Užitečné informace o LED zařízeních. Jak fungují LED žárovky

Konstrukce a princip činnosti LED svítidel. Hlavní části osvětlovacího zařízení:

LED diody;
- řidič;
- základna;
- rám.

Princip jeho činnosti zcela opakuje procesy probíhající v běžné polovodičové diodě s p-n přechodem vyrobeným z křemíku nebo germania: když je kladný potenciál aplikován na anodu a záporný potenciál na katodu, pohyb záporně nabitých elektronů k anoda a otvory ke katodě začínají v materiálech. Výsledkem je, že dioda propouští elektrický proud pouze v jednom propustném směru.

LED je však vyrobena z jiných polovodičových materiálů, které při bombardování v propustném směru nosiči náboje (elektrony a dírami) provádějí jejich rekombinaci a přenos na jinou energetickou hladinu. V důsledku toho se uvolňují fotony - elementární částice elektromagnetického záření v oblasti světla.

I v elektrických obvodech se jako jejich označení používají označení obyčejné diody, jen s přidáním dvou šipek označujících vyzařování světla.

Polovodičové materiály mají různé emisní vlastnosti fotonů. Látky jako arsenid galia (GaAs) a nitrid galia (GaN), které jsou polovodiče s přímou mezerou, jsou současně průhledné pro viditelné spektrum světelných vln. Když nahradí p-n přechodové vrstvy, světlo se uvolní.

Uspořádání vrstev použitých v LED je znázorněno na obrázku níže. Jejich malá tloušťka řádově 10÷15 nm (nanomikronů) je vytvářena speciálními metodami chemické depozice par. Vrstvy obsahují kontaktní plošky pro anodu a katodu.

Jako u každého fyzikálního procesu dochází při přeměně elektronů na fotony ke ztrátám energie z následujících důvodů:

Některé částice světla se prostě ztratí uvnitř i v tak tenké vrstvě;
- při opuštění polovodiče dochází k optickému lomu světelných vln na hranicích krystal/vzduch, čímž dochází ke zkreslení vlnové délky.

Použití speciálních opatření, například použití safírového substrátu, umožňuje vytvořit větší světelný tok. Takové konstrukce se používají pro instalaci do osvětlovacích lamp, ale ne pro běžné LED používané jako indikátory, jak je znázorněno na obrázku níže.

Mají čočku vyrobenou z epoxidové pryskyřice a reflektor pro směrování světla. V závislosti na účelu se světlo může šířit v širokém rozsahu úhlu 5-160°.

Drahé LED diody vyráběné pro osvětlení lamp jsou vyráběny výrobci s Lambertovým diagramem. To znamená, že jejich jas je v prostoru konstantní a nezávisí na směru záření a úhlu pohledu.

Rozměry krystalu jsou velmi malé a z jednoho zdroje lze získat malý světelný tok. Proto jsou pro osvětlovací lampy takové LED diody kombinovány do poměrně velkých skupin. Vytvářet z nich rovnoměrné osvětlení ve všech směrech je přitom velmi problematické: každá LED je bodovým zdrojem.

Frekvenční spektrum světelných vln z polovodičových materiálů je mnohem užší než z klasických žárovek nebo slunce, což unavuje lidské oči a vytváří určité nepohodlí. Aby se tento nedostatek napravil, je do jednotlivých designů LED pro osvětlení zavedena fosforová vrstva.

Množství emitovaného světelného toku z polovodičových materiálů závisí na proudu procházejícím pn přechodem. Čím vyšší proud, tím vyšší záření, ale do určité hodnoty.

Malé rozměry zpravidla neumožňují použití proudů přesahujících 20 miliampérů pro struktury indikátorů. Výkonné osvětlovací lampy využívají odvod tepla a dodatečná ochranná opatření, jejichž použití je však přísně omezeno.

Při rozběhu se světelný tok výbojky úměrně zvětšuje se zvyšujícím se proudem, ale následně začíná klesat v důsledku tvorby tepelných ztrát. Mělo by být zřejmé, že proces uvolňování fotonů z vodiče není spojen s tepelnou energií LED diody jsou zdroje studeného světla.

Proud procházející LED v kontaktních bodech různých vrstev a elektrod však překonává přechodový odpor těchto oblastí a způsobuje zahřívání materiálů. Vzniklé teplo zpočátku pouze vytváří energetické ztráty, ale jak se proud zvyšuje, může poškodit konstrukci.

Počet LED krystalů nainstalovaných v jedné lampě může přesáhnout sto pracovních prvků. Každý z nich musí být napájen optimálním proudem. Pro tento účel jsou vytvořeny sklolaminátové desky s vodivými drahami. Mohou mít velmi odlišný design.

LED čipy jsou připájeny na kontaktní plošky desek. Nejčastěji jsou formovány do určitých skupin a napájeny sekvenčně mezi sebou. Každým vytvořeným řetězcem prochází stejný proud.

Takové schéma je technicky snazší, ale má jednu hlavní nevýhodu - pokud dojde k přerušení jakéhokoli kontaktu, celá skupina přestane svítit, což je hlavní důvod selhání lampy.

Ovladače. Dodávka konstantního napětí do každé skupiny LED se provádí ze speciálního zařízení, které se dříve nazývalo napájecí zdroj, ale nyní se nazývá „ovladač“.

Toto zařízení má funkci převodu vstupního síťového napětí, například ~220 V obytné nebo 12V automobilové sítě na optimální napájení pro každou sériovou skupinu.

