LED spuldzes shēma: vienkāršāko draiveru uzbūve

LED gaismas avoti strauji iegūst popularitāti un izspiež neekonomiskas kvēlspuldzes un bīstamus luminiscences analogus. Tie efektīvi patērē enerģiju, ilgi kalpo, un dažus no tiem pēc bojājuma var salabot.

Lai pareizi veiktu nomaiņu vai salabotu bojātu elementu, būs nepieciešama LED lampas shēma un konstrukcijas īpatnību zināšanas. Šo informāciju mēs detalizēti izskatījām mūsu rakstā, pievēršot uzmanību lampu veidiem un to uzbūvei. Mēs sniedzām arī īsu pārskatu par populārāko LED modeļu ierīci no pazīstamiem ražotājiem.

Kā ir uzbūvēta LED lampa?

Tuvāka iepazīšanās ar LED gaismekļa uzbūvi var būt nepieciešama tikai vienā gadījumā – ja nepieciešams salabot vai uzlabot gaismas avotu.

Mājas meistari, kuriem ir elementu komplekts, var paši samontēt lampu uz gaismas diodēm, bet iesācējam tas nav pa spēkam.

Ņemot vērā, ka ierīces ar gaismas diodēm ir kļuvušas par mūsdienu dzīvokļu apgaismojuma sistēmu pamatu, prasme saprast lampu uzbūvi un tās salabot var saglabāt ievērojamu daļu no ģimenes budžeta.

Savukārt, izpētījis shēmu un kam ir elementāras iemaņas darbā ar elektroniku, pat iesācējs varēs izjaukt lampu, nomainīt bojātās detaļas, atjaunojot ierīces funkcionalitāti. Lai iepazītos ar detalizētām instrukcijām par bojājuma konstatēšanu un LED lampas pašremontu, lūdzu, dodieties uz šo saiti.

Vai ir jēga remontēt LED lampu? Noteikti. Atšķirībā no analogiem ar kvēldiegu par 0,1 € gabalā, gaismas diožu ierīces maksā dārgi.

Pieņemsim, «bumbieris» GAUSS – apmēram 0,8 €, bet kvalitatīvāka alternatīva OSRAM – 1,2 €. Kondensatora, rezistora vai diodes nomaiņa izmaksās lētāk, turklāt lampas kalpošanas laiku ar savlaicīgu nomaiņu var pagarināt.

Ir daudz LED lampu modifikāciju: sveces, bumbieri, lodes, prožektori, kapsulas, lentes un citas. Tās atšķiras pēc formas, izmēra un konstrukcijas. Lai uzskatāmi redzētu atšķirību no kvēlspuldzes, aplūkosim izplatītu bumbiera formas modeli.

Stikla kolbas vietā – matēts izkliedētājs, kvēldiega vietā ir «ilgi dzīvojošas» diodes uz plates, lieko siltumu novada radiators, bet sprieguma stabilitāti nodrošina drivers.

Ja atkāpjas no ierastās formas, var pamanīt tikai vienu pazīstamu elementu – cokolu. Izmēru rinda cokoliem ir palikusi nemainīga, tāpēc tie der tradicionālajiem patroniem un neprasa elektrosistēmas maiņu. Bet ar to līdzība beidzas: gaismas diožu ierīču iekšējā uzbūve ir daudz sarežģītāka nekā kvēlspuldzēm.

LED lampas nav paredzētas darbam tieši no 220 V tīkla, tāpēc ierīces iekšpusē ir ietverts drivers, kas vienlaikus ir barošanas un vadības bloks. Tas sastāv no daudziem sīkiem elementiem, kuru galvenais uzdevums ir iztaisnot strāvu un samazināt spriegumu.

Shēmu veidi un to īpatnības

Lai radītu optimālu spriegumu diodes ierīces darbībai, driveru saliek, pamatojoties uz shēmu ar kondensatoru vai pazeminošu transformatoru. Pirmais variants ir lētāks, otru izmanto jaudīgu lampu aprīkošanai.

