Делаем вечную лампочку: вопросы и ответы
Мой рассказ о том, как за пять минут модифицировать светодиодную лампу, чтобы значительно продлить ей срок жизни, вызвал огромный интерес.
У многих возникли вопросы и сомнения. Постараюсь ответить на вопросы и развеять сомнения.
Мою статью на разных площадках прочитали уже более 880 тысяч человек (442 тыс на Пикабу, 261 тыс дочитываний в Дзене (показов 2.9 млн), 113 тыс на Хабре (https://habr.com/ru/company/lamptest/blog/547730/), 20 тыс на Mysku, 45 тыс в ЖЖ). Общее количество комментариев превысило 2500. Я физически не могу ответить на каждый, но отвечу на самые часто встречающиеся.
Впервые в интернете увидел этот способ лет назад, что здесь нового?
Я не претендую на идею. Я лишь нашёл лампочку, идеально подходящую для переделки, подробно рассказал, как её модифицировать и измерил её параметры до и после переделки. Об этом способе я узнал из блога израильтянки Амит Терко.
Не понял -«ломаем резистор». Ломаем и разъединяем или ломаем резистор и паяем ножки?
Судя по картинке, там припой вместо R2? Или я ошибаюсь, и должен быть разрыв?
Резистор должен быть разорван. На фото остатки от сломанного резистора (у него проводящий слой был сверху, а остальное просто керамика).
«Ну хоть бы выпаять предложил, а не выломать».
«Зачем ломать, можно просто отпаять».
«А можно отпаять, а не ломать?»
Плата у лампы алюминиевая и отпаять резистор будет непросто. Да и паять умеют далеко не все, а выломать сможет каждый, у кого «прямые» руки.
Интересно, а насколько велика мощность рассеивания у R1? И не будет ли он перегреваться, и в конце концов сгорит?
Эти резисторы подключены ко входу микросхемы и задают ток. Мощность, рассеиваемая на них, мала.
Вот типовая схема светодиодной лампы с импульсным драйвером (токозадающие резисторы RS1, RS2).
Интересно, зачем ставят два резистора, а не один?
Чтобы можно было точнее подобрать общее сопротивление и, соответственно, ток через светодиоды.
А что у всех 2 резистора и у любой стало быть надо ломать именно второй резистор?
В дешёвых лампах ради экономии ставят один резистор. Для переделки такой лампы придётся заменять резистор на другой большего номинала.
Если резистора два, и они стоят параллельно, нужно ломать тот, у которого номинал больше.
А если вместо R2 (5.6 Ом) отпаять сопротивление R1 (2.7 Ом) — насколько снизится яркость и температура?
Снизится сильно, так делать не стоит.
А после переделки параметры, кроме температуры, замерял? Как там с пульсацией и CRI?
Измерял. Ничего не меняется.
А не проще ли сразу купить лампу менее мощную и не заморачиваться «тюнингом»?
Нет! У менее мощной лампы меньше светодиодов, которые точно так же «работают на износ». Модифицируя лампу, мы даём возможность светодиодам работать в щадящем режиме.
Как снять колпак?
У лампочки Navigator, которую я нашёл для переделки, колпак можно просто оторвать рукой. У других ламп снять колпак может быть очень непросто. Советуют прогреть его феном прежде, чем пытаться оторвать. Осторожно! У очень старых ламп (например первых IKEA) колпак стеклянный и при попытке его оторвать можно сильно пораниться.
Как поставить колпак обратно, чтобы он не отвалился при вкручивании?
У того же Навигатора колпак защёлкивается и держится хорошо. У других ламп можно зафиксировать колпак двумя каплями суперклея.
Я конечно скорее всего чего-то не понимаю но если I=U/R то при уменьшении сопротивления ток возрастает… соответственно вырастает и мощность… или я чего то не понимаю?
В лампе, которую мы модифицируем, два резистора соединены параллельно. Когда мы отламываем один, общее сопротивление увеличивается.