Přivedení jednoho stabilizovaného proudu do každého krystalu v paralelním obvodu je technicky složité a používá se ve vzácných případech. Ovladač může pracovat na bázi transformátoru nebo jiného obvodu. Mezi nimi jsou běžné následující možnosti. V závislosti na konfiguraci a počtu použitých prvků se mohou lišit:

Nejjednodušší a nejlevnější ovladače jsou napájeny ze stabilizovaného napětí, jehož síť je chráněna před přepětím a přepětím. Může jim dokonce chybět proud omezující rezistor ve výstupním napájecím obvodu, který je typický pro dobíjecí svítilny, jejichž LED diody jsou často připojeny přímo k výstupu baterie.

V důsledku toho se ukazuje, že jsou napájeny nadměrným proudem a přestože svítí docela jasně, velmi často vyhoří. Při použití levných svítidel s ovladači bez přepěťové ochrany pro osvětlovací síť také LED často vyhoří, aniž by dosáhly uvedeného zdroje.

Dobře navržené napájecí zdroje neprodukují během provozu prakticky žádné teplo, zatímco levní nebo přetížení řidiči plýtvají část elektřiny na vytápění. Navíc takové zbytečné ztráty elektrické energie mohou být srovnatelné a v některých případech převyšují energii vynaloženou na uvolnění fotonů.

Navzdory vysokým nákladům je spotřeba energie u polovodičových žárovek (LED) mnohem nižší než u žárovek a jejich životnost je 5krát delší. Obvod LED lampy pracuje s napájením 220 voltů, kdy je vstupní signál způsobující záři pomocí driveru převeden na provozní hodnotu.

LED žárovky 220V

Bez ohledu na napájecí napětí je na jednu LED přiváděno konstantní napětí 1,8-4 V.

Typy LED diod

LED je polovodičový krystal vyrobený z několika vrstev, který přeměňuje elektřinu na viditelné světlo. Při změně jeho složení se získá záření určité barvy. LED je vyrobena na bázi čipu - krystalu s platformou pro připojení silových vodičů.

Pro vytvoření bílého světla je „modrý“ čip potažen žlutým fosforem. Když krystal vyzařuje záření, fosfor vyzařuje své vlastní. Smícháním žlutého a modrého světla vznikne bílé.

Různé způsoby montáže čipu umožňují vytvořit 4 hlavní typy LED:

1. DIP - skládá se z krystalu s čočkou umístěnou nahoře a dvou připojených vodičů. Je nejběžnější a používá se pro osvětlení, světelné dekorace a displeje.
2. „Piranha“ je podobný design, ale se čtyřmi svorkami, díky čemuž je spolehlivější pro instalaci a zlepšuje odvod tepla. Nejčastěji se používá v automobilovém průmyslu.
3. SMD LED - umístěna na povrchu, díky čemuž je možné zmenšit rozměry, zlepšit odvod tepla a poskytnout mnoho konstrukčních možností. Lze použít v libovolných světelných zdrojích.
4. COB technologie, kdy je čip zapájen do desky. Díky tomu je kontakt lépe chráněn před oxidací a přehřátím a výrazně se zvyšuje intenzita žhavení. Pokud LED shoří, musí být zcela vyměněna, protože vlastní opravy výměnou jednotlivých čipů nejsou možné.

Nevýhodou LED je malá velikost. K vytvoření velkého barevného světelného obrazu je zapotřebí mnoho zdrojů, spojených do skupin. Křišťál navíc časem stárne a jas lamp se postupně snižuje. U vysoce kvalitních modelů je proces opotřebení velmi pomalý.

LED lampa zařízení

Lampa obsahuje:

• rám;
• báze;
• difuzér;
• chladič;
• LED blok;
• beztransformátorový ovladač.

220V LED lampa zařízení

Na obrázku je moderní LED svítidlo využívající technologii SOV. LED je vyrobena jako jeden celek s mnoha krystaly. Nevyžaduje zapojení mnoha kontaktů. Stačí připojit pouze jeden pár. Při opravě lampy s vypálenou LED diodou se vymění celá lampa.

Tvar lamp je kulatý, válcový a další. Připojení ke zdroji se provádí pomocí závitových nebo kolíkových zdířek.

Pro obecné osvětlení se volí žárovky s 2700K, 3500K a 5000K. Gradace spektra může být libovolná. Často se používají pro reklamní osvětlení a pro dekorativní účely.

Nejjednodušší obvod ovladače pro napájení lampy ze sítě je znázorněn na obrázku níže. Počet dílů je zde minimální, kvůli přítomnosti jednoho nebo dvou zhášecích rezistorů R1, R2 a zadního zapojení LED HL1, HL2. Tímto způsobem se vzájemně chrání před zpětným napětím. V tomto případě se frekvence blikání lampy zvýší na 100 Hz.

Nejjednodušší schéma připojení LED lampy k síti 220 voltů

Napájecí napětí 220 voltů je přiváděno přes omezovací kondenzátor C1 do usměrňovacího můstku a poté do lampy. Jedna z LED může být nahrazena běžným usměrňovačem, ale blikání se změní na 25 Hz, což bude mít špatný vliv na vidění.

Níže uvedený obrázek ukazuje klasický napájecí obvod LED lampy. Používá se v mnoha modelech a lze jej odstranit pro svépomocné opravy.