Pastāv arī trešais paveids – invertoru shēmas, kuras realizē vai nu dimmējamo lampu salikšanai, vai ierīcēm ar lielu diožu skaitu.

Variants #1 – ar kondensatoriem sprieguma samazināšanai

Aplūkosim piemēru ar kondensatora piedalīšanos, jo šādas shēmas ir izplatītas sadzīves lampās.

Elementārā LED lampas drivera shēma. Galvenie elementi, kas slāpē spriegumu, ir kondensatori (C2, C3), bet to pašu funkciju veic arī rezistors R1

Kondensators C1 aizsargā pret elektrotīkla traucējumiem, bet C4 izlīdzina pulsācijas. Strāvas padeves brīdī divi rezistori – R2 un R3 – ierobežo to un vienlaikus pasargā no īssavienojuma, bet elements VD1 pārveido maiņspriegumu.

Kad strāvas padeve beidzas, kondensators izlādējas ar rezistora R4 palīdzību. Starp citu, R2, R3 un R4 neizmanto visi gaismas diodes produktu ražotāji.

Lai pārbaudītu kondensatoru, diezgan bieži izmanto multimetru.

Kondensatoru shēmas mīnusi:

1. Iespējama diožu izdegšana, jo strāvas padeves stabilitāte netiek novērota. Spriegums uz slodzes pilnībā ir atkarīgs no barošanas sprieguma.
2. Nav galvaniskās atsaistes, tāpēc pastāv risks saņemt elektrošoku. Lampu izjaukšanas laikā nav ieteicams pieskarties strāvu vadošajiem elementiem, jo tie atrodas zem fāzes.
3. Praktiski nav iespējams sasniegt augstus mirdzuma strāvas līmeņus, jo tam būtu jāpalielina kondensatoru kapacitāte.

Tomēr priekšrocību ir daudz, tieši tāpēc kondensatori joprojām ir populāri. Plusi ir vienkārša montāža, plašs izejas spriegumu diapazons un zema cena.

Var droši eksperimentēt ar pašdarināšanu, turklāt daļu detaļu var atrast vecos uztvērējos vai televizoros.

Variants #2 – ar impulsu draiveri

Atšķirībā no lineārā draivera ar kondensatoru, impulsu draiveris efektīvi aizsargā LED pret sprieguma svārstībām un tīkla traucējumiem.

Piemērs impulsu ierīcei ir populārais elektroniskais modelis CPC9909. Apskatīsim tā iezīmes sīkāk. Tā izmantošanas efektivitāte sasniedz 98% — rādītājs, kad patiešām var runāt par enerģijas taupīšanu un ietaupījumu.

Mikroshēmu CPC9909, ko izstrādājusi kompānija Clare, bieži izmanto LED gaismekļu pašmontāžai, tajā skaitā arī palielinātas jaudas. Kontrolieris ir ievietots kompaktā plastmasas korpusā.

Ierīces barošana var notikt tieši no augsta sprieguma – līdz 550 V, jo draiveris ir aprīkots ar iebūvētu stabilizatoru. Pateicoties šim stabilizatoram, shēma ir vienkāršāka, bet izmaksas – zemākas.

LED draivera shēma uz mikroshēmas CPC9909 bāzes. Shēmas priekšrocības: iespēja darboties temperatūras diapazonā no -55 °C līdz +85 °C un barošana no maiņsprieguma strāvas.

Mikroshēmu veiksmīgi izmanto avārijas un rezerves apgaismojuma elektrotīklu izstrādei, jo tā ir piemērota paaugstinošo pārveidotāju shēmām.

Mājas apstākļos uz CPC9909 bāzes visbiežāk tiek montēti gaismekļi ar barošanu no baterijām vai draiveri ar jaudu, kas nepārsniedz 25 W.

Variants #3 – ar dimējamu draiveri

Apgaismes ierīču mirdzuma spilgtuma regulēšana ļauj telpā iestatīt vajadzīgo apgaismojuma līmeni. Tas ir ērti, veidojot atsevišķas zonas, samazinot gaismas spilgtumu dienas laikā vai lai izceltu interjera priekšmetus.

