройствах есть один нюанс, они следят только за наличием напряжения на входе. Если в светлое время суток произойдет перебой с поставками электроэнергии, аварийные светильники честно отработают свое назначение. Т.е. будут работать, пока не разрядится аккумулятор или не поступит электроэнергия. Поэтому лучше сделать резервное освещение по следующей схеме:

fd9923d79d4b04d5fd5739a38cb1978d.png

В этом варианте присутствует фотореле, которое не позволит включить аварийное освещение в доме в светлое время суток. На транзисторе Т1 организован узел контроля освещенности с фоторезистором LDR1. Как видите они не сложные, элементы доступны и распространены.

Минусы диодных ламп 12В

Лампочки 12В для установки дома (в подвесном потолке, люстре и пр.) требуют подключения понижающего трансформатора. Это прибор, который в схеме располагается перед источником света. В результате на лампу подается пониженное напряжение 12В, 24В или 36В, в зависимости от характеристик.

Минусы низковольтного освещения сводятся к сложностям установкиа из-за потерь в проводах и необходимости введения в цепь трансформатора.

Понижающий трансформатор может иметь довольно внушительные габариты, что определяется его видом. Поэтому при установке низковольтных ламп в люстре или подвесном потолке нужно предусмотреть участок и под дополнительную аппаратуру, а это не всегда реализуемо.

Еще одна особенность источников света 12В или 36В – повышенные значения тока, что обусловлено низким напряжением

В данном случае рекомендуется обратить внимание на проводники, а именно, их длину. Чем больше протяженность проводов, тем интенсивнее сопротивление, что оказывает влияние на качество освещения – оно ухудшается

Инструкция по подключению светодиодов

Как подключить светодиод в свой автомобиль? Какое сопротивление для светодиода нужно подобрать? Нужно ли использовать резисторы?

Ниже расскажем, как должен подключаться диодный модуль:

  1. Процедура подключения светодиодов к 12 вольтной сети начинается с расчета питания. Основным недостатком кластеров является то, что их яркость будет зависеть от изменения количества оборотов двигателя. Если обороты падают, мощность тоже будет снижаться. Учитывайте тот факт, что наиболее оптимальным показателем для хорошего свечения кластеров является параметр 12.5 вольт напряжения — если оно будет ниже, то свечение будет слабым.
  2. Конструкция кластера включает в себя диодный элементы и резистор, который, кстати, является важной составляющей любого кластера. Резисторное устройство, использующееся для погашения лишнего напряжения, ставится из расчета одна штука на три диодных элемента. Так что если вы купили целую ленту для установки в оптику, то скорее всего, вам нужно будет ее обрезать. Причем обрезание должно осуществляться только на определенных отрезках.
  3. Процедура подключения производится последовательным образом. То есть вам нужно будет сначала сделать кластер, подключив по очередь несколько диодов друг к другу, а конца кластера соединяются с бортовой сетью. В качестве примера рассмотрим белые диодные компоненты с мощностью 3.5 вольт. Для обычной бортовой сети на 12 В вам потребуется три диодной лампочки, которые в общей сложности будут потреблять 10.5 вольт. Последовательное подключение означает, что положительный вывод одного компонента следует подключить к отрицательному выводу другого.
  4. Напрямую подключать кластер пока не нужно, последовательным образом соединяется сопротивление, то есть резистор. Нужно учитывать, что сопротивление должно составлять около 100-150 Ом, а параметр мощности резистора должен быть 0.5 Вт (автор видео — канал Авторемонт и тюнинг).