А как нашли, что у лампы навигатор кишки снаружи? Светили в магазинах чем-то через матовую колбу?
Просто разобрал несколько ламп и нашёл подходящую.
Производители тоже вас читают и модифицируют изделия так чтобы нельзя было так легко влезть и «подкрутить». Такую инфу нужно распространять подпольно, а иначе она очень быстро устаревает.
Вопреки устоявшемуся мнению, производитель будет только рад, если его лампа станет работать дольше. Ведь когда преждевременно сгорает лампа, покупатель старается больше не покупать лампы этого производителя.
Хорошо также в пластмассовом цоколе просверлить штуки 4 отверстия диаметром примерно 4 мм. тогда горячий воздух будет выходить из лампы и снизится температура внутри, что так же увеличит срок службы лампы.
Особой конвекции там не будет и если это и продлит срок службы, то незначительно. Кстати, многие думают, что корпус целиком пластиковый, но это не так — корпус лампы представляет собой алюминиевый стакан-теплоотвод, снаружи покрытый пластиком.
«Если есть место в патроне или выключателе, можно последовательно с лампой подключить конденсатор 0.5÷1 мкФ. Зависит от мощности лампы, на 160 ÷250в. Яркость упадет но работать будет вечно.»
Нет, если лампа с импульсным драйвером, это не работает.
«Если лампочка в (под) закрытым плафоном проще просто отодрать рассеиватель у лампочки и теплоотвод возрастет и яркость увеличится, а ресурс должен повыситься (перегрев светодиодов уменьшится, а у радиатора лампочки теплоотвод улучшиться), но плафон должен быть обязательно закрытого типа, защита от дураков и детишек.»
Если снять плафон, яркость в целом увеличится всего на 5-8% (https://ammo1.livejournal.com/1220220.html) и сильно уменьшится угол освещения. Перегрев действительно немного уменьшится, но не так значительно, как при уменьшении тока.
За счёт чего выросла энергоэффективность?
Энергоэффективность светодиода зависит от приложенного тока. Чем ниже ток, тем выше эффективность.
А если лампа с раздельными платами, что нужно там отломать?
На плате драйвера обычно есть два таких же токозадающих резистора, но извлечь две платы и поставить обратно весьма непростая задача и это точно займёт не пять минут.
Какие лампы подойдут для переделки?
Для простейшей модификации с выламыванием резистора подходят лишь некоторые лампы. У них должна быть одноплатная конструкция и два токозадающих резистора, включенные параллельно. А ещё у них должен более-менее легко сниматься колпак-рассеиватель.
Многие лампы имеют двухплатную конструкцию, у них под колпаком лишь плата со светодиодами, а плата драйвера находится внутри корпуса.
Возня с разборкой и сборкой такой лампы займёт не один час (возможно даже придётся высверливать завальцовку цоколя) и на мой взгляд, это нецелесообразно.
У дешёвых ламп с одноплатной конструкцией ради экономии установлен только один резистор. Вот, например, Эра 15 Вт с датой выпуска 15.03.19.
Место под второй резистор есть, но стоит лишь один на 1.74 Ом.
Ещё пример: Старт 15 Вт с датой выпуска 08.2019.
Резистор только один на 2.87 Ом.
Для модификации таких ламп придётся заменить резистор на другой большего номинала.
Встречаются и лампы, у которых два токозадающих резистора включены не параллельно, а последовательно (один из читателей обнаружил такое у лампы OSRAM). В этом случае также придётся заменять резисторы.
Я даже не уверен на 100%, что для переделки подходят точно такие же лампы Navigator с другой датой выпуска — не исключено, что конструкция у них менялась.
Я продолжу поиск ламп, пригодных для быстрой модификации. Как только что-то найду, сделаю все измерения «до и после» и расскажу об этом.
Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория
Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.
Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.
Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.
С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.
Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».
В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.
Содержание статьи
Теория
Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.
Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.
Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.
Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.
Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.
Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.
Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.
Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.
Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.
Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы
Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.
Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:
R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.
Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.
Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.
Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.
Расчёт выходного тока достаточно прост:
Получается достаточно компактное решение:
Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:
Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.
Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка
ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.
При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).
Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.
Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:
А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.
Подробнее про широтно-импульсную модуляцию:
Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В
Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.
Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.
Устройство диммируемых светодиодных ламп:
Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В
Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.
Различают такие диммеры по фронту работы:
1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:
2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.
Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.
Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.
Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В
Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.
Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.
Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».
Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.
Вот пример использования такого решения:
Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.
Заключение
Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.
Как увеличить яркость светодиодной лампы
В магазине бывает очень сложно определиться с выбором светодиодной лампы, вроде они все похожи друг с другом, разница только в мощности и в типе колбы. Но, вот здесь и существует особенности, ведь можно подобрать такую колбу, с помощью которой можно будет увеличить яркость светодиодной лампы. Как бы это не звучало, но без особых усилий вы сможете сделать так, что ваша LED будет светить гораздо ярче. Однако здесь есть множество особенностей, их стоит брать в учет.
Как увеличить яркость светодиодной лампы в домашних условиях
Во-первых, если у вас диоды в кукурузах – с ней сделать ничего не получится. Светит она на 360 градусов и диоды расставлены по всему периметру. Плюс ко всему они часто не защищенные, ни в коем случае нельзя прикасаться к ним голыми руками, они сразу перегорят. Сразу стоит заметить, что для Китайских светодиодных ламп такой способ используется чаще всего. 
Но, мы сейчас поговорим только о тех LED, мощность которых можно будет увеличить.
Всего можно выделить три типа колб:
- Матовый из пластика.
- Прозрачный из пластика.
- Стеклянный, прозрачный или матовый.
Недостатки увеличения яркости LED
Колба всегда выступает в виде защиты для глаз. Если ее убрать результат может быть плачевным. Делать это не рекомендуется, если у вас есть дети, их глаза будут сразу подвержены серьезной нагрузке, и рано или поздно зрение ухудшиться.
Конечно, решать вам, увеличить яркость светодиодной лампы или нет. Но, мы рекомендуем, если помещение жилое – не делать этого. Это касается и офисов.
Когда можно увеличить мощность LED
В следующих случаях вы можете без опасения снимать колбу. Но, обращайте свое внимание, на лампу в этом случае не должна попадать влага. Также читайте: Лампы Jazzway и Philips сравнение.
- Лампы, которые устанавливаются в подъезде. Можно смело добавлять яркости, особенно при использовании Китайских ламп.
- В закрытых плафонах, которые покрыты матовым цветом.
- В открытом плафоне, только в этом случае свет должен быть направлен вверх.
- В люстрах, светящихся вертикально.
Обратите внимание, если установить лампу в матовом плафоне – вы потеряете 40% яркости, ее лучше снимать.
В качестве примера мы взяли лампу Philips и сняли с нее защитную колбу, вот такие результаты у нас получились:
- С колбой – 500 люмен.
- Без колбы – 689 люмен.
Как видите, результат ни лицо, мощность увеличилась на 27%. Если такая лампа будет установлена в нежилом помещении – это прекрасное решение.
Совет, можно купить дешевую лампу и снять с нее колбу, так вы получите хорошую яркость по низкой стоимости.
Доработка схем светодиодных ламп
Сегодняшняя статья – первая в этом году, и первая в Конкурсе статей 2019 года. Но не первая – у её Автора, Алексея Филиппова, который неоднократно публиковался на СамЭлектрик.ру.
На этот раз Алексей расскажет про устройство и электрические схемы светодиодных ламп, и расскажет про 4 простых способа доработки схем светодиодных ламп.
Идеи, изложенные в статье – его собственные. Только идея с уменьшением тока светодиодов не новая, остальное он сам придумал, сам опробовал и применил.
Я лишь буду, как обычно, в цитатах вставлять некоторые комментарии и ссылки.
Итак, слово Автору.
4 простых доработки светодиодных ламп
Речь пойдёт про современные светодиодные лампочки, которые теперь стали более доступны. Идеи доработки LED ламп, изложенные в статье, пригодятся заядлым самодельщикам. В начале рассмотрим конструкцию, позже доработки.
