Shema LED sijalke: zgradba najpreprostejših gonilnikov

LED svetlobni viri hitro pridobivajo priljubljenost in izpodrivajo neekonomične žarnice z žarilno nitko ter nevarne fluorescenčne analoge. Učinkovito porabljajo energijo, dolgo služijo, nekatere med njimi pa je po okvari mogoče popraviti.

Za pravilno zamenjavo ali popravilo pokvarjenega elementa boste potrebovali shemo LED sijalke in poznavanje konstrukcijskih značilnosti. Te informacije smo podrobno obravnavali v našem članku, pri čemer smo namenili pozornost vrstam sijalk in njihovi konstrukciji. Prav tako smo podali kratek pregled zgradbe najbolj priljubljenih LED modelov znanih proizvajalcev.

Kako je zgrajena LED sijalka?

Tesno seznanjanje s konstrukcijo LED svetilke je lahko potrebno le v enem primeru – če je treba popraviti ali izboljšati vir svetlobe.

Domači mojstri, ki imajo na voljo komplet elementov, lahko samostojno sestavijo sijalko na LED, a za začetnika to ni mogoče.

Glede na to, da so naprave z LED postale osnova sistemov osvetlitve sodobnih stanovanj, lahko znanje razumevanja zgradbe sijalk in njihovega popravljanja prihrani pomemben del družinskega proračuna.

Toda po preučitvi sheme in ob osnovnih veščinah dela z elektroniko lahko tudi začetnik razstavi sijalko, zamenja pokvarjene dele in obnovi funkcionalnost naprave. Če želite izvedeti podrobna navodila za odkrivanje okvare in samostojno popravilo LED sijalke, pojdite, prosim, na to povezavo.

Ali je smiselno popravilo LED sijalke? Seveda. V nasprotju z analogi z žarilno nitko po 0,10 € na kos, LED naprave stanejo drago.

GAUSS hruška – približno 0,80 €, bolj kakovostna alternativa OSRAM – 1,20 €. Zamenjava kondenzatorja, upora ali diode bo cenejša, poleg tega pa lahko življenjsko dobo sijalke s pravočasno zamenjavo podaljšamo.

Obstaja veliko modifikacij LED-svetilk: sveče, hruške, krogle, sofiti, kapsule, trakovi in druge. Razlikujejo se po obliki, velikosti in konstrukciji. Da bi jasno videli razliko od žarnice z žarilno nitko, si oglejte pogost model v obliki hruške.

Namesto steklene žarnice – mat difuzor, žarilno nitko so zamenjale „dolgotrajne“ diode na plošči, odvečno toploto odvaja hladilnik, stabilnost napetosti pa zagotavlja gonilnik.

Če se oddaljimo od običajne oblike, lahko opazimo le en znan element – grlo. Velikostni razpon grl je ostal enak, zato se prilegajo tradicionalnim okovom in ne zahtevajo zamenjave električnega sistema. A tu se podobnost konča: notranja zgradba LED-naprav je veliko bolj zapletena kot pri žarnicah z žarilno nitko.

LED-svetilke niso namenjene neposrednemu delovanju iz omrežja 220 V, zato je v napravi vgrajen gonilnik, ki je hkrati napajalnik in krmilnik. Sestavljen je iz številnih majhnih elementov, katerih glavna naloga je usmeriti tok in znižati napetost.

Različice shem in njihove značilnosti

Da bi ustvarili optimalno napetost za delovanje naprave na diodah, gonilnik sestavijo na podlagi sheme s kondenzatorjem ali padajočim transformatorjem. Prva možnost je cenejša, druga se uporablja za opremljanje močnih svetilk.

Obstaja tudi tretja različica – inverterske sheme, ki jih izvajajo za sestavljanje zatemnilnih svetilk ali za naprave z velikim številom diod.

Različica #1 — s kondenzatorji za zmanjšanje napetosti

Oglejte si primer s kondenzatorjem, saj so tovrstne sheme pogoste v gospodinjskih svetilkah.

Elementarna shema gonilnika LED-svetilke. Glavna elementa, ki dušita napetost, sta kondenzatorja (C2, C3), vendar isto funkcijo opravlja tudi upor R1.

Kondenzator C1 ščiti pred motnjami električnega omrežja, C4 pa gladi valovanje. Ob dovajanju toka dva upora – R2 in R3 – omejujeta tok in hkrati ščitita pred kratkim stikom, element VD1 pa pretvarja izmenično napetost.

Ko se dovod toka prekine, se kondenzator izprazni s pomočjo upora R4. Mimogrede, R2, R3 in R4 ne uporabljajo vsi proizvajalci LED-izdelkov.

Za preverjanje kondenzatorja se precej pogosto uporablja multimeter.

