LED-lambi skeem: lihtsaimate draiverite ehitus

LED-valgusallikad võidavad kiiresti populaarsust ja tõrjuvad välja ebaökonoomsed hõõglambid ning ohtlikud luminofoorlambid. Need kasutavad energiat tõhusalt, kestavad kaua ja mõnda neist saab pärast riket remontida.

Purunenud elemendi asendamiseks või parandamiseks on vaja LED-lambi skeemi ja teadmisi konstruktsiooniomadustest. Seda teavet käsitlesime me oma artiklis üksikasjalikult, pöörates tähelepanu lampide sortidele ja nende ehitusele. Samuti andsime lühikese ülevaate tuntud tootjate populaarsemate LED-mudelite ehitusest.

Kuidas on LED-lamp ehitatud?

LED-valgusti konstruktsiooniga tihedat tutvumist võib vaja minna ainult ühel juhul – kui on vaja valgusallikat parandada või täiustada.

Kodus meisterdajad, omades käes elementide komplekti, võivad LED-lambi ise kokku panna, kuid algajale pole see jõukohane.

Arvestades, et LED-seadmetest on saanud kaasaegsete korterite valgustussüsteemide alus, võib oskus lampide ehitusest aru saada ja neid parandada säästa olulise osa pere eelarvest.

Küll aga, olles uurinud skeemi ja omades elementaarseid oskusi elektroonikaga töötamiseks, saab ka algaja lambi lahti võtta, purunenud osad välja vahetada, taastades seadme funktsionaalsuse. Tutvumaks üksikasjalike juhistega rikke tuvastamiseks ja LED-lambi ise parandamiseks, palun minge sellele lingile.

Kas LED-lambi remont on mõttekas? Kindlasti. Erinevalt hõõgniidiga analoogidest, mis maksavad 0,10 € tükk, on LED-seadmed kallid.

Oletame, et 'pirn' GAUSS maksab umbes 0,80 € ja kvaliteetsem alternatiiv OSRAM – 1,20 €. Kondensaatori, takisti või dioodi vahetamine tuleb odavam ja lambi eluiga saab õigeaegse vahetusega pikendada.

LED-lampide modifikatsioone on palju: küünlad, pirnid, kerad, prožektorid, kapslid, ribad jne. Need erinevad kuju, suuruse ja konstruktsiooni poolest. Et erinevust hõõglambist selgelt näha, vaatame levinumat pirnikujulist mudelit.

Klaaskolvi asemel on matt hajuti, hõõgniidi asendavad "kauakestvad" dioodid plaadil, liigne soojus eemaldatakse radiaatoriga ning pinge stabiilsuse tagab draiver.

Kui jätta kõrvale tavapärane kuju, võib märgata ainult üht tuttavat elementi – sokli. Soklite mõõdud on jäänud samaks, seega need sobivad traditsioonilistesse padrunidesse ega vaja elektrisüsteemi vahetust. Kuid sarnasus lõpeb sellega: LED-seadmete sisemine ehitus on palju keerulisem kui hõõglampidel.

LED-lambid ei ole ette nähtud töötama otse 220 V võrgust, seetõttu on seadme sees draiver, mis on ühtlasi toite- ja juhtplokk. See koosneb paljudest väikestest elementidest, mille peamine ülesanne on alaldiada voolu ja alandada pinget.

Skeemide sordid ja nende eripärad

Et luua dioodidel töötava seadme jaoks optimaalne pinge, draiver koostatakse kondensaatoriga või alandava trafoga skeemi alusel. Esimene variant on odavam, teist kasutatakse võimsate lampide varustamiseks.

On olemas ka kolmas liik – inverteriga skeemid, mida rakendatakse kas dimmitavate lampide või suure arvu dioodidega seadmete jaoks.

Variant nr 1 – kondensaatoritega pinge vähendamiseks

Vaatame näidet kondensaatori kasutamisega, sest taolised skeemid on kodulampides tavalised.

LED-lambi draiveri elementaarne skeem. Peamised pinget alandavad elemendid on kondensaatorid (C2, C3), kuid sama funktsiooni täidab ka takisti R1.

Kondensaator C1 kaitseb elektrivõrgu häirete eest, ja C4 silub pulsatsioone. Voolu andmise hetkel piiravad seda kaks takistit – R2 ja R3 – ning kaitsevad samaaegselt lühise eest, ja element VD1 muudab vahelduvpinge.

Kui voolu andmine lakkab, tühjeneb kondensaator takisti R4 abil. Muide, R2, R3 ja R4 ei kasuta kaugeltki kõik LED-toodete tootjad.

Kondensaatori kontrollimiseks kasutatakse üsna sageli multimeetrit.

