Порядок подключения светодиодных светильников к электричеству

Устройство светодиода

Прежде, чем делать подключение светодиода к сети 220В, необходимо ознакомиться с его классификацией и устройством. Это позволит выбрать оптимальную схему включения с получением требуемых результатов.

Индикаторные светодиоды

Светодиоды, предназначенные для индикации, имеют ток потребления в диапазоне от 2мА до 60мА, а то и выше. Это, в основном маломощные полупроводниковые приборы. Они бывают одно-, двух- и трёхкристальные, выполненные на полупроводниках из разных материалов с легированием определённым веществом. Выводные индикаторные светодиоды состоят из:

• Корпуса из прозрачного материала или светофильтра, объединённого с линзой или без неё;
• Кристалла, размещённого внутри корпуса;
• Выводов, один из которых имеет подложку;
• Перемычки, соединяющей вывод с электродом кристалла.

Картинка 1. Устройство светодиодов

Светодиоды smd-типа, предназначенные для поверхностного монтажа, имеют короткие выводы в виде пластинок, одна из них – подложка. Эти приборы обладают особыми температурными условиями пайки, впрочем, как и все светодиоды. Для каждого цвета излучения применяется разный материал, от которого зависит цвет свечения и падение напряжения при прямом включении (см. таблицу).

Таблица свойств цветных светодиодов

Следует иметь ввиду, что в этом списке представлены только основные материалы, из которых изготавливают кристалл светодиода для излучения света определённой длины волны. Инфракрасный и ультрафиолетовый спектр невидимы, но их кристаллы могут используются в сочетании с полупроводниками, излучающими видимый свет, для создания определённого цветового оттенка. Они могу входить в состав двух- или трёхкристальных светодиодов.

Источники света Устройство и принцип работы светодиода

1к.03.01.2023

Белый светодиод может содержать ультрафиолетовый элемент и состоять более чем из 3 кристаллов. Многоцветные светодиоды, имеющие 3 вывода, один из которых общий (катод или анод), состоят из 2-х кристаллов.

Картинка 2. Двухцветные и RGB-светодиоды

Существуют RGB-светодиоды, они могут излучать любой цветовой спектр. Название их взято из первых букв английских слов красный, зелёный, синий. Они имеют 4 вывода, один из которых общий, а 3 – выводы от кристаллов для каждого цветового спектра. Комбинируя напряжения на этих выводах, можно добиться практически любого цвета видимого излучения.

Кстати, белый светодиод состоит из 3 кристаллов (красного, зелёного и синего), которые включены вместе с определённым ограничением тока на каждый полупроводник. Поэтому белые светодиоды, обычно имеют 2 вывода. Для индикаторных светодиодов белый цвет применяется, в основном, для подсветки. Он используется в механических указателях и жидко-кристаллических индикаторах.

Светодиодная лента Расчет блока питания для светодиодной ленты

3.3к.23.06.2022

Осветительные светодиоды

Основным отличием светодиодов, предназначенных для освещения – это повышенная интенсивность светоизлучения. Поэтому они, обычно, имеют больший ток потребления, от 50 мА до ампера и более. Также и конструкция мощных светодиодов предполагает наличие подложки для теплоотвода. Все smd-светодиоды содержат подложку, которая является выводом, их ещё называют COB-светодиоды (означает «чип, размещённый на плате»).

Картинка 3. Осветительные светодиоды

Осветительные светодиоды – это преимущественно белые полупроводниковые компоненты, состоящие из 3 кристаллов. В зависимости от внутренней схемы их подключения они излучают определённый спектр белого света, называемый цветовой температурой. Она может быть в диапазоне о 2000К до 6500К. Только резистор для светодиода 220 вольт применять неэффективно, световые компоненты питают с помощью драйверов. Это могут быть несложные устройства, схемы которых можно повторить самому (картинка 6, схема е).

