Schéma LED lampy: konstrukce nejjednodušších driverů

LED světelné zdroje si rychle získávají popularitu a vytlačují neekonomické žárovky a nebezpečné fluorescenční analogy. Efektivně spotřebovávají energii, dlouho vydrží a některé z nich lze po poruše opravit.

Pro správnou výměnu nebo opravu poškozeného prvku budete potřebovat schéma LED žárovky a znalost konstrukčních vlastností. Tyto informace jsme podrobně rozebrali v našem článku, kde jsme se zaměřili na typy žárovek a jejich konstrukci. Také jsme uvedli stručný přehled konstrukce nejoblíbenějších LED modelů od známých výrobců.

Jak je konstruována LED žárovka?

Podrobné seznámení s konstrukcí LED svítidla může být nutné pouze v jednom případě – je-li třeba opravit nebo vylepšit světelný zdroj.

Domácí kutilové, mají-li po ruce sadu součástek, mohou sestavit LED žárovku vlastnoručně, ale pro začátečníka je to nemožné.

Vzhledem k tomu, že LED zařízení se stala základem osvětlovacích systémů moderních bytů, schopnost orientovat se v konstrukci žárovek a opravovat je může ušetřit značnou část rodinného rozpočtu.

Naopak, pokud se naučíte schéma a máte základní dovednosti v práci s elektronikou, i začátečník bude schopen rozebrat žárovku, vyměnit rozbité součásti a obnovit funkčnost zařízení. Chcete-li se seznámit s podrobnými instrukcemi k identifikaci poruchy a samostatné opravě LED žárovky, přejděte prosím na tento odkaz.

Má smysl opravovat LED žárovku? Rozhodně. Na rozdíl od analogů s vláknem za 2 Kč za kus, LED zařízení stojí hodně.

Předpokládáme, že „hruška“ GAUSS stojí kolem 16 Kč a kvalitnější alternativa OSRAM 24 Kč. Výměna kondenzátoru, rezistoru nebo diody vyjde levněji a životnost žárovky lze včasnou výměnou prodloužit.

Existuje mnoho modifikací LED žárovek: svíčky, hrušky, koule, reflektory, kapsle, pásky atd. Liší se tvarem, velikostí a konstrukcí. Abychom názorně viděli rozdíl oproti žárovce, podívejme se na běžný model ve tvaru hrušky.

Místo skleněné baňky – matný difuzor, vlákno nahradily „dlouhožijící“ diody na desce, přebytečné teplo odvádí chladič a stabilitu napětí zajišťuje driver.

Pokud odhlédneme od obvyklého tvaru, můžeme si všimnout pouze jednoho známého prvku – patice. Rozměrová řada patic zůstala stejná, takže pasují do tradičních objímek a nevyžadují změnu elektrického systému. Tím však podobnost končí: vnitřní uspořádání LED svítidel je mnohem složitější než u žárovek.

LED žárovky nejsou určeny pro přímý provoz ze sítě 220 V, proto je uvnitř zařízení umístěn driver, který je zároveň napájecím a řídicím blokem. Skládá se z mnoha malých prvků, jejichž hlavním úkolem je usměrnit proud a snížit napětí.

Druhy schémat a jejich vlastnosti

Aby bylo dosaženo optimálního napětí pro provoz zařízení s diodami, driver se sestavuje na základě schématu s kondenzátorem nebo snižovacím transformátorem. První varianta je levnější, druhá se používá pro vybavení výkonných žárovek.

Existuje i třetí typ – invertorová schémata, která se realizují buď pro sestavu stmívatelných žárovek, nebo pro zařízení s velkým počtem diod.

Varianta #1 – s kondenzátory pro snížení napětí

Podívejme se na příklad s kondenzátorem, protože taková schémata jsou běžná v domácích žárovkách.

Elementární schéma driveru LED žárovky. Hlavními prvky snižujícími napětí jsou kondenzátory (C2, C3), ale stejnou funkci plní i rezistor R1.

Kondenzátor C1 chrání před rušením sítě a C4 vyhlazuje pulzace. V okamžiku přivedení proudu dva rezistory – R2 a R3 – omezují proud a zároveň chrání před zkratem, a prvek VD1 přeměňuje střídavé napětí.

Když se přestane přivádět proud, kondenzátor se vybíjí pomocí rezistoru R4. Mimochodem, R2, R3 a R4 nejsou používány zdaleka všemi výrobci LED produktů.

Pro kontrolu kondenzátoru se poměrně často používá multimetr.