Izmantojot dimētāju, elektroenerģijas izmantošana kļūst racionālāka, un elektroierīces kalpošanas laiks palielinās.

Gaismekļa paraugs stilā 'retro' ar dimētāju. Pēc izskata galda apgaismes ierīce atgādina petrolejas lampu un sānos ir spilgtuma regulēšanas rokturis.

Ir divu veidu dimējamie draiveri, no kuriem katram ir savas priekšrocības. Pirmie darbojas ar PWM vadību.

Tos uzstāda starp lampu un barošanas bloku. Enerģija tiek piegādāta dažāda ilguma impulsu veidā. Piemērs draivera izmantošanai ar PWM regulēšanu – skrienošā rinda.

40 W jaudas dimmējama draivera pārbaude. Tas ir paredzēts biroja apgaismes ķermeņiem, kā arī autostāvvietu un sabiedrisko ēku ierīcēm, kur nepieciešams enerģijas taupīšanas režīms.

Otrā veida dimmējamie draiveri iedarbojas tieši uz barošanas avotu un tiek izmantoti ierīcēm ar stabilizētu strāvu.

Regulējot strāvu, var mainīties gaismas nokrāsa: baltās gaismas diodes, samazinot strāvu, sāk izstarot nedaudz dzeltenu gaismu, bet palielinot – zilu.

Īss pārskats un populāru LED lampu testēšana

Lai arī dažādu apgaismes ierīču draiveru shēmu uzbūves principi ir līdzīgi, starp tām ir atšķirības gan elementu pievienošanas secībā, gan to izvēlē.

Apskatīsim 4 spuldžu shēmas, kas ir brīvi pieejamas. Ja vēlas, tās var salabot pašu spēkiem.

Ja ir pieredze darbā ar kontrolieriem, var nomainīt shēmas elementus, pārlodēt to, nedaudz uzlabot.

Tomēr rūpīgs darbs un pūles elementu meklēšanā ne vienmēr ir attaisnotas – vieglāk ir iegādāties jaunu apgaismes ierīci.

1. variants – LED lampa BBK P653F

Zīmolam BBK ir divas ļoti līdzīgas modifikācijas: spuldze P653F atšķiras no modeļa P654F tikai ar izstarojošā mezgla konstrukciju. Attiecīgi gan draivera shēma, gan ierīces konstrukcija kopumā otrajā modelī ir veidota pēc pirmās ierīces principiem.

Platei ir kompakti izmēri un pārdomāts elementu izvietojums, kuru stiprināšanai izmantotas abas plaknes. Pulsāciju esamība izskaidrojama ar filtra kondensatora trūkumu, kam jābūt izejā.

Konstrukcijā viegli atrast trūkumus. Piemēram, kontroliera uzstādīšanas vieta: daļēji radiatorā, bez izolācijas, daļēji pamatnē. Salikums uz mikroshēmas SM7525 izvadā dod 49,3 V.

2. variants – LED lampa Ecola 7w

Radiators ir izgatavots no alumīnija, cokols – no termoizturīga polimēra pelēkā krāsā. Uz iespiedshēmas plates, kuras biezums ir pusmilimetrs, ir nostiprināti 14 diožu, kas savienotas secīgi.

Starp radiatoru un plati ir siltumvadošās pastas slānis. Cokols ir fiksēts ar pašvītņgrieznes skrūvēm.

Kontrollera shēma ir vienkārša, realizēta uz kompaktas plates. Gaismas diodes silda pamatplati līdz +55 °C. Pulsāciju praktiski nav, arī radiotraucējumi ir izslēgti.

Plate ir pilnībā ievietota cokola iekšpusē un pievienota ar saīsinātiem vadiem. Īssavienojumu rašanās nav iespējama, jo apkārt atrodas plastmasa – izolācijas materiāls. Kontrollera izejas rezultāts – 81 V.