Современная конструкция ламп получилась в результате эволюции проб конструкторов сделать лампочку доступной и максимально эффективной и сейчас эта конструкция наиболее часто встречается.
Сравнение принципов построения схем светодиодных ламп
Чаще всего встречается неизолированный драйвер, его схему делают на импульсном понижающем преобразователе.
Применение такого драйвера в светодиодной лампочке имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими схемами:
- хорошая стабильность выходного тока в широком диапазоне питающего напряжения, полное отсутствие пульсаций, по сравнению со схемой на конденсаторном балласте.
- более высокий КПД по сравнению с изолированным и с линейным драйвером. Выходное напряжение такого драйвера гораздо выше, чем у изолированных драйверов. Для получения заданной мощности, применяются светодиоды с несколькими кристаллами в одном корпусе, что позволяет поднять напряжение и снизить ток в цепи, КПД повышается за счет снижения потерь в цепи питания.
- меньшие размеры и стоимость по сравнению с изолированным драйвером, так как дроссель получается меньше, чем трансформатор для такой же мощности. Из за особенности схемы, дросселю не нужно переваривать всю мощность, в отличии от трансформатора в изолированном драйвере, меньше нужно материала, для его изготовления.
Сравнение внешнего вида драйверов светодиодных ламп
Будьте осторожны при работе с такими драйверами, чтобы не получить удар током!
СамЭлектрик.ру в социальных сетях:
Подписывайтесь! Там тоже интересно!
Фото платы изолированного драйвера с обратной стороны:
Изолированный драйвер для светодиодов с разделительным трансформатором
Разбираем светодиодную лампочку
Корпус ламп делают из композитного материала, который служит теплоотводом для светодиодов. Разбираются лампочки разных производителей довольно просто. Рассеиватель держится по периметру на защелках и силиконе. Поддеваем ножом и подрезаем герметик по кругу, колпак рассеивателя снимается с некоторым усилием.
Разборка светодиодной лампы
Плата с диодами может быть запрессована или прикручена винтами, контакты могут быть припаяны или съемными. С прикрученной платой всё просто, а вот с запрессованной придётся повозится. Мне обычно удается подковырнуть плату плоской отвёрткой, но каждый раз, у разных производителей это не всегда удаётся совсем без повреждений корпуса, иногда откалывается кусок пластика, который затем можно приклеить обратно, если есть необходимость.
После снятия платы со светодиодами не нужно сразу пытаться извлечь драйвер, это не получится. Будут мешать провода, идущие от цоколя лампы.
Драйвер внутри светодиодной лампы
На заводе сборка происходила в другом порядке, чем мы пытаемся разобрать. Необходимо поддеть и вытащить центральный контакт цоколя лампы, так один вывод освободится, а второй можно отпаять или отрезать от самой платы, а потом при сборке его придётся удлинить.
Смотрим, как устроена LED лампочка
Теперь можно рассмотреть все детали лампы и из чего она устроена. Разработчики ламп заложили определенные характеристики в конструкцию лампы, а именно ток через светодиоды, который обусловлен несколькими требованиям, такими как температурный режим, яркость и мощность потребления, срок службы лампочки и соотношение цены и всех этих характеристик.
Теорию мирового заговора производителей, по которой производители заинтересованы делать не надёжные вещи, мы рассматривать не будем, моё мнение что это миф, всё диктует маркетинг и потребители, а производители делают то что у них заказывают, то что хорошо продаётся, значит всегда ищут середину между надежностью и ценой. В наших реалиях обычно более дешёвые товары выигрывает по продажам, в итоге имеем то что имеем.
Выход из строя лампочки в большинстве случаев происходит из-за обрыва в цепи светодиодов.
Неисправная лампа – на сгоревшем светодиоде, который обрывает цепь, можно видеть черную точку.