Параллельный способ подключения

Чтобы подключить светодиод к 12 вольтам параллельным способом, выполните следующие действия (рассмотрен пример с диодным элементом на 3.5 вольта и током 20 мА):

  1. Измерьте напряжение на том участке, где будет подключен источник освещения, чтобы удостовериться в том, что соединение будет эффективным. Например, это 13 вольт.
  2. После этого от 13 вольт отнимается 3.5 вольта диода, получается 9.5 вольт. Все замеры делаются по формуле Ома — в нашем случае 20 мА делится на 100, получается 0.02 А.
  3. По этой же формуле производится вычисление сопротивления, для этого 9.5 вольт нужно поделить на 0.02. В результате узнаем, что нам нужен резистор на 475 Ом.
  4. На следующем этапе производится вычисление мощности — это нужно знать для того, чтобы предотвратить перегрев резисторного элемента. По нашим параметрам 9.5 умножается на 0.02 — получаем 0.19 Вт. Для предотвращения возможных сбоев мощность можно взять с запасом.
  5. Далее, при помощи мультиметра осуществляется замер тока на участке между диодным источником освещения и резисторным элементом. После этого на тестере ставится значение 10 ампер, а положительный вывод прибора надо подключить к плюсу аккумулятора, отрицательный вывод — к плюсу лампы.
  6. В конечном итоге на дисплее мультиметра должен появиться показатель в районе 20 мА. В зависимости от источника освещения, а также используемого сопротивления, параметры могут отличаться.

Фотогалерея «Схемы подключения диодов»

6390e1be8269537bbdc66b92f5fade20.jpg1. Последовательное соединение диодов
2. Параллельное соединение диодов

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

50ae9ea6ff16ad06d7ad9f7495178d04.jpg

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

fe8f9637ac438b59de4043b295cd810e.jpg

Диаграмма в схеме со стабилизатором

17a0ec6e57145509af983b4d47bc429e.jpg

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

Добавить комментарий Отменить ответ

Галогенные лампы низкого напряжения

Все лампочки галогенного типа можно разделить на две большие группы: высокого и низкого напряжения. Первые работают от сетевого напряжения в 220 В, вторые могут функционировать только при наличии более низкого напряжения. Это дает им целый ряд преимуществ:

  • Длительный срок эксплуатации до 5000 часов.
  • Великолепная цветопередача и высокое качество света.
  • Небольшие размеры.
  • Неизменно высокая яркость света.
  • Повышенная прочность за счет кварцевой оболочки.
  • Экономичность, которая достигается хорошей световой отдачей.

Однако есть у таких ламп некоторые особенности, многие склонны считать их недостатками. Прежде всего, они могут работать только с низким напряжением 12 В, но есть и другие разновидности для 6 В и 24 В. Для того, чтобы подключить такую лампу к сети необходимо использовать понижающий трансформатор. Последний нужно правильно подобрать, иначе источники света не смогут нормально функционировать.

61bddfabe8e90e268e82c1cdf137c259.jpgГалогенные лампы низкого напряжения нельзя включать в сеть. Они могут работать только с пониженным напряжением. поэтому нуждаются в подключении через трансформатор. Пример такого подключения показан на схеме

Трансформатор может быть электромагнитным или электронным. Второй тип отличается компактностью и при этом высокими эксплуатационными характеристиками. Чаще всего трансформаторы должны быть установлены скрыто. Так бывает при обустройстве подсветки на потолке или внутри мебели. В таком случае нужно помнить, что в процессе работы прибор выделяет тепло, поэтому надо оставить достаточно свободного объема для его рассеивания.

Кроме того, малое рабочее напряжение предполагает значительное увеличение силы тока, проходящего через провода. Она может быть в 18 раз больше, чем та, что при аналогичном напряжении возникает в сети на 220 В. Это требует грамотного расчета сечения и длины используемых проводов и высокого качества их контактов.

Даже небольшие ошибки в расчетах приведут к существенному уменьшению яркости свечения ламп. Все эти особенности заметно усложняют процесс монтажа 12 В галогенок. Однако грамотный расчет и правильная установка гарантируют их беспроблемную эксплуатацию.