Klasické schéma pro připojení LED lampy do sítě 220 V

Elektrolytický kondenzátor vyhlazuje usměrněné napětí, čímž se eliminuje blikání při frekvenci 100 Hz. Rezistor R1 vybíjí kondenzátor, když je napájení vypnuto.

vlastníma rukama

Jednoduchou LED lampu s jednotlivými LED diodami lze opravit výměnou vadných prvků. Dá se snadno rozebrat, pokud opatrně oddělíte podstavec od skleněného těla. Uvnitř jsou LED diody. Lampa MR 16 jich má 27. Pro přístup k desce s plošnými spoji, na které jsou umístěny, je třeba odstranit ochranné sklo vypáčením šroubovákem. Někdy je tato operace poměrně náročná.

LED žárovka 220V

Vypálené LED diody jsou okamžitě vyměněny. Zbytek by měl být zakroužkován zkoušečkou nebo na každý přivedeno napětí 1,5 V. Ty provozuschopné by se měly rozsvítit a zbytek je třeba vyměnit.

Výrobce počítá lampy tak, aby provozní proud LED diod byl co nejvyšší. To výrazně snižuje jejich životnost, ale prodávat „věčné“ zařízení se nevyplácí. Proto lze k LED zapojit do série omezovací odpor.

Pokud kontrolky blikají, může být příčinou porucha kondenzátoru C1. Měl by být nahrazen jiným se jmenovitým napětím 400 V.

LED lampy se znovu vyrábějí jen zřídka. Snazší je vyrobit lampu z vadné. Ve skutečnosti se ukazuje, že oprava a výroba nového produktu je jeden proces. Za tímto účelem je LED lampa rozebrána a vypálené LED diody a komponenty rádia řidiče jsou obnoveny. Často jsou v prodeji originální lampy s nestandardními lampami, které se v budoucnu obtížně hledají náhrady. Jednoduchý ovladač lze vzít z vadné lampy a LED ze staré baterky.

Okruh budiče je sestaven podle klasického modelu popsaného výše. Je k němu přidán pouze rezistor R3 pro vybití kondenzátoru C2 při vypnutí a dvojice zenerových diod VD2, VD3 pro jeho obejití v případě přerušení obvodu LED. S jednou zenerovou diodou si vystačíte, pokud zvolíte správné stabilizační napětí. Pokud zvolíte kondenzátor pro napětí větší než 220 V, obejdete se bez dalších dílů. Ale v tomto případě se jeho rozměry zvětší a po dokončení opravy se deska s díly nemusí vejít do základny.

Ovladač LED lampy

Obvod budiče je zobrazen pro lampu s 20 LED. Pokud je jejich počet jiný, je nutné pro kondenzátor C1 zvolit takovou hodnotu kapacity, aby jimi procházel proud 20 mA.

Napájecí obvod pro LED lampu je nejčastěji bez transformátoru a při vlastní instalaci na kovovou lampu je třeba dávat pozor, aby nedošlo ke zkratu fáze nebo nuly k pouzdru.

Kondenzátory se vybírají podle tabulky v závislosti na počtu LED. Lze je namontovat na hliníkovou desku v počtu 20-30 kusů. K tomu jsou v něm vyvrtány otvory a LED jsou instalovány na tavné lepidlo. Jsou pájeny postupně. Všechny díly lze umístit na desku plošných spojů ze sklolaminátu. Jsou umístěny na straně, kde nejsou tištěné stopy, s výjimkou LED. Ty jsou připevněny připájením kolíků na desce. Jejich délka je asi 5 mm. Zařízení se poté sestaví do svítidla.

Svítidla využívají jako zdroj světla LED. LED lampy se používají pro pouliční osvětlení, v průmyslu i v každodenním životě. Jedná se o nejčistší zdroje osvětlení z hlediska životního prostředí.

Jejich bezpečnost je založena na použití zdravotně nezávadných komponentů při výrobě. Není použita žádná rtuť, takže LED žárovky nejsou nebezpečné, pokud vyhoří nebo se rozbijí.

Zařízení, princip činnosti

Hlavní součásti LED lampy jsou:

• Rám.
• Báze.
• Řidič.
• LED diody.

Světelná dioda je označena písmenovou zkratkou LED nebo SD. V angličtině je jeho označení LED. Je součástí LED lampy jako zdroj světla.

Schéma jeho principu činnosti se shoduje s procesem jakékoli polovodičové diody vyrobené z germania nebo křemíku s p-n přechodem. Když je kladný rozdíl potenciálů aplikován na anodu a záporný rozdíl potenciálů na katodu, elektrony se pohybují směrem k anodě a otvory se pohybují směrem ke katodě. Proud teče přímo diodou v jednom směru.

Ale ve složení jiných materiálů z polovodičů, když jsou v dopředném směru bombardovány dírami a elektrony, provádějí rekombinaci a přenášejí je na další energetickou hladinu. V důsledku toho se uvolňují fotony, což jsou elementární částice záření světelných vln.

V elektrických obvodech jsou LED označeny jako obyčejné diody a jsou k nim přidány šipky (vyzařování světla).

Polovodiče mají různé vlastnosti emitující fotony. Přímé vodiče – látky nitrid galia a arsenid galia – jsou průhledné pro světelné vlny ve viditelném spektru. K uvolnění světla dochází v důsledku výměny vrstev p-n přechodu.