Kondensaatoriga skeemi miinused:

1. Dioodid võivad läbi põleda, kuna vooluandmise stabiilsus puudub. Koormuse pinge sõltub täielikult toitepingest.
2. Galvaaniline lahtisidestus puudub, mistõttu on elektrilöögi oht. Lampide lahtivõtmise ajal ei soovitata puudutada voolu juhtivaid elemente, kuna need on faasipingestatud.
3. Praktiliselt on võimatu saavutada kõrgeid hõõgusvoolusid, sest selleks on vaja kondensaatorite mahtuvuse suurendamist.

Kuid eeliseid on samuti palju, just tänu neile on kondensaatorid jätkuvalt populaarsed. Plussideks on lihtne kokkupanek, lai väljundpinge vahemik ja madal hind.

Võib julgelt katsetada iseseisva valmistamisega, seda enam, et osa detaile leiab vanadest vastuvõtjatest või televiisoritest.

Variant nr 2 – impulssdraiveriga

Erinevalt lineaarsest kondensaatoriga draiverist kaitseb impulssdraiver tõhusalt LED-e pingekõikumiste ja võrguhäirete eest.

Impulssseadme näiteks on populaarne elektrooniline mudel CPC9909. Vaatame selle omadusi lähemalt. Selle kasutamise efektiivsus ulatub 98% – näitajani, mille puhul saab tõesti rääkida energia säästmisest ja kokkuhoiust.

Ettevõtte Clare poolt välja töötatud mikroskeemi CPC9909 kasutatakse sageli LED-valgustite iseseisvaks kokkupanekuks, sealhulgas ka suurema võimsusega valgustite jaoks. Kontroller on suletud kompaktsesse plastikkorpusesse.

Seadme toide võib pärineda otse kõrgepingest – kuni 550 V, kuna draiver on varustatud sisseehitatud stabilisaatoriga. Tänu samale stabilisaatorile on skeem muutunud lihtsamaks ja hind – madalamaks.

LED-draiveri skeem mikroskeemi CPC9909 baasil. Skeemi eelised: võimalus töötada temperatuurivahemikus -55°C kuni +85°C ja toiteallikas vahelduvpingevoolust.

Mikroskeemi kasutatakse edukalt avarii- ja reservvalgustuse elektrivõrkude väljatöötamiseks, kuna see sobib tõstepingemuundurite skeemide jaoks.

Kodustes tingimustes pannakse CPC9909 baasil kõige sagedamini kokku patareitoitega valgusteid või draivereid võimsusega, mis ei ületa 25 V.

Variant nr 3 – dimmitava draiveriga

Valgustusseadmete hõõguse heleduse reguleerimine võimaldab ruumis määrata vajaliku valgustustaseme. See on mugav eraldi tsoonide loomisel, valguse heleduse vähendamisel päeva jooksul või sisustusesemete esiletoomisel.

Dimmeri abil muutub elektrienergia kasutamine ratsionaalsemaks ja elektriseadme tööressurss suureneb.

Retro stiilis dimmeriga valgusti näidis. Välimuselt meenutab laualamp petrooleumlampi ja küljel on heleduse juhtnupp.

Dimmitavaid draivereid on kahte tüüpi, millest igaühel on oma eelised. Esimesed töötavad PWM-juhtimisega.

Need paigaldatakse lambi ja toiteploki vahele. Energiat antakse erineva pikkusega impulssidena. Näide PWM-reguleerimisega draiveri kasutamisest – jooksev rida.

40 W võimsusega hämardatava draiveri testimine. See on mõeldud kontorivalgustitele, samuti autoparklate ja ühiskondlike hoonete seadmetele, kus on vaja energiasäästurežiimi.

Teist tüüpi hämardatavad draiverid mõjutavad otseselt toiteallikat ja neid kasutatakse stabiliseeritud vooluga seadmete jaoks.

Voolu reguleerimisel võib helenduse toon muutuda: valged dioodid hakkavad voolu vähenemisel kiirgama kergelt kollast valgust ja voolu suurenemisel sinist.

Populaarsete LED-lampide lühike ülevaade ja testimine

Kuigi erinevate valgustusseadmete draiverite skeemide ülesehituse põhimõtted on sarnased, on nende vahel erinevusi nii elementide ühendamise järjekorras kui ka nende valikus.

Vaatleme 4 lambi skeeme, mida müüakse vabalt. Soovi korral saab neid ise parandada.

Kui on olemas kogemus kontrolleritega töötamiseks, saab skeemi elemente vahetada, seda ümber jootma ja veidi täiustada.

Kuid põhjalik töö ja pingutused elementide otsimisel ei ole alati õigustatud – lihtsam on osta uus valgustusseade.

Variant nr 1 – LED-lamp BBK P653F

BBK kaubamärgil on kaks väga sarnast modifikatsiooni: lamp P653F erineb mudelist P654F ainult kiirgava sõlme konstruktsiooni poolest. Vastavalt sellele on teise mudeli draiveri skeem ja seadme üldine konstruktsioon üles ehitatud esimese seadme põhimõtete järgi.