891478bd8c094d5c092e9f49e1f215e4.jpgВсе разновидности галогенных ламп одинаково чувствительны к загрязнениям на колбе. Наличие грязных участков вызывает перераспределение тепла и выход лампы из строя

Есть у приборов и бесспорные недостатки. К ним относят большое количество выделяемого при работе тепла, что кроме всего прочего заметно снижает КПД устройства. Помимо этого корпус лампы нежелательно трогать руками. Даже небольшие загрязнения вызывают перераспределение температуры внутри колбы, что приводит к ее почернению и последующему выходу лампы из строя.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

87b6c1df3072bc5f6b7dc3197b7f2c2d.jpg

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 т является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 т схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

cda999e09d4084aee560c984cc0c220e.jpg

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 там последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Конструкция светодиодных ламп

Светодиодные лампы предназначены для напряжения 12 В и соответственно конструкция устройства отличается от люминесцентных аналогов или в которых используется нить накаливания. Конструктивно она выполнена из следующих основных компонентов:

  • Стеклянная колба. Может изготавливаться из прозрачного или матового стекла и иметь сферическую или плоскую форму. Купольная конструкция увеличивает угол рассеивания светового потока до 270°. Модели лампочек с плоской стеклянной поверхностью применяются в точечных светильниках для подсветки интерьера или разбивки площади на отдельные зоны. Угол освещения 30 – 60°.
  • Светодиоды. Источники света последовательно соединяются в одну схему подключения, что повышает светоотдачу устройства.
  • Радиатор. Представляет собой металлическую пластину из алюминиевого сплава. Она предназначена для отвода тепла, излучаемого светодиодами.
  • Корпус. Изготавливается из высокопрочного пластика, который является диэлектриком и выполняет защитные функции от поражения электрическим током при монтаже или демонтаже источника света.
  • Драйвер. Предназначен для стабилизации напряжения и преобразования тока из переменного в постоянный.
  • Цоколь. Может изготавливаться под патроны разных видов: стандартной конструкции E27 и E14 или G4, G13, GU10 и так далее.

В зависимости от количества излучаемого света одним диодом и числа определяется яркость светодиодной лампы. Среднее значение освещенность рассчитывается из соотношения 1 Лм (Люмен – единица измерения яркости светового потока) на 100 Вт.

Галогенка как это работает

Устройство галогенной лампы сравнимо с конструкцией лампы накаливания. Здесь тоже присутствует колба, внутри нее находится нить накаливания. Все это размещено на цоколе. Основное отличие заключается в составе газа, наполняющего колбу. Значимым недостатком лампы накаливания считается ее недолговечность и повышенная энергоемкость. Это объясняется достаточно просто.

Чтобы увеличить интенсивность светового потока, приходится повышать температуру тела накаливания. Что в свою очередь увеличивает расход энергии. При нагревании вольфрам, из которого изготовлена нить накаливания, начинает испаряться.

Атомы оседают на внутренней части колбы. В результате со временем количество выдаваемого лампой света неизменно уменьшается. Чем выше рабочая температура лампы накаливания, тем этот процесс протекает быстрее.

Галогенные лампы лишены этих недостатков за счет того, что внутри колбы находится так называемая галогенная добавка. К газовому наполнению в них добавляется бром или йод. Нить накаливания для таких ламп производится из специальных марок вольфрама и имеет форму спирали. При нагреве вольфрам начинает испаряться и соединяется с присутствующими внутри колбы летучими галогенами.

05da018442540d662b56c06c3dd16f8f.jpgГалогенные лампы — усовершенствованные приборы накаливания. Их принцип действия одинаков. Однако состав газа, наполняющего колбу, значительно отличается, что и объясняет разницу в эксплуатационных характеристиках

В результате образуются галогениды вольфрама, которые не оседают на стенках оболочки. Они возвращаются на нить накала, где разлагаются на вольфрам и галогены, после чего цикл повторяется. Таким образом в процессе работы колба остается прозрачной, а спираль не перегорает, что значительно продлевает эксплуатацию галогенных ламп.

4fbd27e8ecd619f6ace5080e73ea94ec.jpgИспользование так называемого галогено-вольфрамового цикла заметно увеличивает срок службы ламп и предотвращает потемнение внутренней части колбы

Колбы приборов малых размеров могут наполняться ксеноном, который в разы повышает светоотдачу и яркость лампы.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

c67f99b1bb3e4f1b5db0ee2a1baa3246.jpg

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

5a90a28bb13dbc8bfa1c048acd363e5f.gif Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.  Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.  Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор.  В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи. Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here