Лазерные светодиоды

Лед излучатели лазерного пучка света представляют собой ультратонкую полупроводниковую пластинку. Её грани полируют для возможности создания оптического резонанса. Чтобы включить лазерный диод от сети – необходим драйвер, который обеспечивает не только стабилизацию тока, но и питание системы охлаждения (если такая имеется). Работа с мощными лазерами крайне опасна, надо обязательно использовать защитные светофильтры. Особенно для инфракрасных лазерных генераторов с невидимым, но крайне опасным для глаз излучением.

Картинка 4. Лазерный диод и его схема включения

Подключение светильника к одноклавишному выключателю

При подключении светильника с выключателем, имеющим одну клавишу, фазный провод должен разрываться выключателем света. Нулевой, через соединительную коробку напрямую отправляется на источник света. Нельзя выключателем разрывать ноль, так как при выключении света источник света не обесточивается, и при замене лампы, человека может ударить током. Или, например, светодиодная лампа может моргать, в выключенном состоянии.

Схема будет выглядеть примерно так:

Схема подключения светильника к одноклавишному выключателю

Алгоритм действий, как подключить светильник с одноклавишным выключателем:

1. Отключаем напряжение и проверяем его отсутствие;
2. Прокладываем кабель в заранее подготовленном канале, от точки забора тока, до распределительной коробки;
3. Клавиши выключателя аккуратно извлекаем плоской отверткой;
4. Берём три быстрозажимных клеммника на 2 контакта, и подключаем ноль, напрямую с нулём светильника;
5. Фазный провод, подсоединяем с проводом, идущим к нижнему контакту переключателя света;
6. Провод идущий от верхнего контакта выключателя, соединяем с фазным контактом источника света;
7. Устанавливаем и закрепляем перелючатель в нише;
8. Подключаем питание и индикаторной отверткой проверяем, что на корпусе светильника нет фазы, если он металлический;
9. Проверяем работоспособность схемы расключения светильника

В электропроводке квартиры так же может быть провод заземления. Он обычно обозначается желто – зелёным цветом. При его наличии он подключается в распределительной коробке аналогично нулевому. Если источник света имеет клемму заземления, то заземляющий проводник подключается к ней. При отсутствии его просто нужно заизолировать.

Подключение проводов к полюсам светильника

После того, как мы определили провода сети и провода светильника, необходимо выполнить их правильное подключение к светильнику. Для этого используются особые контакты или клеммы, обычно расположенные внутри корпуса светильника.

Для подключения проводов следует соблюдать следующие шаги:

1. Тщательно изучите инструкцию по эксплуатации светильника. Инструкция содержит информацию о том, какие провода к каким полюсам необходимо подключить.
2. Откройте корпус светильника, используя инструменты или фиксаторы, предусмотренные производителем.
3. Определите места для подключения проводов согласно инструкции. Обычно светильники оснащены тремя контактами или клеммами: фазой (L), нулевым проводом (N) и заземлением (PE).
4. Следуя цветовой маркировке проводов, подключите фазный провод к контакту фазы (L), нулевой провод — к контакту нулевого провода (N) и провод заземления — к контакту заземления (PE).
5. Проверьте, что провода надежно закреплены и не имеют обнаженных участков. Если провода имеют обнажение или повреждения, замените их на новые.
6. Закройте корпус светильника и убедитесь, что он надежно закреплен. Проверьте, что тянущиеся провода не находятся в зоне возможного механического воздействия или повреждения.

Важно помнить, что неправильное подключение проводов может привести к неисправности светильника или даже вызвать короткое замыкание, что повлечет за собой опасность для жизни и здоровья человека. При возникновении сомнений в правильности подключения следует обратиться к специалисту

Разновидности схем и их особенности

Существует 3 схемы драйверов светодиодных ламп, это варианты создания оптимального напряжения в устройствах на светодиодах. Они отличаются сборкой драйвера. Он может быть собран на основе схемы с понижающим трансформатором, такой вариант применяется в мощных и ярких лампах.

Более дешевый вид – сборка по схеме с конденсатором.

А третий вариант используется для схем с большим количеством диодов или при сборке диммируемых ламп. Их называют инверторные схемы.

