Світлодіодні світильники (LED -лампи) набирають все більше популярності через вигідне співвідношення економічності, тривалого терміну служби і ціни. Напевно багатьом цікаво, як влаштовані всередині ці сучасні високотехнологічні вироби. У цій статті я спробував зробити огляд конструкції деяких світлодіодних ламп, які я зміг дістати і випробувати.
[Як працює світлодіодна лампа]
Лампа на основі LED складається зазвичай з великої кількості світлодіодів (14..32 штуки), з'єднаних послідовно і підключених до стабілізатора струму. Стабілізатор струму складається з випрямляча, що згладжує конденсатора і ШІМ-контролера на мікросхемі, яка і здійснює стабілізацію струму через світлодіоди. В мікросхему вбудований навіть ключовий елемент на польовому транзисторі, навантажений на LC-фільтр або вихідний трансформатор. Така побудова контролера забезпечує високий ККД контролера (82..95%), стабільний вихідний струм при великих коливаннях вхідної напруги, і досить високий коефіцієнт активної потужності [3] (особливо якщо ШІМ-контролер побудований спеціальним чином, не на дешевої мікросхемі, і має на виході випрямляча конденсатор малої місткості).
Зустрічаються лампи з найпростішим обмежувачем струму на основі конденсатора, т. Е. Схема проста, що складається з струмообмежувального конденсатора, діодного моста і вихідного згладжує конденсатора (див. Далі схеми ламп Jazzway 7.5w 2700K GU10 і ASD JCDRC 7.5w).
Такий обмежувач струму володіє численними недоліками - велика реактивна потужність, що віддається в мережу живлення, високі пульсації світла на частоті 100 Гц, залежність світлового потоку від вхідної напруги, невисока надійність (лампа може вийти з ладу при наявності великих імпульсних перешкод в мережі живлення). Крім того, буде погіршуватися коефіцієнт потужності мережі живлення [3], і тим більше, чим більше таких ламп на простих контролерів буде підключено.
[Опис конструкцій світлодіодних ламп]
Мені вдалося протестувати і розібратися у внутрішньому устрої світлодіодних ламп декількох виробників.
На фото лампа BBK P653F, лампа P654F виглядає так само.
Лампа розбірна, конструкція у ламп P653F і P654F абсолютно однакова, відрізняються вони тільки що випромінюють вузлом.
32 світлодіода встановлені на алюмінієвій платі і включені послідовно, на один світлодіод доводиться 49.3 / 32 = 1.54 вольта. Плата через термопасту прилягає до радіатора. Температура плати біля світлодіода 53 o C.
Контролер побудований на мікросхемі SM7525. дає на виході 49.3V 0.106A. Чи не сподобалося в конструкції лампи те, що контролер встановлений наполовину в цоколь, наполовину в алюмінієвому радіаторі, але ніякої ізоляції між радіатором і платою контролера немає.
Схема проста, проте трохи заплутана через незвичний включення індуктивності і ключа. На вході діодного моста на платі є місце для запобіжника, але він не встановлений.
Нижче показані осцилограми вхідного струму і світлового потоку лампи.
Пульсації світлового потоку майже такі ж, як і у ламп PC73C і PC74C (9% на частоті 50 кГц). Радіоперешкод більше (див. Таблицю 2).
Лампа Ecola 6w 2800K GU5.3
Лампа повністю розбірна. Але виглядає в порівнянні з попередньою лампою Ecola 7w 4200K GU10 як бідна родичка. Куди поділися лиск розробки конструкції і якість збірки? Незважаючи на цоколь GU5.3, лампа має великі розміри і через масивного радіатора досить важка. У патроні без додаткового кріплення триматися вона не буде. При викручуванні нижніх гвинтів (які кріплять цоколь до радіатора) будьте обережні, тому що головки гвинтів неякісні, і гвинти викручуються із зусиллям.
Світло випромінюють 3 включених послідовно світлодіода. Радіатор зроблений так, що служить і корпусом лампи, і рефлектором. Температура плати біля світлодіода 60 o C. Спереду є захисне скло з трьома лінзами, яке кріпиться на гвинтах.
Контролер побудований на мікросхемі BP3122. видає на виході 9.6V, 0.41A. Плата контролера спроектована дуже ретельно і має маленькі розміри. Для монтажу використовуються обидві сторони плати, і багато SMD-компоненти змонтовані прямо під трансформатором. Мене трохи здивувало, що на виході контролера немає фільтруючого конденсатора. Напевно цим якраз і пояснюються високочастотні пульсації світлового потоку.
На жаль, лампа не може похвалитися низьким рівнем радіоперешкод, і світловий потік на виході має великі пульсації на частоті 67.5 кГц (див. Таблицю 2).
Лампа Jazzway 7.5w 3000K GU10
Лампа розбірна, зняти верхнє фіксує алюмінієве кільце з радіатора можна, якщо відкрутити його по різьбі. Я відразу не здогадався, подумав що воно напресовується, і спиляв його. Кільце фіксує захисне скло і сам світлодіод. Світлодіод багатосекційний, дуже великого розміру. Скільки там випромінюючих сегментів, зрозуміти неможливо, так як світлодіод залитий жовтим пластиком. Світлодіод також має тонку металеву алюмінієву підкладку, яка за допомогою сірої термопасти (я весь нею вимазався) передає тепло радіатора. Температура радіатора розігрітій лампи 43 o C. На жаль, поміряти температуру біля підстави світлодіода не зміг, так як він великий, і лампа виявилася практично розібрана (т. Е. Світлодіод вже нещільно прилягає до радіатора, і експеримент з вимірюванням температури дасть невірний результат) . Пластмасовий цоколь лампи можна вигвинтити з радіатора, однак на цьому розбирання завершується - контролер залитий всередині радіатора білим еластичним компаундом (схожий на силіконовий герметик). Мені вдалося розколупати заливку і витягнути контролер.
Контролер дає на виході 21V, 0.27A, виявився зібраним на мікросхемі LIS8512. Схема проста, причому амортизаційний діод на виході ключа відсутній.
Лампа має погані характеристики за рівнем радіоперешкод (фонить на всіх діапазонах). За рівнем пульсацій світлового потоку все відмінно, є тільки незначні пульсації світла на високій частоті.