Nevýhody schématu s kondenzátory:

1. Možné přepálení diod, protože není zajištěna stabilita dodávaného proudu. Napětí na zátěži zcela závisí na napájecím napětí.
2. Chybí galvanické oddělení, a proto existuje riziko úrazu elektrickým proudem. Nedoporučuje se při demontáži žárovek dotýkat se částí pod napětím, protože jsou pod fází.
3. Prakticky nelze dosáhnout vysokých svítících proudů, protože by to vyžadovalo zvýšení kapacit kondenzátorů.

Nicméně výhod je také mnoho, právě díky nim zůstávají kondenzátory oblíbené. Mezi klady patří jednoduchost montáže, široký rozsah výstupních napětí a nízká cena.

Lze směle experimentovat s vlastní výrobou, tím spíše, že některé součástky se najdou ve starých rádiích nebo televizorech.

Varianta #2 – se spínaným driverem

Na rozdíl od lineárního driveru s kondenzátorem, impulzní účinně chrání LED diody před výkyvy napětí a rušením v síti.

Příkladem impulzního zařízení je populární elektronický model CPC9909. Podívejme se podrobněji na jeho vlastnosti. Účinnost jeho použití dosahuje 98 % – ukazatel, při kterém lze skutečně hovořit o úspoře energie a ekonomice.

Mikročip CPC9909, vyvinutý společností Clare, se často používá pro vlastní montáž LED svítidel, včetně těch se zvýšeným výkonem. Řadič je uzavřen v kompaktním plastovém pouzdře.

Napájení zařízení může probíhat přímo z vysokého napětí – až 550 V, protože driver je vybaven vestavěným stabilizátorem. Díky tomuto stabilizátoru se schéma zjednodušilo a cena snížila.

Schéma LED driveru založeného na mikročipu CPC9909. Výhody schématu: možnost práce v teplotním rozsahu od -55 °C do +85 °C a napájení střídavým napětím.

Mikročip se úspěšně používá pro vývoj elektrických sítí nouzového a záložního osvětlení, protože je vhodný pro schémata zvyšujících měničů.

V domácích podmínkách se na bázi CPC9909 nejčastěji sestavují svítidla napájená z baterií nebo drivery s výkonem nepřesahujícím 25 W.

Varianta #3 – se stmívatelným driverem

Regulace jasu svícení osvětlovacích zařízení umožňuje nastavit v místnosti požadovanou úroveň osvětlení. Je to vhodné při vytváření oddělených zón, snižování jasu světla v denní době nebo pro zvýraznění interiérových předmětů.

Pomocí stmívače se využití elektrické energie stává racionálnějším a životnost elektrospotřebiče se zvyšuje.

Ukázka svítidla ve stylu retro se stmívačem. Vzhledem připomíná stolní osvětlovací zařízení petrolejovou lampu a na boku má ovládací knoflík jasu svícení.

Existují dva druhy stmívatelných driverů, každý z nich má své výhody. První pracují s PWM řízením.

Instalují se mezi lampu a zdroj napájení. Energie je dodávána ve formě pulzů různé délky. Příklad použití driveru s PWM regulací – běžící text.

Testování stmívatelného driveru o výkonu 40 W. Je určen pro kancelářské svítidla, dále pro zařízení pro parkoviště a veřejné budovy, kde je vyžadován režim úspory energie.

Stmívatelné drivery druhého typu působí přímo na zdroj napájení a používají se pro zařízení se stabilizovaným proudem.

Při regulaci proudu může docházet ke změně odstínu svícení: diody bílé barvy při snížení proudu začínají vyzařovat lehce žluté světlo, a při zvýšení – modré.

Stručný přehled a testování populárních LED žárovek

Ačkoli jsou principy konstrukce obvodů driverů různých osvětlovacích zařízení podobné, existují mezi nimi rozdíly jak v pořadí připojení prvků, tak v jejich výběru.

Podívejme se na schémata 4 žárovek, které jsou volně prodejné. V případě zájmu je lze opravit vlastníma rukama.

Pokud existují zkušenosti s prací s regulátory, lze vyměnit prvky obvodu, přepájet jej, mírně vylepšit.

Avšak pečlivá práce a úsilí při hledání prvků nejsou vždy opodstatněné – jednodušší je koupit nové svítidlo.

Varianta #1 – LED žárovka BBK P653F

U značky BBK existují dvě velmi podobné modifikace: žárovka P653F se liší od modelu P654F pouze konstrukcí vyzařovacího modulu. V souladu s tím je schéma driveru i konstrukce zařízení jako celku u druhého modelu postavena na principech uspořádání prvního.