При эксплуатации, после включения лампочки, происходит нагрев кристаллов светодиодов и термическое расширение. Токопроводящие выводы от кристаллов делают в виде тонких нитей из золота, так как золото очень пластичный металл и хорошо переносит деформации не разрушаясь. Коэффициент расширения у кристаллов и остальных материалов конструкции светодиода не одинаков, со временем от включений и выключений лампочки, термическая деформация разрушает вывод кристалла светодиода или место его крепления, цепь разрывается и лампа выходит из строя.
К слову, для меньшего воздействия температуры на линейные размеры, хорошее решение делать светодиоды с несколькими более мелкими кристаллами, чем с одним большим такой же общей площади, и за одно это позволяет поднять напряжение питания светодиода при последовательном включении кристаллов внутри одного корпуса светодиода.
Светодиод для лампы с тремя кристаллами, работающими в облегченном режиме
Доработка лампы для увеличения срока службы
Первая доработка заключается в снижении тока через светодиоды, что позволяет значительно продлить срок службы лампы, яркость свечения при этом неизбежно снижается. Снижение яркости при снижении тока через светодиоды происходит не линейно, с некоторым отставанием, так что снижением тока достигается дополнительное повышение КПД светодиода, что в свою очередь еще больше снижает температуру кристаллов, такой доработкой убиваем двух зайцев.
Для наглядности КПД светодиода и потерь в виде тепла, дан график зависимости тока через светодиод и яркости свечения, где показана нелинейная зависимость.
Зависимость яркости светодиода от прямого тока с учетом тепловых потерь
Обычно это легко сделать без схем и даташитов на микросхему драйвера. Нужно найти на плате резистор или пару резисторов включенную в параллель с сопротивлением в несколько Ом – это датчик тока который нас интересует. Такой резистор – датчик тока, есть абсолютно во всех схемах драйверов, как в импульсных, так и в линейных, и везде сопротивление датчика единицы Ом.
Первая переделка схемы драйвера LED лампы
Резистор нужно заменить на резистор бОльшего сопротивления или отпаять один из двух резисторов. Ток через светодиоды снижается пропорционально увеличению сопротивления резистора датчика тока.
Доработка схемы – показан резистор обратной связи
Даже незначительное снижение тока через светодиоды и мощности лампы существенно продлевает срок службы, так как температура самого кристалла светодиода снижается гораздо в большей степени, чем температура наружного корпуса лампы из за теплового сопротивления переходов кристалл-подложка-припой-проводник платы и т.д., и уменьшается тепловое расширение разрушающее место крепления проводника к кристаллу.
Возьмем случай для наглядности как тепло передается от кристалла в окружающую среду: допустим линия электропередач где нибудь либо очень длинная, либо сечение проводов маленькое, при включении приборов разной мощности происходит заметная “просадка” напряжения , чем выше мощность потребителя, тем больше просадка напряжения (потери).
Так и с теплом у светодиодов, при одном и том же тепловом сопротивлении, при меньшей мощности на кристалле, тепло лучше передаётся на корпус и в окружающий воздух (меньше “просадка”).
Более дорогие лампы отличаются большим количеством светодиодов на меньшем токе и заниженной мощности, чем у более дешёвых ламп, светоотдача люмен/вт у них больше и режим светодиодов более щадящий. На фото ниже лампочка с заявленной светоотдачей около 108 Лм/вт, тогда как обычно это не более 100 лм/вт.
Светодиодная лампочка с большей светоотдачей
Я обычно занижаю мощность на 20-30%, но делаю это на новой лампе, пока золотые проводники еще крепкие.
Та же лампа, со вскрытой колбой
Делал занижение мощности когда проводил ремонт светодиодной лампы, но тут для надёжного результата нужно снижать ток через светодиоды как минимум на 50%, так как все светодиоды из одной партии и работали в одинаковых условиях, раз один сгорел, то остальные будут один за одним все потихоньку выходить из строя, лампа долго после ремонта не проработает без занижения мощности, если конечно не заменить сразу все диоды на новые, но это не всегда приемлемо.
