Schéma LED lampy: konštrukcia najjednoduchších driverov

LED svetelné zdroje rýchlo získavajú popularitu a vytláčajú nehospodárne žiarovky s vláknom a nebezpečné fluorescenčné alternatívy. Efektívne spotrebúvajú energiu, dlho vydržia a niektoré z nich po poruche je možné opraviť.

Aby ste správne vykonali výmenu alebo opravu poškodeného prvku, budete potrebovať schému LED žiarovky a znalosť konštrukčných vlastností. Tieto informácie sme podrobne preskúmali v našom článku, pričom sme venovali pozornosť druhom žiaroviek a ich konštrukcii. Tiež sme uviedli stručný prehľad konštrukcie najobľúbenejších LED modelov od známych výrobcov.

Ako je konštruovaná LED žiarovka?

Podrobné oboznámenie sa s konštrukciou LED svietidla môže byť potrebné iba v jednom prípade – ak je potrebné opraviť alebo vylepšiť svetelný zdroj.

Domáci majstri, ktorí majú k dispozícii súpravu súčiastok, môžu samostatne zostaviť žiarovku z LED, ale pre začiatočníka je to nad sily.

Vzhľadom na to, že zariadenia s LED sa stali základom osvetľovacích systémov moderných bytov, schopnosť orientovať sa v konštrukcii žiaroviek a opravovať ich môže ušetriť značnú časť rodinného rozpočtu.

Na druhej strane, po preštudovaní schémy a so základnými zručnosťami v práci s elektronikou, aj začiatočník dokáže rozobrať žiarovku, vymeniť poškodené diely a obnoviť funkčnosť zariadenia. Ak sa chcete oboznámiť s podrobnými pokynmi na identifikáciu poruchy a samostatnú opravu LED žiarovky, prejdite, prosím, na tento odkaz.

Má zmysel oprava LED žiarovky? Určite. Na rozdiel od alternatív s vláknom za 0,1 € za kus, LED zariadenia stoja veľa.

Predpokladajme, že „hruška“ GAUSS stojí približne 0,8 € a kvalitnejšia alternatíva OSRAM stojí 1,2 €. Výmena kondenzátora, rezistora alebo diódy bude lacnejšia a životnosť žiarovky možno včasnou výmenou predĺžiť.

Existuje mnoho modifikácií LED žiaroviek: sviečky, hrušky, gule, reflektory, kapsuly, pásy atď. Líšia sa tvarom, veľkosťou a konštrukciou. Aby sme názorne videli rozdiel oproti žiarovke, pozrime sa na bežný model v tvare hrušky.

Namiesto sklenenej banky – matný difúzor, vlákno nahradili „dlhoveké“ diódy na doske, prebytočné teplo odvádza radiátor a stabilitu napätia zabezpečuje driver.

Ak odhliadneme od bežného tvaru, všimneme si len jeden známy prvok – päticu. Rad veľkostí pätíc zostal rovnaký, preto pasujú do tradičných objímok a nevyžadujú výmenu elektrického systému. Tým sa však podobnosť končí: vnútorné usporiadanie LED zariadení je oveľa zložitejšie ako u žiaroviek.

LED žiarovky nie sú určené na priamu prevádzku zo siete 220 V, preto je vo vnútri zariadenia driver, ktorý je zároveň napájacím a riadiacim blokom. Pozostáva z mnohých malých prvkov, ktorých hlavnou úlohou je usmerniť prúd a znížiť napätie.

Druhy schém a ich zvláštnosti

Na vytvorenie optimálneho napätia pre prácu zariadenia s diódami sa driver zostavuje na základe schémy s kondenzátorom alebo znižovacím transformátorom. Prvý variant je lacnejší, druhý sa používa na vybavenie výkonných žiaroviek.

Existuje aj tretí druh – invertorové schémy, ktoré sa realizujú buď na montáž stmievateľných žiaroviek, alebo pre zariadenia s veľkým počtom diód.

Variant #1 – s kondenzátormi na zníženie napätia

Pozrime sa na príklad s kondenzátorom, pretože takéto schémy sú bežné v domácich žiarovkách.

Základná schéma drivera LED žiarovky. Hlavnými prvkami znižujúcimi napätie sú kondenzátory (C2, C3), ale rovnakú funkciu plní aj rezistor R1.

Kondenzátor C1 chráni pred rušením elektrickej siete a C4 vyhladzuje pulzácie. V okamihu prívodu prúdu dva rezistory – R2 a R3 – ho obmedzujú a zároveň chránia pred skratom, a prvok VD1 premieňa striedavé napätie.

Keď sa prívod prúdu zastaví, kondenzátor sa vybíja pomocou rezistora R4. Mimochodom, R2, R3 a R4 nepoužívajú zďaleka všetci výrobcovia LED produktov.

Na kontrolu kondenzátora sa pomerne často používa multimeter.