V LED jsou vrstvy umístěny:

1 - Anoda
2 - Katoda
3 - Aktivní vrstva založená na In-GaN
4 - Vyrovnávací vrstva založená na GaN
5 - Safírový substrát
6 - Vodivá vrstva n-GaN
7 - Proudově vodivá vrstva p-GaN

Ve vrstvách pro katodu a anodu jsou kontaktní plošky.

Když se elektrony přeměňují na fotony, dochází ke ztrátě energie z následujících důvodů:

• Světelné vlny se lámou na výstupu z polovodiče v místě krystal-vzduch, vlnová délka je zkreslená.
• Uvnitř vrstvy se ztratí některé částice světla, ačkoli vrstva je velmi tenká.

Světelný tok lze zvýšit použitím safírového substrátu. Takové konstrukce našly uplatnění v lampách. U konvenčních LED se substrát pro indikátory nepoužívá.

Takové diody mají čočku vyrobenou z reflektoru, který směruje světlo a epoxidovou pryskyřici. Podle účelu lampy má úhel šíření světla široký rozsah od 5 do 160 stupňů.

Drahé diody pro lampy se vyrábějí s Lambertovým diagramem, to znamená, že jas LED v prostoru je konstantní, bez ohledu na úhel nebo směr světla.

Rozměry krystalu jsou malé; z jednoho krystalu bude málo světla. Lampy obsahují skupinu LED diod. Je obtížné dosáhnout jednotného osvětlení, protože každá dioda je bodový zdroj světla.

1 - Pin 1
2 - Bydlení
3 - ČIP
4 - Fosforová vrstva
5 - Průzkumník
6 - Reflektor
7 - Závěr 2
8 - Chladič
9 - Izolátor
10 - Deska s plošnými spoji

Úzké spektrum světelných vln z polovodičových diod vede na rozdíl od slunce nebo žárovek k únavě a nepohodlí očí. Aby se tento nedostatek nějak napravil, byla do konstrukce LED zavedena vrstva fosforu.

Množství světla emitovaného polovodičovou diodou závisí na proudové síle pn přechodu. S vyšším proudem je vyzařování vyšší, až do určitého prahu.

Rozměry LED jsou malé, takže není možné použít velké proudy. Proud pro indikační diody nepřesahuje 20 mA. U výkonnějších osvětlovacích výbojek se provádí odvod tepla a ochranná opatření, která mají omezení.

Světelný tok v lampě se zvyšuje se zvyšujícím se proudem, poté klesá v důsledku tepelných ztrát. Při rozsvícení LED lampy se nevytváří žádné teplo;

To ale neznamená, že se lampa nezahřívá. Proud procházející LED na různých kontaktech prochází odporovými sekcemi, což způsobuje zahřívání lampy. Energie se ztrácí vlivem tepla, a když se proud zvýší, teplo může poškodit design LED lampy.

LED krystaly v lampách mohou dosáhnout velkého počtu (více než 100). Pro dodání optimální hodnoty proudu jsou desky vyrobeny ze sklolaminátu s dráhami, které vedou proud a mají různé konfigurace.

Krystaly LED jsou připájeny ke kontaktním ploškám ve skupinách, napájení je dodáváno postupně a každým řetězcem prochází stejný proud. Toto schéma je technicky jednoduché, ale má vážnou nevýhodu. Pokud dojde k přerušení jakéhokoli kontaktu, všechny články řetězu přestanou svítit a lampa selže.

Každá skupina diod je napájena konstantním napětím z budiče. Dříve se tomu říkalo zdroj energie. Ovladač převádí vstupní napětí sítě na napájecí napětí LED diod. Vstupní napětí může být buď 220 V (v bytě) nebo 12 V (v autě).

Je obtížné připojit stabilizovaný stejnosměrný proud ke každé LED paralelně a používá se jen zřídka. Ovladače mají různé obvody: transformátor atd. Společné možnosti obvodu závisí na konfiguraci.

Budiče mají nízkou cenu za předpokladu, že jsou připojeny ke konstantnímu napětí, které je chráněno před rázy, rázy a impulsy, a nemají odpor omezující proud ve výstupním obvodu. Toho se využívá u bateriových svítilen, u kterých jsou LED diody připojeny k bateriím.

Jsou napájeny vysokým proudem, jasně svítí a dost často vyhoří. Pokud ovladače nemají ochranu proti přepětí, levné lampy rychle vyhoří, aniž by dokončily svou životnost v záruce.

Kvalitní napájecí zdroje se nezahřívají, přetížené ovladače se zahřívají a dochází k plýtvání energií na tepelné ztráty. Tyto ztráty jsou poměrně značné, mohou přesáhnout energii emitovaných fotonů (světla).

Bytová LED svítidla mají patici E27. Umožňuje použití žárovek v běžných objímkách. Dovážené lampy jsou vybaveny různými paticemi, které vyžadují odpovídající patice, s rozdíly ve stoupání závitu a průměru. Napájecí napětí může být 110 V. Svítidla pro automobily jsou také v různých provedeních patic.

K ochraně LED nepotřebujete utěsněné žárovky, nemusíte z nich odčerpávat vzduch ani vytvářet plynové prostředí. LED diody jsou pokryty plastovými materiály, které propouštějí světlo.

Umístění dílů na LED se u různých výrobců liší pro různé účely. Postup instalace je stejný: od ovladače až po LED desku, pokrytou ochranným sklem. Mohou být instalovány tepelné ochranné zástěny atd.