Plaat on kompaktsete mõõtmetega ja läbimõeldud elementide paigutusega, mille kinnitamiseks on kasutatud mõlemat tasapinda. Pulsatsioonide esinemist seletatakse filtreeriva kondensaatori puudumisega, mis peaks olema väljundis.

Konstruktsioonis on lihtne puudusi märgata. Näiteks kontrolleri paigalduskoht: osaliselt radiaatoris, ilma isolatsioonita, osaliselt soklis. SM7525 kiibil põhinev kokkupanek annab väljundis 49,3 V.

Variant nr 2 – LED-lamp Ecola 7w

Radiaator on valmistatud alumiiniumist, sokkel on halli värvi kuumakindlast polümeerist. Poolmillimeetrise paksusega trükkplaadil on kinnitatud 14 järjestikku ühendatud dioodi.

Radiaatori ja plaadi vahel on kiht soojust juhtivat pastat. Sokkel on kinnitatud isekeermestavate kruvidega.

Kontrolleri skeem on lihtne, teostatud kompaktsel plaadil. Valgusdioodid soojendavad alusplaati kuni +55 °C. Pulsatsioone praktiliselt pole, raadiohäired on samuti välistatud.

Plaat on täielikult paigutatud sokli sisse ja ühendatud lühendatud juhtmetega. Lühiste teke on võimatu, kuna ümberringi on plastmass – isoleermaterjal. Kontrolleri väljundis on tulemus 81 V.

Variant nr 3 – lahtivõetav lamp Ecola 6w GU5,3

Tänu lahtivõetavale konstruktsioonile saab iseseisvalt teha remonti või täiustada seadme draiverit.

Kuid muljet rikub seadme inetu välimus ja konstruktsioon. Mahukas radiaator raskendab kaalu, mistõttu lambi kinnitamisel padrunisse soovitatakse täiendavat fikseerimist.

Plaat on kompaktsete mõõtmetega ja läbimõeldud elementide paigutusega, mille kinnitamiseks on kasutatud mõlemat tasapinda. Pulsatsioonide esinemist seletatakse filtreeriva kondensaatori puudumisega, mis peaks olema väljundis.

Skeemi puuduseks on märgatavate valgusvoo pulsatsioonide olemasolu ja raadiohäirete kõrge aste, mis mõjutab kindlasti kasutusaega. Kontrolleri alus on kiip BP3122, väljundi näitaja on 9,6 V.

Rohkem infot Ecola marki valgusdioodlampide kohta käsitlesime me teises oma artiklis.

Variant nr 4 – lamp Jazzway 7,5w GU10

Lambi väliselemendid eralduvad kergesti, seega saab kontrollerini jõuda piisavalt kiiresti, keerates lahti kaks paari isekeermestavaid kruvisid. Kaitseklaas püsib klõpsude abil. Plaadil on kinnitatud 17 järjestikku ühendatud dioodi.

Kuid kontroller ise, mis asub soklis, on rikkalikult täidetud kompaundiga, ja juhtmed on pressitud klemmidesse. Nende vabastamiseks tuleb kasutada puuri või rakendada lahtijootmist.

Skeemi puudus on selles, et voolupiiraja funktsiooni täidab tavaline kondensaator. Lambi sisselülitamisel tekivad voolu tõusud, mille tulemuseks on kas valgusdioodide läbipõlemine või valgusdioodsilla rike.

Raadiohäireid ei täheldata – ja see kõik tänu impulsskontrolleri puudumisele, kuid sagedusel 100 Hz on tuntavad valguse pulsatsioonid, ulatudes kuni 80% maksimumväärtusest.

Kontrolleri töö tulemus – 100 V väljundis, kuid üldhinnangul kuulub lamp pigem nõrkade seadmete hulka. Selle hind on selgelt ülehinnatud ja võrdsustatud kaubamärkide hinnaga, mis paistavad silma stabiilse tootekvaliteediga.

Me esitasime selle tootja lampide muud omadused ja funktsioonid järgmises artiklis.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kuidas on LED-draiverid üles ehitatud, millised on nende omadused ja funktsioonid, saab teada allpool esitatud videoklippidest.

LED-lambi MR-16 skeemi analüüs:

Draiveri skeem lampide ise kokkupanemiseks võimsusega kuni 15 W:

Kuidas draiver FT833A välja näeb ja toimib:

Omatehtud käepärastest elementidest:

Praegu saab kommertslikelt internetiplatvormidelt osta komplekte ja üksikuid elemente erineva võimsusega valgustusseadmete kokkupanekuks.

Soovi korral saab rikkis LED-lambi parandada või uut täiustada, et saavutada parem tulemus. Ostmisel soovitame hoolikalt kontrollida omadusi ja osade vastavust.

Kas teil on küsimusi pärast ülaltoodud materjali lugemist? Või soovite lisada väärtuslikku teavet ja muid lambiskeeme, lähtudes LED-lampide parandamise isiklikust kogemusest? Kirjutage oma soovitused, lisage fotod ja skeemid, esitage küsimusi allolevas kommentaaride plokis.