Nevýhody schémy s kondenzátormi:

1. Možné prepálenie diód, pretože stabilita prívodu prúdu nie je zabezpečená. Napätie na záťaži úplne závisí od napájacieho napätia.
2. Chýba galvanické oddelenie, preto existuje riziko úrazu elektrickým prúdom. Počas demontáže žiaroviek sa neodporúča dotýkať sa prvkov pod prúdom, pretože sú pod fázou.
3. Prakticky nie je možné dosiahnuť vysoké svetelné prúdy, pretože by to vyžadovalo zvýšenie kapacít kondenzátorov.

Avšak výhod je tiež neúrekom, práve vďaka nim kondenzátory zostávajú populárne. Výhodami sú jednoduchosť montáže, široký rozsah napätí na výstupe a nízka cena.

Môžete smelo experimentovať s vlastnou výrobou, tým skôr, že časť súčiastok nájdete v starých prijímačoch alebo televízoroch.

Variant #2 – s impulzným budičom

Na rozdiel od lineárneho drivera s kondenzátorom, impulzný efektívne chráni LED diódy pred výkyvmi napätia a rušením v sieti.

Príkladom impulzného zariadenia je populárny elektronický model CPC9909. Pozrime sa podrobnejšie na jeho vlastnosti. Účinnosť jeho použitia dosahuje 98 % — hodnoty, pri ktorej možno skutočne hovoriť o úspore energie a ekonomike.

Integrovaný obvod CPC9909, vyvinutý spoločnosťou Clare, sa často používa na vlastnú montáž LED svietidiel, vrátane tých so zvýšeným výkonom. Ovládač je uzavretý v kompaktnom plastovom puzdre.

Napájanie zariadenia môže prebiehať priamo z vysokého napätia – až do 550 V, pretože driver je vybavený vstavaným stabilizátorom. Vďaka tomuto stabilizátoru sa schéma zjednodušila a cena sa znížila.

Schéma LED drivera na báze integrovaného obvodu CPC9909. Výhody schémy: možnosť prevádzky v teplotnom rozsahu od -55 °C do +85 °C a napájanie striedavým napätím.

Integrovaný obvod sa úspešne používa na vývoj elektrických sietí núdzového a záložného osvetlenia, pretože je vhodný pre schémy zvyšujúcich meničov.

V domácich podmienkach sa na báze CPC9909 najčastejšie montujú svietidlá napájané z batérií alebo drivery s výkonom nepresahujúcim 25 V.

Variant #3 – so stmievateľným budičom

Regulácia jasu svietenia osvetľovacích zariadení umožňuje nastaviť v miestnosti požadovanú úroveň osvetlenia. Je to užitočné pri vytváraní jednotlivých zón, znižovaní jasu svetla počas dňa alebo na zvýraznenie interiérových predmetov.

Pomocou stmievača sa využitie elektrickej energie stáva racionálnejším a životnosť elektrického zariadenia sa zvyšuje.

Ukážka svietidla v retro štýle so stmievačom. Svojím vzhľadom stolové osvetľovacie zariadenie pripomína petrolejovú lampu a na boku má ovládaciu rukoväť jasu svietenia.

Existujú dva druhy stmievateľných driverov, pričom každý má svoje výhody. Prvé pracujú s PWM riadením.

Inštalujú sa medzi lampou a napájacím zdrojom. Energia sa dodáva vo forme impulzov rôznej dĺžky. Príklad použitia ovládača s PWM reguláciou – bežiaci text.

Testovanie stmievateľného ovládača s výkonom 40 W. Je určený pre kancelárske svietidlá, ako aj zariadenia pre autoparkoviská a verejné budovy, kde je potrebný režim úspory elektrickej energie.

Stmievateľné ovládače druhého typu pôsobia priamo na napájací zdroj a používajú sa pre zariadenia so stabilizovaným prúdom.

Pri regulácii prúdu môže dôjsť k zmene odtieňa svietenia: biele diódy pri znížení prúdu začnú vyžarovať mierne žlté svetlo a pri zvýšení – modré.

Stručný prehľad a testovanie populárnych LED žiaroviek

Aj keď sú princípy konštrukcie schém ovládačov rôznych svetelných zariadení podobné, medzi nimi sú rozdiely ako v postupnosti pripájania prvkov, tak aj v ich výbere.

Pozrime sa na schémy 4 žiaroviek, ktoré sú voľne dostupné. V prípade záujmu ich je možné opraviť svojpomocne.

Ak máte skúsenosti s prácou s ovládačmi, môžete nahradiť prvky schémy, prepájkovať ju, mierne vylepšiť.

Avšak starostlivá práca a úsilie pri hľadaní prvkov nie sú vždy opodstatnené – jednoduchšie je kúpiť nové svetelné zariadenie.

Variant #1 – LED žiarovka BBK P653F

Značka BBK má dve veľmi podobné modifikácie: žiarovka P653F sa líši od modelu P654F len konštrukciou vyžarovacieho uzla. V súlade s tým je schéma ovládača a konštrukcia zariadenia ako celku u druhého modelu postavená na princípoch zariadenia prvého.