Вариант N1 – с конденсаторами для снижения напряжения

Это самый распространенный тип сборки, который используется в бытовых лампочках. Основными элементами для снижения напряжения выступают конденсаторы С2, С3 и резистор R1. Во время включения лампы резисторы R2 и R3 предохраняют прибор от короткого замыкания и ограничивают ток. Встроенный защитный диод VD1 нужен для преобразования напряжения.

Резистор R4 разряжает прибор, когда ток перестает поступать. В некоторых конструкциях для светодиодных ламп используются не все 4 резистора, а других их комбинации. Такую схему можно сделать и своими руками, используя новые и старые детали.

Преимущества схемы светодиодных ламп с конденсатором:

• невысокая стоимость;
• разнообразные значения напряжения на выходе;
• простая сборка.

Недостатки:

1. Поскольку гальваническая развязка отсутствует, есть вероятность удара током. Поэтому во время ремонта ламп запрещено прикасаться к токоведущим частям, находящимся под фазой.
2. Напряжение на нагрузке диодов зависит от напряжения входящего тока. Светодиоды могут перегореть, потому что нет стабильной величины подачи электричества.
3. Из-за достаточно малой емкости конденсаторов не получится достичь большого светового потока.

Вариант N2 – с импульсным драйвером

Импульсный драйвер гарантированно защищает диоды от помех в подаче тока и перепадов напряжения. Это его главное отличие от драйвера с конденсатором. В данной схеме используются конденсаторы, резисторы и мостовой выпрямитель.

Практически у каждого производителя светотехнического оборудования существует своя схема устройства. Рассмотрим для примера микросхему СРС9909 компании Clare. Она используется для энергосберегающих и экономичных приборов, эффективность применения составляет 98%.

Для сборки своими руками такая схема может использоваться при мощности светильников не более 25В. Широко применяется в электросетях резервного и аварийного освещения.

Преимущества:

1. Питание схемы может происходить напрямую от 550В.
2. Драйвер комплектуется встроенным стабилизатором.
3. Возможность работы в сети с переменным напряжением. Входной диапазон в зависимости от типа модели может быть от 5 до 65В.
4. Широкий температурный диапазон применения: от -55°С до +85°С.
5. Компактность.
6. Высокий КПД в сочетании с низким уровнем пульсации.

Недостатки:

1. Более сложная схема, чем с применением линейной конструкции.
2. Более высокая стоимость по сравнению с вариантом с конденсатором.
3. Нагревается при работе, значительные длительные перегревы могут приводить к уменьшению срока эксплуатации.
4. Для предотвращения электромагнитных помех, источником которых является импульсный драйвер, необходимо устанавливать дополнительный фильтр. В дешевых вариантах он не используется.
5. Образует нелинейную нагрузку на сеть.

Вариант N3 – с диммируемым драйвером

Схема подключения светодиодной лампы с диммируемым драйвером позволяет регулировать яркость свечения. С помощью ламп с использованием такой схемы можно варьировать степень освещенности помещения или рабочей зоны. Такие схемы широко используются в интерьерном освещении.

Различают 2 основных варианта диммируемых драйверов. Первый работает с ШИМ-управлением. Он монтируется между блоком питания и лампой. В этом случае электричество подается в виде разных по длительности импульсов. Часто такие схемы используются в бегущих строках.

Второй вариант используется для приборов со стабилизированным током, в этом случае драйвер воздействует напрямую на источник тока. Изменение цвета свечения происходит при регулировании подаваемого тока. При увеличении подачи электричества белые диоды начинают светиться синеватым, а при уменьшении излучают желтоватый свет.

По виду управления устройства с диммером могут быть:

• кнопочные;
• механические;
• дистанционные.

Преимущества:

1. Простота реализации.
2. Возможность регулирования освещения.
3. Приемлемая стоимость.

Недостатки:

1. Некоторые диммеры с ШИМ-управлением имеют стробоскопические эффекты, которые могут быть очень опасными в промышленности.
2. Высокий уровень излучаемых помех.
3. Повышенная утомляемость зрения.