Slabosti sheme s kondenzatorji:

1. Možno je pregorevanje diod, saj ni stabilnosti pri dovajanju toka. Napetost na bremenu je popolnoma odvisna od napajalne napetosti.
2. Ni galvanske ločitve, zato obstaja nevarnost električnega udara. Pri razstavljanju svetilk ni priporočljivo dotikati se delov pod napetostjo, saj so pod fazo.
3. Praktično je nemogoče doseči visoke svetilne tokove, ker bi to zahtevalo povečanje kapacitivnosti kondenzatorjev.

Vendar pa je tudi veliko prednosti, prav zaradi njih kondenzatorji ostajajo priljubljeni. Prednosti so enostavna sestava, širok razpon izhodnih napetosti in nizka cena.

Lahko pogumno eksperimentirate z lastno izdelavo, še posebej, ker boste nekatere dele našli v starih radijskih sprejemnikih ali televizorjih.

Različica #2 — z impulznim gonilnikom

V nasprotju z linearnim gonilnikom s kondenzatorjem, impulzni gonilnik učinkovito ščiti LED diode pred napetostnimi nihanji in motnjami v omrežju.

Primer impulzne naprave je priljubljen elektronski model CPC9909. Podrobneje si oglejmo njegove značilnosti. Učinkovitost njegove uporabe dosega 98 % – to je vrednost, pri kateri lahko resnično govorimo o varčevanju z energijo in prihrankih.

Mikročip CPC9909, ki ga je razvilo podjetje Clare, pogosto uporabljajo za samostojno izdelavo LED svetilk, vključno z večjo močjo. Krmilnik je zaprt v kompaktno plastično ohišje.

Napajanje naprave lahko poteka neposredno iz visoke napetosti – do 550 V, saj je gonilnik opremljen z vgrajenim stabilizatorjem. Zaradi tega stabilizatorja je vezje postalo preprostejše, cena pa nižja.

Vezje LED gonilnika na osnovi mikročipa CPC9909. Prednosti vezja: možnost delovanja v temperaturnem območju od –55 °C do +85 °C in napajanje z izmeničnim tokom.

Mikročip uspešno uporabljajo za razvoj električnih omrežij zasilne in rezervne razsvetljave, saj je primeren za vezja povečevalnih pretvornikov.

V domačih pogojih na osnovi CPC9909 najpogosteje sestavljajo svetilke z napajanjem iz baterij ali gonilnike z močjo, ki ne presega 25 W.

Različica #3 — z zatemnljivim gonilnikom

Uravnavanje svetlosti osvetljevalnih naprav omogoča nastavitev želene ravni osvetlitve v prostoru. To je priročno pri ustvarjanju posameznih con, zmanjševanju svetlosti podnevi ali za poudarjanje notranjih predmetov.

S pomočjo zatemnilnika postane poraba električne energije bolj racionalna, življenjska doba električne naprave pa se podaljša.

Primer svetilke v retro slogu z zatemnilnikom. Po videzu namizna svetilka spominja na petrolejko in na strani ima ročaj za uravnavanje svetlosti.

Obstajata dve vrsti dimmabilnih gonilnikov, od katerih ima vsak svoje prednosti. Prvi delujejo s PWM krmiljenjem.

Nameščeni so med svetilko in napajalnikom. Energija se dovaja v obliki impulzov različnih trajanj. Primer uporabe gonilnika s PWM regulacijo je tekoča vrstica.

Preizkus zatemnljivega gonilnika moči 40 W. Namenjen je pisarniškim svetilkam ter napravam za avtoparking in javne zgradbe, kjer je potreben varčevalni način električne energije.

Zatemnljivi gonilniki druge vrste vplivajo neposredno na vir napajanja in se uporabljajo za naprave s stabiliziranim tokom.

Pri uravnavanju toka lahko pride do spremembe odtenka svetlobe: diode bele barve pri zmanjšanju toka začnejo oddajati rahlo rumeno svetlobo, pri povečanju pa modro.

Kratek pregled in testiranje priljubljenih LED sijalk

Čeprav so načela gradnje shem gonilnikov različnih svetlobnih naprav podobna, so med njimi razlike tako v zaporedju povezovanja elementov kot v njihovi izbiri.

Oglejmo si sheme 4 svetilk, ki so prosto dostopne. Po želji jih je mogoče popraviti sami.

Če imate izkušnje z delom s krmilniki, lahko zamenjate elemente sheme, jo prespajkate in rahlo izboljšate.

Vendar skrbno delo in prizadevanja za iskanje elementov niso vedno upravičeni – lažje je kupiti novo svetlobno napravo.

Različica #1 – LED sijalka BBK P653F

Pri znamki BBK obstajata dve zelo podobni modifikaciji: svetilka P653F se od modela P654F razlikuje le v konstrukciji oddajnega sklopa. Posledično sta tako shema gonilnika kot celotna zasnova naprave pri drugem modelu zgrajeni po načelih prvega.