Design a konstrukční vlastnosti různých výrobců se mohou u podobných lamp výrazně lišit, ale principy jejich konstrukce jsou společné.

Typy a aplikace LED svítidel

Podle použití se LED žárovky dělí na:

• Pro domácnost i kancelář.
• Ulice.
• Bodová světla.
• Automobilový průmysl.
• LED lampy pro rostliny (ultrafialové).
• Svítidla pro budovy.

Podle designu a světelného toku se LED žárovky dělí na:

• Univerzální, pro kanceláře a obytné prostory, podobně jako žárovky, svíčky, „kukuřičné“ lampy.
• Směrové světlo - pro osvětlení výloh a náměstí.
• Lineární, trubicový, podobný zářivkám. Vhodné do prodejních prostor a kanceláří.

Podle typů použitých LED:

• Indikační diody. Patří mezi ně lampy s 3mm diodami a piraně. Kvalita světla z takových lamp je nízká.
• SMD diody jsou běžné, mají malé rozměry, nezahřívají se a jsou široce používané.
• Diody 1, 3, 5 W, zahřívání je výrazné.
• SOV diody, využívající novou technologii, mají oproti ostatním výhodu: jsou spolehlivější díky instalaci diod přímo na desce, rovnoměrný světelný tok, různé tvary lampy.
• Vláknové diody, osvětlení 360 stupňů, nízká cena, chladič.

Oddělení podle typu základny

Rozšířené jsou objímky Edison se závity a označení buk E s číslem. Číslo je průměr základny v mm (E27, E14, E40). Základna G – kolíkové spojení. Číslo udává vzdálenost mezi kolíky (svorkami). Takové lampy jsou připojeny pouze přes napájecí zdroj. T patice se používá k výměně zářivek, měřeno v palcích.

Výhody, nevýhody, vlastnosti

Mezi výhody patří:

• Úspora energie, energetická účinnost, spotřebuje 5x méně energie.
• Životnost je 30-50 tisíc hodin provozu u různých typů.
• Mechanická pevnost.
• Bezpečnost, neobsahují škodlivé látky, žádné silné zahřívání, používané v jakýchkoli lampách, pro zavěšené stropy.
• Široký teplotní rozsah použití, práce až do -60 stupňů pod nulou.
• Rychlý start, okamžitě jasně zazářit.
• Spolehlivost s častým vypínáním a zapínáním.
• Šetrné k životnímu prostředí, lze likvidovat s běžným odpadem.

Mezi nevýhody patří:

• Velké velikosti díky technické stránce zařízení.
• Bojí se přehřátí, snižuje se účinnost a otupují.
• Kvůli zvětšené velikosti se nemusí vejít do žádného lustru.
• Světelný tok je směrový, hůře svítí do stran a zezadu.
• Náklady jsou vyšší než u jiných typů lamp, cena se každým rokem snižuje.

Zvláštnosti

LED lampy se skládají z desky s LED diodami, základny, pouzdra, napájecího zdroje a matné žárovky. Proud se okamžitě přemění na světlo a obchází ohřívací stupeň, jako u žárovek. Tepelné ztráty jsou minimální, LED jsou ekonomické a bezpečné.

LED diody byly vynalezeny již v 70. letech, ale používaly se pouze v přístrojích, indikátorech a obrazovkách. Vysoce svítivé modré LED byly vyrobeny v roce 1993, bílé v roce 1996. Moderní LED mají světelný výkon až 170 lm/W.

Konstrukce 220V LED žárovky je mnohem složitější než u podobné žárovky. Ve snaze zachovat obvyklý hruškovitý tvar museli inženýři tvrdě pracovat. A jak se ukázalo, ne nadarmo! Nová osvětlovací zařízení se prakticky nezahřívají, spotřebovávají malé množství elektřiny a jsou mnohem méně křehké. Co je ale na LED lampě zvláštní a jaká je složitost jejích obvodů? Pojďme na to přijít.

Strukturální diagram

Konstrukčně se 220V LED lampa skládá ze tří hlavních částí: pouzdra, elektronické části a chladicího systému. Síťové napětí je přiváděno přes základnu do budiče, kde je převedeno na stejnosměrný signál nezbytný pro rozsvícení LED diod. Světlo z emitujících diod má široký úhel rozptylu, a proto nevyžaduje instalaci dalších čoček. Stačí difuzér. Během provozu se části ovladače a LED zahřívají. Proto je třeba odvod tepla pečlivě zvážit při návrhu svítidla. Tělesná část LED svítilny obsahuje základnu, plastovou skořepinu, uvnitř které je umístěn driver, a průsvitný kryt v podobě polokoule, který zároveň slouží jako difuzor světla. U drahých modelů lamp zabírá většinu těla žebrovaný radiátor vyrobený z hliníku nebo speciálního teplovodivého plastu. U žárovek rozpočtové třídy radiátor buď zcela chybí, nebo je umístěn uvnitř, a po obvodu těla jsou vytvořeny otvory. Levné čínské produkty s výkonem až 7 W mají pevné tělo, bez jakéhokoliv odvodu tepla.