Плавное увеличение яркости при включении
Вторая доработка позволяет включать лампу плавно, например для применения в спальне.
Для этого нужно включить позистор (терморезистор с положительной температурной зависимостью, или термистор PTC) параллельно всем или большей части светодиодов.
Доработка светодиодной лампы для плавного включения яркости
Работает схема просто: Пока позистор холодный, его сопротивление минимально и ток течет через часть светодиодов и позистор и постепенно разогревает его. По мере прогрева, сопротивление плавно нарастает и плавно включает в цепь остальные светодиоды – яркость плавно нарастает.
Доработка светодиодной лампы позистором
Доработка светодиодной лампы термистором для плавного розжига
Драйвер для последовательно включенных светодиодов, который используется в люстре, и его схему я подробно рассмотрел в статье Почему перестали гореть светодиоды в люстре.
Позистор нужен с холодным сопротивлением 330-470 Ом, его маркировка wmz11a, такие есть в продаже или их можно добыть из энергосберегающей лампы мощностью 32 вт, в менее мощных КЛЛ, позистор с холодным сопротивлением 1 кОм и более, что не очень подходит для нашей доработки, разве что взять их несколько штук и соединить параллельно, но я этот способ не пробовал.
Позистор (терморезистор), который входит в схему КЛЛ
Вариант на Али: https://ru.aliexpress.com/item/MZ8-100R-200R-300R-400R-500R-600R-700R-800R-900R-1-1-2/32906779106.html
Схемы энергосберегающих ламп и их ремонт я уже подробно разбирал.
Я так доработал 3 лампы в люстре на потолке, мощностью 7Вт (а было 9 вт изначально, мощность занижена для долговечности), и одну лампочку 3Вт в бра. Плавное включение до 100% происходит примерно за 30 сек.
Плавное включение LED лампочки – доработка схемы
Ночник с пониженной яркостью на светодиодной лампочке
Третья доработка заключается в том, чтобы сделать дополнительную функцию – ночник. У меня такая лампа установлена в темном коридоре и это удобно, ночью света достаточно чтобы пройти.
Ночник на переделанной LED лампе
Тут нужно доработать драйвер, убрать резистор который есть на плате драйвера, он нужен в схеме для разрядки выходного фильтрующего конденсатора и допаять резистор 150 кОм мощностью 1 Вт параллельно выводам микросхемы.
Схема доработки светодиодной лампочки для работы в режиме ночника
Еще нужно установить в выключатель резистор 68 кОм и мощностью 1 Вт параллельно контактам выключателя, но стоит помнить, что теперь патрон лампочки будет находиться под напряжением.
Резистор на контактах выключателя для переделки схемы LED лампочки
Работает схема так : Образуется делитель напряжения, один из резисторов делителя в выключателе, а второй в лампе. Питание приходит на лампу но с меньшим напряжением благодаря делителю. Для запуска драйвера напряжения недостаточно, ток идет по цепи через резисторы делителя и светодиоды, лампа светится с малой яркостью, которая будет зависеть от сопротивления резисторов.
В некоторых драйверах (не во всех, стоит попробовать в начале без подстроечника) придется поставить подстроечный резистор 100 кОм параллельно керамическому конденсатору фильтра питания микросхемы, чтобы настроить напряжение питания и избежать эффекта мигания лампы в режиме ночника, когда микросхема драйвера пытается стартовать.
Резистор подстроечный для переделки схемы LED лампочки
Подстроечным резистором нужно добиться, чтобы микросхема не стартовала в режиме ночника, а в штатном режиме работала как положено. Мощность потребления ночника с приведенными номиналами резисторов 0,42 вт. Когда выключатель включен, лампа работает как обычно, но мощность лампы становиться выше, чем была раньше, ровно на ту мощность, которая будет рассеиваться на резисторе, припаянном на выводы микросхемы драйвера.
Схема светодиодной лампы с датчиком освещенности
Четвертая доработка тоже расширяет функционал как и третья . Я сделал светильник с использованием драйвера от лампочки и функцией полноценного сумеречного датчика. Понадобилось кроме драйвера дополнительно всего две детали!