Как подключить ЛЕД-светильник к 220В

Основное достоинство таких светильников в сравнении с работающими от 12 Вольт в том, что их напрямую можно питать от выключателя. В результате не требуются дополнительные финансовые затраты на приобретение блока питания, а также монтаж не вызывает сложностей. Существует несколько способов установки светодиодных светильников:

• последовательное подключение;
• параллельное;
• лучевое.

Каждый используется в разных ситуациях и имеет свои достоинства и недостатки.

Последовательное

Последовательное подключение используется в том случае, если нужно сэкономить метраж кабеля, и при этом к помещению нет особых требований. Для реализации потребуется несколько двойных или тройных проводов. В одну цепь допускается установка не более шести светодиодных лампочек, в противном случае яркость будет низкой. Если один светильник выйдет из строя, придется проверять работоспособность каждого, чтобы устранить поломку.

Само подключение не должно вызывать сложностей. К первому светильнику от выключателя проводится фаза, далее от первого переключателя кабель протягивается к следующему устройству. К последнему светильнику прокладывается ноль, который идет от распределительной коробки.

Параллельное

Параллельное подключение более практичное и используется чаще. В процессе реализации каждый светильник будет выдавать яркость, которая заявлена производителем. Единственный недостаток, который можно выделить – повышенный расход проводника в сравнении с последовательным подключением.

Рекомендуется отдавать предпочтение кабелю ВВГ нг 2*1,5 или 3*1,5. Обозначение свидетельствует о наличии ПВХ-оболочки – качественного изоляционного материала. В маркировке отметка «нг» указывает на негорючесть модели. Если к помещению выдвинуты особые требования, иногда используют провода с дополнительной маркировкой «ls», которая означает, что при воспламенении выделяется небольшое количество дыма.

Для подключения светильника через выключатель от распределительной коробки протягивают кабель. Его поочередно соединяют с каждым светильником. После первой лампы кабель обрезается и подается к следующему, пока все устройства не будут соединены в одну общую систему.

Лучевое

По своей природе лучевая схема относится к параллельному подключению, часто применяется для люстр. Принцип реализации заключается в прокладке кабеля к каждому осветительному прибору индивидуально. Этот способ самый трудоемкий и требует больших финансовых затрат из-за большого количества используемого провода. Для экономии кабель от распределительного щитка проводят в центр комнаты и уже оттуда к каждому светильнику. Далее к фазе и нулю подводят одножильные провода, которые прокладываются к светильникам.

Еще на этапе проектирования важно решить, как будут соединены жилы с отдельным кабелем. Если ламп немного, достаточно скрутки. С целью безопасности ее надежно обжимают пассатижами и паяльником сваривают воедино

Существует альтернатива этому способу – приобрести клеммы с определенным количеством выходов. На каждую жилу надевается разъем и лишь после провода тянутся к осветительным приборам

С целью безопасности ее надежно обжимают пассатижами и паяльником сваривают воедино. Существует альтернатива этому способу – приобрести клеммы с определенным количеством выходов. На каждую жилу надевается разъем и лишь после провода тянутся к осветительным приборам.

Схема подключения светодиодных ламп во всех случаях принципиальных отличий не имеет.

Понятия, сокращения, глоссарий.

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом. Параллельное соединение светодиодов В данной ситуации все происходит наоборот.

Разноцветный Разноцветный светодиод — два или больше диода, объединенных в один корпус. Расчет схемы в этом случае производится для каждой последовательной цепи подключения, а при одинаковом количестве светодиодов и их типов в каждой цепи расчет можно сделать один раз для любой последовательной группы светодиодов.

Принципиально не важно, какого цвета будут светодиоды, просто при расчете придется учитывать разные падения напряжений в зависимости от цвета свечения светодиода. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя

Возможна установка эффекта затухания или мерцания излучения

Возможна установка эффекта затухания или мерцания излучения.

Источниками светодиодного питания в условиях токовой стабилизации обеспечиваются постоянные показатели выходного тока в широком диапазоне. Место монтажа ленты очищают, обезжиривают.

Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода. Другим вариантом будет включение всех светодиодов параллельным подключением, устанавливая 1 резистор, что рассчитан на тройной ток. Падение напряжения на светодиодах разных цветов.