U značkových LED svítidel na 220V je k radiátoru připevněna deska plošných spojů s SMD LED pomocí teplovodivé pasty pro efektivní odvod tepla. U levných čínských modelů se tato deska buď jednoduše zasune do drážek pouzdra, nebo se připevní samořeznými šrouby ke kovové desce pro chlazení krystalů. Účinnost takového chlazení je extrémně nízká, protože deska má malou plochu a čínští výrobci zpravidla zapomínají aplikovat tepelnou pastu.
Záření vychází přes difuzér, obvykle vyrobený z matného plastu. A v levných 220V LED lampách takové pouzdro stále spolehlivě skrývá nedostatky čínské sestavy před zvědavýma očima spotřebitele. Difuzor se k základně připevňuje buď tmelem nebo závitovým spojem.

Elektrické schéma

Co se týče elektrické části, existuje také mnoho rozdílů mezi 220V LED svítidly různých cenových kategorií. To si můžete ověřit ihned po demontáži difuzoru. Stačí zvážit kvalitu pájení SMD prvků a spojovacích vodičů.

Levná čínská lampa 220V

Žárovky v ceně 2-3 dolary nemají na desce s LED diodami žádnou symetrii, což indikuje ruční pájení a vodiče byly vybrány s co nejmenším průřezem. Místo spolehlivého budiče obsahují jednoduchý beztransformátorový napájecí obvod s kondenzátory a usměrňovačem. Síťové napětí je nejprve sníženo nepolárním kovovým filmovým kondenzátorem, usměrněno a poté vyhlazeno a zvýšeno na požadovanou úroveň. Zatěžovací proud je omezen klasickým SMD rezistorem, který je umístěn na desce plošných spojů s LED diodami.
Při diagnostice a opravách LED lamp tohoto typu je důležité dodržovat bezpečnostní opatření, protože všechny prvky elektrického obvodu jsou potenciálně pod vysokým napětím. Neopatrným dotykem prstu na živou část obvodu můžete dostat elektrický šok a vyklouznutá sonda multimetru může zkratovat vodiče s nepříjemnými následky.

Značková LED lampa

Značkové LED produkty se vyznačují nejen příjemným vzhledem, ale také kvalitou základny prvků. Ovladač samotný má složitější strukturu a často se montuje jedním ze dvou způsobů. První zahrnuje přítomnost pulzního transformátoru, pulzního měniče napětí s následnou stabilizací zatěžovacího proudu.

Ve druhém případě se obejdou bez transformátoru a hlavní funkční zatížení připadá na speciální mikroobvod - srdce řidiče. Jeho univerzálnost spočívá v tom, že stabilizuje vstupní napětí, udržuje výstupní proud na dané frekvenci (PFM) nebo šířce pulzu (PWM), umožňuje stmívání a má systém negativní zpětné vazby. Příkladem může být CPC9909.
LED diody v 220V lampě s proudovým budičem jsou spolehlivě chráněny před napěťovými rázy a rušením sítě, proud jimi odpovídá jmenovité hodnotě a radiátor poskytuje vysoce kvalitní odvod tepla. Takové žárovky vydrží mnohem déle než jejich levné čínské protějšky, čímž v praxi dokazují výhodu LED.

Přečtěte si také

Ještě před několika lety byly LED lampy velmi drahé, a proto se používaly velmi zřídka. S rozvojem technologie se ceny snížily a parametry lamp se zlepšily. A dnes si mnoho lidí chce vybrat LED lampu, ale jsou ztraceni v široké škále modelů a cenovém rozpětí lamp se stejným světelným výkonem. Jaký je rozdíl a na čem závisí - v článku.

Výběr podle technických parametrů

Při výběru LED lampy pro byt nebo dům musíte začít s technickými vlastnostmi. Byly to žárovky, které měly pouze výkon a také velikost základny.

LED lampy jsou vážnější zařízení, ve kterém je kromě krystalu, který vyzařuje světlo, vestavěn také měnič napětí - budič, který transformuje střídavé síťové napětí na stejnosměrný proud 12 voltů. Takže pro správnou volbu se budete muset seznámit s některými technickými nuancemi.

Výkon a světelný tok

Výkon se měří ve wattech. V ruštině zkráceně „W“, v angličtině je označena písmenem W. Právě tato hodnota se tradičně používá k určení světelné účinnosti žárovek. A tak to pokračuje, ačkoli moderní osvětlovací zařízení mají mnohonásobně nižší hodnocení a produkují stejné množství světla. To je to, na co se podíváme.

V současné fázi vývoje technologií jsou LED žárovky považovány za nejekonomičtější: při minimální spotřebě elektřiny produkují větší množství světla. Pokud je porovnáme s žárovkami, jsou téměř 10krát účinnější. To znamená, že tam, kde bývala 100W lampa Ilyich, musíte nainstalovat 9-10W LED lampu. Dobrý způsob, jak výrazně snížit účty za elektřinu. Pro snazší výběr LED lampy podle výkonu je zde tabulka odpovídající výkonu různých typů světelných zdrojů.

Dnes jsou v obchodech různé typy svítidel - žárovkové, halogenové, energeticky úsporné, LED. Všechny mají různou účinnost. A pokud nemáte po ruce korespondenční stůl, můžete se zaměřit na světelný tok vytvářený lampou. Jako základ můžete vzít stejné žárovky - jsme na ně zvyklí, používáme je dlouho a máme dobrou představu o tom, kolik světla vydá například 100W žárovka. Takže tato lampa produkuje asi 1200 lm. Když si toto číslo zapamatujete, můžete si více či méně přesně představit, jaký světelný tok uvažovaná lampa produkuje, protože většina balení obsahuje Lumy, které zobrazují množství světla, které daný zdroj vyzařuje.