Plošča ima kompaktne dimenzije in premišljeno razporeditev elementov, za pritrditev katerih sta uporabljeni obe ravnini. Prisotnost utripanja je posledica odsotnosti filtrirnega kondenzatorja, ki bi moral biti na izhodu.

V konstrukciji je enostavno odkriti pomanjkljivosti. Na primer, mesto namestitve krmilnika: delno v radiatorju, brez izolacije, delno v podnožju. Sestav na čipu SM7525 daje na izhodu 49,3 V.

Različica #2 – LED sijalka Ecola 7w

Radijator je izdelan iz aluminija, podnožje pa iz toplotno obstojnega sivega polimera. Na tiskanem vezju debeline pol milimetra je pritrjenih 14 zaporedno povezanih diod.

Med hladilnikom in vezjem je plast toplotno prevodne paste. Podnožje je pritrjeno s samoreznimi vijaki.

Shema krmilnika je preprosta, izvedena na kompaktnem vezju. LED diode segrejejo osnovno ploščo do +55 °C. Utripanja skoraj ni, radijske motnje so prav tako izključene.

Vezje je v celoti nameščeno v podnožju in povezano s skrajšanimi žicami. Kratki stiki niso možni, ker je okoli plastika – izolacijski material. Izhod krmilnika je 81 V.

Različica #3 – razstavljiva sijalka Ecola 6w GU5,3

Zahvaljujoč razstavljivi konstrukciji lahko samostojno izvajate popravila ali izboljšate gonilnik naprave.

Vendar pa slab vtis puščata neprivlačen videz in zasnova naprave. Velik hladilnik povečuje težo, zato je pri pritrjevanju sijalke na okov priporočljivo dodatno fiksiranje.

Plošča ima kompaktne dimenzije in premišljeno razporeditev elementov, za pritrditev katerih sta uporabljeni obe ravnini. Prisotnost utripanja je posledica odsotnosti filtrirnega kondenzatorja, ki bi moral biti na izhodu.

Pomanjkljivost sheme je prisotnost opaznega utripanja svetlobnega toka in visoka stopnja radijskih motenj, kar bo zagotovo vplivalo na življenjsko dobo. Osnova krmilnika je integrirano vezje BP3122, izhodna vrednost je 9,6 V.

Več informacij o LED sijalkah znamke Ecola smo obravnavali v drugem našem članku.

Različica #4 – sijalka Jazzway 7,5w GU10

Zunanje elemente sijalke je mogoče enostavno ločiti, zato lahko do krmilnika dokaj hitro pridete, ko odvijete dva para samoreznih vijakov. Zaščitno steklo držijo zaskočke. Na vezju je pritrjenih 17 diod z zaporedno povezavo.

Vendar je sam krmilnik v podnožju obilno zalit z zalivno maso, žice pa so stisnjene v sponkah. Da jih sprostite, morate uporabiti sveder ali pa jih odspajkati.

Pomanjkljivost sheme je v tem, da funkcijo omejevalnika toka opravlja navaden kondenzator. Ob vklopu sijalke nastanejo tokovni sunki, kar povzroči pregorevanje LED diod ali okvaro LED mostiča.

Radijskih motenj ni – in to vse zaradi odsotnosti impulznega krmilnika, vendar pri frekvenci 100 Hz opazimo opazno utripanje svetlobe, ki dosega do 80 % največje vrednosti.

Rezultat delovanja krmilnika – 100 V na izhodu, vendar po splošni oceni svetilka sodi med šibke naprave. Njena cena je očitno precenjena in izenačena s ceno blagovnih znamk, ki jih odlikuje stabilna kakovost izdelkov.

Druge lastnosti in značilnosti svetilk tega proizvajalca smo navedli v naslednjem članku.

Zaključki in koristen video na to temo

Kako so zgrajeni gonilniki za LED, kakšne so njihove lastnosti in funkcije, lahko izveste iz spodaj predstavljenih videoposnetkov.

Analiza vezja LED-svetilke MR-16:

Vezje gonilnika za samostojno sestavljanje svetilk moči do 15 W:

Kako izgleda in deluje gonilnik FT833A:

Samonarejen izdelek iz priročnih materialov:

Trenutno je na komercialnih spletnih platformah mogoče kupiti komplete in posamezne elemente za sestavljanje svetlobnih naprav različnih moči.

Po želji lahko popravite okvarjeno LED-svetilko ali predelate novo, da dobite boljši rezultat. Pri nakupu priporočamo, da natančno preverite lastnosti in ujemanje delov.

Ali imate po branju zgoraj navedenega gradiva še kakšna vprašanja? Ali želite dodati dragocene informacije in druge sheme žarnic na podlagi svojih osebnih izkušenj s popravilom LED žarnic? Napišite svoja priporočila, dodajte fotografije in sheme, postavljajte vprašanja v spodnjem bloku za komentarje.