По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Как включить светодиод в сеть переменного тока Если при подключении LED к источнику постоянного тока электроны движутся лишь в одну сторону и достаточно ограничить ток с помощью резистора, в сети переменного напряжения направление движения электронов постоянно меняется. Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. К 1,5 В Показатели рабочего напряжения светоизлучающих диодов, как правило, превышают 1,5 В, поэтому сверх яркие светодиоды нуждаются в источнике питания не менее 3,,4 В. Тогда входное напряжение придется уменьшить при этом выходной ток не изменится, так и останется мА как был отрегулирован , зачем на 3 светодиода, пусть даже мощных, подавать 50В?

Последовательное подключение

Эта схема используется используется автором для круглосуточного светодиодного освещения квартиры. Светодиод припаян к плоскости ленты.

При таком раскладе светодиод будет работать на определенных полуволнах — мигать с частотой 50 Гц. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению деградации. Если же ограничить ток на уровне 10мА, то ти миллиамперные засветятся недостаточно ярко, примерно как в выключателе со светодиодом: ночью видно, днем нет. Чтобы не произошел случайный удар током, следует провести установку разрядного резистора большего номинала, расположив его параллельно конденсатору.Как подключить светодиод к сети 220 Вольт

Подключение потолочного светодиодного светильника

Натяжной потолок сделан из довольно пластичного материала. Для грамотной установки светодиодного светильника необходимо установить дополнительное крепление. Иначе потолок может начать провисать под тяжестью светильников.
Для этого используют специальный пандус из пластика в форме конуса. Чтобы сделать подходящее отверстие необходимо в нём срезать лишний пластик. Для крепления устройства применяется стальная перфорированная лента.

Проблем возникнуть не должно, так как она довольно гибкая. После монтажа потолочного покрытия, можно подключить лампочки. В выбранном месте необходимо срезать плёнку и вытащить патрон. Светодиодный светильник нужно установить на платформу.

Разнообразные светильники.

Что такое светодиодная лампа

Любой светодиодный светильник содержит в себе полупроводниковый кристалл. Когда через него проходит электричество, происходит преобразование на внутреннем уровне. В таком случае меняется энергетическое состояние электронов.

При таком непростом процессе высвобождается световое излучение. В состав светодиодного светильника, кроме самого LED-элемента, который преобразует электроэнергию в свет, входят следующие основные части:

Драйвер
Это приспособление выпрямляет и трансформирует электрический ток до необходимых параметров для питания кристалла.

Оптический рассеиватель
Он преобразовывает лучи света в оптимальный поток и рассеивает его под заданным углом. Также это устройство выполняет функцию защиты светодиодной матрицы.

Радиатор
При работе светового ЛЕД-кристалла образуется много тепловой энергии. Радиатор собирает её и отводит от источника.

Все эти устройства собираются в светодиодный светильник и комплектуются различными цоколями. Какого он будет типа, зависит от назначения и типа прибора. Это может быть специальный прибор освещения или самая обычная и стандартная лампочка.

Светодиодные светильники последнее время пользуются огромной популярностью.

Ими заменяют не только простые лампы накаливания, но и в местах, где требуется сильные потоки света. Использование ЛЕД-элементов на бытовом и промышленном уровне оправдывается:

• очень большим сроком службы;
• минимальным расходом электроэнергии;
• отсутствием вредных светотехнических показателей для глаза человека;
• стойкостью к ударам, сырости и перепадам температур;
• отсутствием необходимости в обслуживании.

Единственным недостатком светодиодного светильника, можно назвать его стоимость. Но учитывая длительный срок службы, который оценивается 10 тысяч часов, цена на изделие становится оправданной. Такие лампы в результате оказываются выгоднее своих аналогов.

светодиодные светильники.

Схема LED-лампы на 220 В

Стандартная лампочка состоит из следующих элементов: корпусной части, электронной части, радиатора. Так, сначала напряжение попадает на цоколь конструкции, а затем передается к микросхеме, где преобразуется в постоянный ток, который требуется для свечения.