Teplota barev

Určitě jste si všimli, že světlo z umělých zdrojů má různé barvy. Toto je barevná teplota světla. LED diody mají extrémně široký rozsah vyzařování - mohou být barevné - zelené, červené, modré nebo produkovat fialové světlo. Tato funkce se používá, pokud je potřeba barevné osvětlení.

Při výběru LED svítidel pro osvětlení domu nebo bytu se uvažuje pouze o malé části spektra. Ale i zde je velký výběr. LED diody vytvářejí mnoho odstínů světla – od světla produkovaného jasným poledním sluncem až po tlumený nažloutlý nebo lehce načervenalý odstín slunce při západu nebo svítání.

Vyplatí se vybrat LED lampu na základě teploty barev na základě účelu místnosti. Pro stropní osvětlení v ložnici má smysl zvolit teplou bílou barvu s nažloutlým, nebo ještě lépe načervenalým nádechem. Podporuje relaxaci více než ostatní.

Lampy na čtení - svícny nebo stolní lampy - by měly být zároveň vybaveny lampami s neutrálním bílým světlem. Doporučujeme je používat ve všech ostatních místnostech. Navzdory skutečnosti, že nažloutlé světlo je nám známější, s neutrální bílou se budete cítit lépe - lépe se čte, vaše oči se méně unaví. Jsou to subjektivní pocity založené na osobní zkušenosti.

Barevné podání

Když máme lampy se stejnou barevnou teplotou, můžeme získat různé barevné vjemy. To závisí na přesnosti barevného podání, které je charakterizováno indexem podání barev (koeficientem). Označuje se latinskými písmeny CRI (Color Rendering Index), za nimiž následují čísla od 0 do 100. Někdy se označuje jako Ra.

Nejvyšší hodnota je 100. Světelný zdroj s tímto koeficientem podání barev vůbec nezkresluje barvy, ale náklady na takovou lampu budou velmi vysoké. Pro domácí osvětlení se za normální považují lampy s CRI 80 nebo vyšším. Právě v tomto sortimentu byste měli hledat LED svítidla pro domácí osvětlení. A opět budete muset vybrat v závislosti na účelu lampy. Například při nasvícení obrazů je vhodné použít lampy s indexem podání barev 100 nebo tak nějak, protože nebudou zkreslovat barvy. Pro jiné prostory je možné s nižšími hodnotami.

Úhel rozptylu

Charakteristickým rysem LED je to, že svítí přímo před vámi. Velmi malé množství světelných vln je vychylováno do stran. To znamená, že samotný krystal produkuje úzce směrovaný paprsek světla. Ale LED lampa obsahuje určité množství těchto krystalů. Úhel rozptylu světla závisí na tom, jak jsou umístěny. To vám umožní vytvořit jak velmi úzký proud světla, tak velmi široký. Úhel rozptylu LED žárovek může být od 30° do 360°.

Je také nutné zvolit úhel rozptylu LED lampy na základě účelu lampy. Pokud se jedná o lampu obecného osvětlení umístěnou na stropě, měl by být úhel rozptylu brán od 90° nebo více - až do 180 stupňů. Pokud se jedná o lampu na čtení nebo pro osvětlení malé plochy (například pro osvětlení obrazů), měli byste zvolit úžeji zaměřený paprsek.

V dekorativních lampách se štěrbinami se vyplatí nainstalovat lampu s úhlem rozptylu 360 ° nebo nainstalovat úzce nasměrované. Můžete získat velmi zajímavý efekt.

Příklady použití LED žárovek s různými úhly paprsku

Pokud jste dosud nebyli schopni vytvořit podobnou hru stínů, nyní víte, že musíte vybrat tu správnou LED lampu.

Typ základny a přítomnost radiátoru

Základnu lze vybrat jednoduše: aby ladila se stávající lampou. Průmysl vyrábí LED žárovky se standardními paticemi pro výměnu žárovek (E14, E 27, E40), existují možnosti pro výměnu halogenových žárovek (G4, GU5.3, GU10). Existují LED lampy, které jsou zabudovány do nábytku pro osvětlení skříní a skříní. Mají základnu typu GX53.

Jednou z nevýhod LED je, že se zahřívají a při výrazném zvýšení teploty ztrácejí svítivost. Pokud se příliš přehřejí, mohou dokonce selhat. Existují dvě provedení LED svítidel - ve formě obvyklé žárovky a bez ní - tzv. kukuřičná lampa. Pro lepší odvod tepla z krystalů jsou radiátory obvykle instalovány v žárovkách. V kukuřici dochází díky absenci baňky k odvodu tepla efektivně a bez radiátoru.

Existuje několik typů radiátorů pro LED lampy s žárovkami:

• Žebrovaný hliník. Dobře si poradí s odvodem tepla díky žebrování, které zvětšuje plochu pro přenos tepla. Ale hliník vede proud dobře, aby se chránil před nebezpečným kontaktem, povrch radiátoru je obvykle pokryt barvou nebo lakem.

  

• Hladký hliník. Obvykle se jedná o tenkou vrstvu hliníku. Odvod tepla je obvykle horší;

  

• Keramický. Nejúčinnější způsob, jak odstranit teplo, ale takové LED lampy jsou nejdražší. Keramika nevede proud, proto se LED diody často montují přímo na radiátor, což podporuje efektivnější chlazení.