Deska má kompaktní rozměry a promyšlené rozmístění prvků, pro jejichž upevnění jsou použity obě plochy. Přítomnost pulzací je vysvětlena absencí filtračního kondenzátoru, který by měl být na výstupu.

V konstrukci lze snadno najít nedostatky. Například místo instalace regulátoru: částečně v radiátoru, při absenci izolace, částečně v patici. Sestava na čipu SM7525 dává na výstupu 49,3 V.

Varianta #2 – LED žárovka Ecola 7w

Radiátor je vyroben z hliníku, patice z tepelně odolného polymeru šedé barvy. Na desce plošného spoje o tloušťce půl milimetru je upevněno 14 diod zapojených sériově.

Mezi radiátorem a deskou je vrstva teplovodivé pasty. Patice je upevněna samořeznými šrouby.

Schéma regulátoru je jednoduché, realizované na kompaktní desce. LED diody zahřívají základní desku až na +55 °C. Pulzace prakticky nejsou, rádiové rušení je také vyloučeno.

Deska je zcela umístěna uvnitř patice a připojena zkrácenými vodiči. Vznik zkratů je nemožný, protože okolo je plast – izolační materiál. Výstup regulátoru je 81 V.

Varianta #3 – rozebíratelná žárovka Ecola 6w GU5,3

Díky rozebíratelné konstrukci lze samostatně provádět opravy nebo vylepšovat driver zařízení.

Nicméně dojem kazí nevzhledný vzhled a konstrukce přístroje. Rozměrný radiátor zvyšuje hmotnost, proto se při upevnění lampy do objímky doporučuje dodatečné zajištění.

Deska má kompaktní rozměry a promyšlené rozmístění prvků, pro jejichž upevnění jsou použity obě plochy. Přítomnost pulzací je vysvětlena absencí filtračního kondenzátoru, který by měl být na výstupu.

Nevýhodou schématu je přítomnost znatelných pulzací světelného toku a vysoký stupeň rádiového rušení, což se jistě projeví na životnosti. Základem regulátoru je integrovaný obvod BP3122, výstupní hodnota je 9,6 V.

Více informací o LED žárovkách značky Ecola jsme uvedli v jiném našem článku.

Varianta #4 – žárovka Jazzway 7,5w GU10

Vnější prvky lampy se snadno oddělují, takže se k regulátoru dostanete poměrně rychle odšroubováním dvou párů samořezných šroubů. Ochranné sklo drží na západkách. Na desce je upevněno 17 diod v sériovém zapojení.

Nicméně samotný regulátor, nacházející se v patici, je důkladně zalit kompoundem a vodiče jsou zalisovány do svorek. K jejich uvolnění je třeba použít vrták nebo je rozpájet.

Nevýhoda schématu spočívá v tom, že funkci omezovače proudu plní obyčejný kondenzátor. Při zapnutí lampy vznikají proudové rázy, jejichž výsledkem je buď přepálení LED diod, nebo porucha LED můstku.

Rádiové rušení není pozorováno – a to díky absenci pulzního regulátoru, ale na frekvenci 100 Hz jsou patrné znatelné pulzace světla dosahující až 80 % maximální hodnoty.

Výsledek práce regulátoru – 100 V na výstupu, ale podle celkového hodnocení patří lampa spíše ke slabým zařízením. Její cena je zjevně nadsazená a přirovnána k ceně značek, které se vyznačují stabilní kvalitou výrobků.

Další vlastnosti a parametry lamp tohoto výrobce jsme uvedli v následujícím článku.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak jsou uspořádány ovladače pro LED, jaké jsou jejich vlastnosti a funkce, se můžete dozvědět z níže uvedených videí.

Rozbor schématu LED lampy MR-16:

Schéma ovladače pro vlastní montáž lamp o výkonu do 15 W:

Jak vypadá a funguje ovladač FT833A:

Domácí výrobek z dostupných komponentů:

Nyní na komerčních internetových platformách lze zakoupit sady a jednotlivé prvky pro montáž svítidel různého výkonu.

Pokud si přejete, můžete opravit vadnou LED lampu nebo upravit novou, abyste dosáhli lepšího výsledku. Při nákupu doporučujeme pečlivě kontrolovat parametry a shodu součástek.

Máte po přečtení výše uvedeného materiálu ještě dotazy? Nebo chcete přidat cenné informace a další schémata žárovek na základě osobních zkušeností s opravami LED lamp? Napište svá doporučení, přidejte fotografie a schémata, ptejte se v bloku komentářů níže.