Внутреннее устройство LED-лампы

К части корпуса лампочки еще относится цоколь, полимерная оболочка, внутри которой находится пластинка, а также прозрачная деталь – рассеиватель. В дорогостоящих изделиях внутри корпуса находится объемное охлаждающее устройство из алюминия или устойчивого к нагреванию пластика.

В дешевых моделях часто наблюдается отсутствие радиатора, либо он находится во внутренней части, а по краям располагаются углубления. В бюджетных конструкциях, мощность которых не превышает 6 Вт, имеется цельный корпус без какого-либо теплового отвода.

В дорогих лампочках плата со светодиодами SMD фиксируется с помощью специальной пасты к устройству охлаждения, что позволяет лучшим образом увеличить отвод тепла.

В простых моделях плата закрепляется саморезами на пластинку из металла или вставляется в проемы. Тем не менее, такое устройство не позволяет добиться оптимального теплового отвода.

Внутреннее строение светодиодной лампочки

Через пластиковый рассеиватель не получится рассмотреть внутреннее строение. Тем не менее, не рекомендуется приобретать дешевые экземпляры, потому что они имеют минимальный срок использования.

Особенности крепления и подключения потолочных светильников

Осветительные приборы со светодиодными лампами чаще всего производятся в корпусах, которые оснащены всем необходимым для крепления. Сложности в установке возникают редко, поскольку светодиодные светильники достаточно легкие. Для этих целей используют обычно пластиковые или металлические дюбели, турбовинты.

В зависимости от внешнего вида и конструктивных особенностей установка конкретной модели на потолок может отличаться. Алгоритм монтажа осветительного прибора на потолок:

• На месте, предназначенном для плафона, рядом с выводом проводов делаются отверстия под монтажную пластину.
• Отверстия для крепления проделывать необходимо только в полнотелом основании. Если при работе буром перфоратора монтажная пластина падает в пустоту, требуется сделать отверстия в другом месте, соответственно перенести осветительный прибор.
• Надежно фиксируется в одном положении монтажная пластина.
• Если светодиодный светильник крепится не к полнотелому основанию, предварительно нужно позаботиться о надежном креплении.
• Обесточивается УЗО или электросчетчик, подсоединяются контакты осветительного прибора к электрической магистрали.
• Уже подключенный осветительный прибор надевается на проушину монтажной пластины и с помощью крепежных элементов надежно фиксируется.
• На закрепленный светодиодный светильник надеваются прозрачные части, например, защитное стекло или колпак.

Завершающий этап – обязательная проверка работоспособности осветительных приборов.

Подключение светильника своими руками: практические советы, как самостоятельно повесить люстру с 2, 3, 4 и более проводами

Одним из наиболее распространенных типов освещения считается применение бра на стену в зоне сна. Свет его мягкий, а направление меняется без проблем, что очень удобно для того, кто в это время отдыхает рядом.

Для тех, кто желает проделать его монтаж самостоятельно, актуальным является вопрос о подробной инструкции, как подключить светильник. В предлагаемом инструментальном наборе должны быть:

• Изоляционная лента и крепежный набор;
• Дрель (перфоратор);
• Острый предмет, чтобы без проблем снять изоляцию;
• Набор с отвертками, включая индикаторную;
• Карандаш для проставления отметок;
• Линейка для замеров.

Как правильно выбрать мощность трансформатора

Перед тем как соединить потолочные светильники, следует уяснить один момент: для нормальной работы всех подключенных осветительных приборов необходимо использовать трансформатор, мощность которого на 20% превышает суммарную мощность светильников в электрической цепи. К примеру, требуется устройство для понижения мощности для 8 лампочек по 40 Ватт. Вначале определяется суммарная мощность: 8*40=320 Ватт. Следовательно, для такого напряжения следует приобрести драйвер мощностью около 400 Ватт.

При расчете напряжения важно учитывать, что для большого количества лампочек требуется преобразователь большей мощности. Однако стоимость и размеры понижающего устройства увеличиваются с повышением значения мощности

Для решения проблемы точечные светильники делят на несколько групп и подключают свой трансформатор к каждой из них. Но в этом случае преобразователи должны иметь меньшую мощность.