Я уже писал статьи про датчики освещенности (сумеречное реле), которые есть в продаже. Тут про его устройство, а тут его схема.
Схема Светодиодной лампочки с встроенным датчиком освещенности
Схема сумеречного датчика (фотореле) получается энергоэффективной, компактной и дешевой. Потребление в режиме ожидания 0.06 вт.
Гениально по простоте, эффективности и функционалу.
Фоторезистор, обозначенный на схеме LDR применён GL5537, также подходит GL5539, подстроечный резистор любой подходящий, сопротивлением 68-100 кОм.
Схема работает так: фоторезистор включен в схему драйвера параллельно питанию микросхемы, при увеличении освещенности его сопротивление уменьшается и шунтирует питание микросхемы драйвера, позволяя выключать свет, или включать светильник по мере наступления темноты и снижения освещенности. Ток который потребляет микросхема всего 1 мА, это позволяет обойтись без усилителей сигнала. Сопротивления фоторезистора и его мощности рассеивания вполне достаточно для стабильной работы схемы. Одна ножка фоторезистора присоединена к выводу питания микросхемы, которое составляет 17 В, а вторая через подстроечный резистор к выводу с датчика тока.
При подаче питания на микросхему, начинает протекать ток через датчик тока, возникает падение напряжения на датчике тока, возникает положительная обратная связь и обеспечивается гистерезис, повышая стабильность работы. Фильтрующий конденсатор микросхемы драйвера обеспечивает защиту от внешних помех и нежелательных срабатываний при быстрой смене освещенности, например от движущихся теней.
Настройка работы сводится к установке движка подстроечного резистора для желаемой чувствительности срабатывания. Таким способом легко дорабатываются не изолированные драйвера разных производителей на микросхемах с одинаковыми схемами подключения. Было проверено работу схемы на драйверах BP2831, BP2832, BP2833, sic9553, BP9833D, BP2836, и еще с одной микросхемой с неопознанной маркировкой. Аналогичная микросхема CL1501.
У меня выходило делать доработки даже без даташита на микросхему и схемы подключения. Датчик тока легко найти на плате – это резистор сопротивлением несколько Ом, питание микросхемы подается через 2 резистора с сопротивлением сотни кОм (примерно 750К+750К) и обязательно в схеме будет фильтрующий керамический конденсатор, который тоже легко найти.
Было доработано таким сумеречным датчиком 2 светильника, один теперь работает на входе в подъезд дома, его мощность 8 вт, а второй светильник изготовлен с нуля, корпус из банки от косметического крема, его мощность сделал 5 вт, а светодиод использовал 10 вт (китайских 10 Вт :)). Светильник установлен и работает на лестничной клетке. Важно фоторезистор спрятать от света самого светильника. Я расположил его на корпусе светильника и заделал чёрной термоусадочной трубкой, оставив небольшие бортики, чтобы получился колодец для света, иначе светильник будет мигать при попадании на датчик света от светодиодов. Глубины гистерезиса хватает, чтобы отраженный свет от стен не вызывал эффекта мигания.
Самодельный светильник с датчиком освещенности на фоторезисторе
Доработанный светодиодный светильник с датчиком освещенности
Во втором светильнике схему расположил в патроне от КЛЛ, плату и подстроечник приклеил, всё заизолировал каптоновым скотчем, фоторезистор закрепил на корпусе светильника. Получилось универсальное решение, при необходимости можно быстро произвести замену на стандартную лампочку, выкрутить из патрона светильника свой самодельный фотодатчик, а выключатель разомкнуть.
Светильник с выносным датчиком
Сейчас зима, темнеет рано, очень часто приходится вначале пройти по темноте и включить свет, а тогда зайти домой, выходит что мне уже свет не нужен, а с автоматическим датчиком освещённости на много удобнее 🙂
На этом Алексей завершает повествование, и я уверен, он будет рад ответить на все вопросы в комментариях к статье!