Doska má kompaktné rozmery a premyslené usporiadanie prvkov, na upevnenie ktorých sú použité obe roviny. Prítomnosť pulzácií sa vysvetľuje absenciou filtračného kondenzátora, ktorý by mal byť na výstupe.

V konštrukcii možno ľahko objaviť nedostatky. Napríklad miesto inštalácie ovládača: čiastočne v radiátore, pri absencii izolácie, čiastočne v pätke. Zostava na čipe SM7525 poskytuje na výstupe 49,3 V.

Variant #2 – LED žiarovka Ecola 7w

Radiátor je vyrobený z hliníka, pätka je z tepelne odolného polyméru sivej farby. Na doske plošného spoja hrúbky pol milimetra je upevnených 14 diód zapojených sériovo.

Medzi radiátorom a doskou je vrstva teplovodivej pasty. Pätka je upevnená samoreznými skrutkami.

Schéma regulátora je jednoduchá, realizovaná na kompaktnej doske. LED diódy zahrievajú základnú dosku na +55 °C. Pulzovanie prakticky neexistuje, rádiové rušenie je tiež vylúčené.

Doska je úplne umiestnená vnútri pätky a pripojená skrátenými vodičmi. Vznik skratov nie je možný, pretože okolo je plast – izolačný materiál. Výsledok na výstupe regulátora je 81 V.

Variant #3 – rozoberateľná žiarovka Ecola 6w GU5,3

Vďaka rozoberateľnej konštrukcii je možné samostatne vykonávať opravu alebo vylepšovať driver prístroja.

Avšak dojem kazí nevábny vzhľad a konštrukcia prístroja. Objemný radiátor zvyšuje hmotnosť, preto sa pri upevnení lampy do objímky odporúča dodatočné upevnenie.

Doska má kompaktné rozmery a premyslené usporiadanie prvkov, na upevnenie ktorých sú použité obe roviny. Prítomnosť pulzácií sa vysvetľuje absenciou filtračného kondenzátora, ktorý by mal byť na výstupe.

Nevýhodou schémy je prítomnosť viditeľných pulzácií svetelného toku a vysoká miera rádiového rušenia, čo sa určite prejaví na životnosti. Základom regulátora je integrovaný obvod BP3122, hodnota na výstupe je 9,6 V.

Viac informácií o LED žiarovkách značky Ecola sme rozobrali v inom našom článku.

Variant #4 – žiarovka Jazzway 7,5w GU10

Vonkajšie prvky lampy sa dajú ľahko oddeliť, preto sa k regulátoru dá dostať pomerne rýchlo odskrutkovaním dvoch párov samorezných skrutiek. Ochranné sklo je upevnené na západkách. Na doske je upevnených 17 diód so sériovým zapojením.

Avšak samotný regulátor, ktorý sa nachádza v pätke, je bohato zaliaty kompaundom, a vodiče sú zalisované do svoriek. Aby sa uvoľnili, treba použiť vrták alebo aplikovať rozpájkovanie.

Nevýhoda schémy je v tom, že funkciu obmedzovača prúdu plní obyčajný kondenzátor. Pri zapnutí lampy vznikajú prúdové nárazy, ktorých dôsledkom je buď prepálenie LED diód, alebo zlyhanie LED mostíka.

Rádiové rušenie nie je pozorované – a to vďaka absencii impulzného regulátora, ale na frekvencii 100 Hz sú pozorovateľné citeľné pulzovanie svetla, dosahujúce až 80% z maximálnej hodnoty.

Výsledok práce regulátora – 100 V na výstupe, ale podľa celkového hodnotenia lampa patrí skôr k slabým prístrojom. Jej cena je zjavne nadhodnotená a prirovnaná k cene značiek, ktoré sa vyznačujú stabilnou kvalitou výrobkov.

Ostatné vlastnosti a charakteristiky lámp tohto výrobcu sme uviedli v nasledujúcom článku.

Závery a užitočné video k téme

Ako sú usporiadané ovládače pre LED diódy, aké sú ich vlastnosti a funkcie, sa môžete dozvedieť z nižšie uvedených videí.

Rozbor schémy LED-lampy MR-16:

Schéma ovládača pre vlastnú montáž lámp s výkonom do 15 W:

Ako vyzerá a funguje ovládač FT833A:

Svojpomocný výrobok z dostupných prvkov:

V súčasnosti je možné na komerčných internetových platformách zakúpiť súpravy a jednotlivé prvky na montáž osvetľovacích zariadení rôzneho výkonu.

V prípade záujmu je možné opraviť poškodenú LED-lampu alebo vylepšiť novú, aby ste dosiahli lepší výsledok. Pri nákupe odporúčame dôkladne kontrolovať vlastnosti a zhodu dielov.

Zostali vám otázky po prečítaní uvedeného materiálu? Alebo chcete pridať cenné informácie a ďalšie schémy žiaroviek na základe vlastných skúseností s opravou LED lámp? Napíšte svoje odporúčania, pridajte fotografie a schémy, položte otázky v bloku komentárov nižšie.