  

• Kompozitní. Jedná se o hliníkový radiátor, na kterém je nanesena vrstva teplovodivého plastu. Tento typ radiátoru je rozšířený, protože má nízkou cenu, dobrý odvod tepla a bezpečnost. V souladu s tím jsou LED lampy s kompozitními radiátory ve středním nebo nízkém cenovém segmentu.

  

  Kompozitní - střední a nízké cenové rozpětí

• Plast. Je použit speciální plast, který dobře vede teplo. Jedná se o nejlevnější možnost pro radiátory pro LED lampy, která má průměrnou účinnost. Pro zlepšení odvodu tepla mohou být otvory.

Neměli byste si vybrat levnou LED lampu a doufat, že má nainstalovaný keramický radiátor. Děsivé jsou ale i plastové chladiče. Mají více než slušnou životnost a vynaložené peníze na nákup se jim mnohonásobně vrátí.

Lampy s keramickými nebo vlnitými hliníkovými radiátory by měly být instalovány v místech, kde je kritický odvod tepla. Například u vestavných svítidel, u kterých je nejžhavější zadní část svítidla na úrovni podhledu nebo nábytkové desky/dřevo/vláknité desky. Zde může silné zahřátí vést ke změnám struktury a barvy materiálu, což zjevně není dobré. V méně kritických situacích fungují normálně i plastové a kompozitní radiátory - LED žárovky se stále zahřívají několikrát méně než žárovky.

Životnost a záruční doba

Jedním z nejdůležitějších parametrů pro spotřebitele je pracovní zdroj. Udává se v hodinách a ukazuje, jak dlouho zůstává LED lampa v provozu (za normálních provozních podmínek). Průměrná „životnost“ moderních LED lamp je asi 30 000 hodin, což odpovídá 10 letům, maximum je asi 50-60 tisíc, což je asi 15-18 let. Technologie LED se však aktivně vyvíjí a s největší pravděpodobností se v blízké budoucnosti objeví LED lampy s životností 100 000 hodin nebo ještě více.

Nedělejte si ale příliš iluze. Životnost je doba, po kterou je krystal schopen vyzařovat světlo. Bohužel existuje něco jako vyhoření LED. V důsledku tohoto jevu ztrácejí svůj jas. Rychlost těchto změn závisí na provozních podmínkách – čím méně se LED přehřívá a čím méně je vystavena nízkým teplotám, tím déle je zachován původní jas. Jak víte, jak dlouho lampa vydrží bez ztráty jasu? Podle záruční doby. Toto číslo reálněji odráží stav věcí, protože v případě problémů se zařízení jednoduše vymění za nové. Zde mají výrobci naopak tendenci číslo mírně podhodnocovat, aby záručních případů bylo co nejméně.

Stmívání

Jas osvětlení v místnosti můžete měnit dvěma způsoby – zvýšením nebo snížením počtu zapnutých svítidel popř. Druhý způsob je pohodlnější, protože umožňuje přesné „vyladění“ osvětlení podle vašich požadavků plynulou změnou jasu záře otáčením knoflíku.

Pokud však potřebujete vybrat LED lampu pro síť se stmívačem, technické specifikace by měly udávat, že je stmívatelná. Ten obvyklý bude svítit v plné síle, ale při určité poloze stmívače prostě začne blikat.

Kromě toho, že lampa musí být stmívatelná, je potřeba se podívat na hranici stmívání. Některé mají minimální limit stmívání 5 %, jiné 20 %.

Hodnocení výrobců

Výběr LED svítidla na základě technických parametrů není vše. Ještě se budete muset rozhodnout pro výrobce. Vzhledem k tomu, že LED lampy nejsou tak levné, chci ušetřit a koupit levnější. Jsou to zpravidla čínská osvětlovací zařízení a nejsou alespoň normální kvality. Jejich charakteristickým znakem je špatné balení, chybějící záruční doba nebo nějaká existuje, ale je velmi krátká. Jsou sestaveny převážně z nejlevnějších dílů v důsledku toho koeficient podání barev (reálný, nepsaný) nesmí přesáhnout 60 kvůli nekvalitním dílům v měniči lampy, bliká. Je těžké mluvit o životnosti takových produktů - záleží na vašem štěstí. Obecně platí, že bez ohledu na to, jak moc chcete ušetřit, je lepší zvolit LED lampu z produktů běžných výrobců.

Nejvyšší kvalita

Evropské společnosti Philips a Osram vyrábějí velmi dobré produkty. Jejich kanceláře se nacházejí v Evropě, ale jejich továrny se nacházejí hlavně v Číně. Přesto vyrábí LED svítidla velmi dobré kvality. Obraz musí být zachován, takže kvalita je přísně kontrolována. To je pravda, ale jejich ceny jsou vysoké. LED lampy Philips stojí od 800 do 1800 rublů za kus, Osram má rozpočtové linie s cenou asi 100 rublů, existuje prémiová řada s cenou 2700 rublů a střední rozsah od 400 do 800 rublů.

Běžná kvalita za nízkou cenu

Nejlepší kombinaci ceny a kvality najdete ve střední cenové kategorii. Jsou zde ruští výrobci, čínští a zastoupeny jsou i některé další asijské země. Produkty těchto společností mají převážně dobré hodnocení produktů. Uvedené údaje se také shodují s realitou:

Existuje mnoho dalších společností, ale recenze na produkty těchto společností jsou často negativní. Pokud si chcete vybrat kvalitní LED lampu za rozumné peníze, podívejte se blíže na výše zmíněné značky.