3. variants – izjaukojama lampa Ecola 6w GU5,3

Pateicoties izjaucamajai konstrukcijai, ir iespējams patstāvīgi veikt remontu vai pilnveidot ierīces draiveri.

Tomēr iespaidu bojā ierīces nepievilcīgais izskats un konstrukcija. Lielgabarīta radiators palielina svaru, tāpēc, piestiprinot lampu pie patronas, ieteicama papildu fiksācija.

Platei ir kompakti izmēri un pārdomāts elementu izvietojums, kuru stiprināšanai izmantotas abas plaknes. Pulsāciju esamība izskaidrojama ar filtra kondensatora trūkumu, kam jābūt izejā.

Shēmas trūkums ir ievērojamu gaismas plūsmas pulsāciju klātbūtne un augsta radiotraucējumu pakāpe, kas noteikti ietekmēs ekspluatācijas laiku. Kontrollera pamatā ir mikroshēma BP3122, izejas rādītājs – 9,6 V.

Vairāk informācijas par Ecola zīmola gaismas diodes spuldzītēm esam apskatījuši citā mūsu rakstā.

4. variants – lampa Jazzway 7,5w GU10

Lampas ārējie elementi atvienojas viegli, tāpēc līdz kontrollerim var nokļūt pietiekami ātri, atskrūvējot divus pārus pašvītņgrieznes skrūvju. Aizsargstikls turas uz fiksatoriem. Uz plates ir nostiprinātas 17 diodes ar secīgu savienojumu.

Tomēr pats kontrolleris, kas atrodas cokolā, ir bagātīgi pildīts ar kompaundu, un vadi ir iespiesti spailēs. Lai tos atbrīvotu, jāizmanto urbis vai jāpielieto atlodēšana.

Shēmas trūkums ir tas, ka strāvas ierobežotāja funkciju veic parasts kondensators. Ieslēdzot lampu, rodas strāvas pārspriegumi, kā rezultātā notiek vai nu gaismas diožu izdegšana, vai gaismas diodes tilta atteice.

Radiotraucējumi nav novērojami – un tas viss pateicoties impulsu kontrollera trūkumam, bet frekvencē 100 Hz ir novērojamas jūtamas gaismas pulsācijas, sasniedzot līdz 80% no maksimālā rādītāja.

Kontroliera darba rezultāts – 100 V izejā, bet pēc kopīgā vērtējuma lampa drīzāk pieder pie vājām ierīcēm. Tās cena ir acīmredzami pārvērtēta un pielīdzināta to zīmolu cenai, kas izceļas ar stabilu produktu kvalitāti.

Citas šī ražotāja lampu īpatnības un raksturlielumus mēs esam snieguši nākamajā rakstā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Kā ir iekārtoti gaismas diožu draiveri, kādas ir to īpatnības un funkcijas, var uzzināt no zemāk sniegtajiem videoierakstiem.

LED lampas MR-16 shēmas izjaukšana:

Draivera shēma pašrocīgai lampu montāžai līdz 15 W jaudai:

Kā izskatās un darbojas draiveris FT833A:

Pašdarinājums no pieejamiem elementiem:

Tagad komerciālās interneta platformās var iegādāties komplektus un atsevišķus elementus dažādas jaudas apgaismošanas ierīču salikšanai.

Ja ir vēlēšanās, var salabot bojātu LED lampu vai uzlabot jaunu, lai iegūtu labāku rezultātu. Pērkot iesakām rūpīgi pārbaudīt raksturlielumus un detaļu atbilstību.

Vai jums ir palikuši jautājumi pēc iepriekš izklāstītā materiāla izlasīšanas? Vai vēlaties pievienot vērtīgu informāciju un citas spuldzīšu shēmas, balstoties uz personīgo LED lampu remonta pieredzi? Rakstiet savus ieteikumus, pievienojiet fotoattēlus un shēmas, uzdodiet jautājumus komentāru blokā zemāk.