แผนภาพการเชื่อมต่อหลอดไฟ LED 220v. อุปกรณ์หลอดไฟ LED การแยกชิ้นส่วนหลอดไฟ EKF ของ FLL-A ซีรีส์
อุปกรณ์ หลอดไฟ ledที่ 220V นั้นยากกว่าหลอดไส้ที่คล้ายกันมาก วิศวกรจึงต้องพยายามรักษารูปทรงลูกแพร์ให้เป็นปกติ และเมื่อมันปรากฏออกมาก็ไม่ไร้ประโยชน์! อุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบใหม่แทบไม่ร้อนขึ้น ใช้ไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย และมีความเปราะบางน้อยกว่ามาก แต่สิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับหลอดไฟ LED และความซับซ้อนของวงจรคืออะไร? ลองคิดออก
แบบแผนโครงสร้าง
โครงสร้างวงจรหลอดไฟ LED 220V ประกอบด้วยสามส่วนหลัก: ตัวเรือน ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และระบบทำความเย็น แรงดันไฟหลักผ่านฐานจะจ่ายให้กับไดรเวอร์ ซึ่งจะถูกแปลงเป็นสัญญาณ DC ซึ่งจำเป็นสำหรับไฟ LED ที่จะเรืองแสง แสงจากไดโอดเปล่งแสงมีมุมการกระจายที่กว้าง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งเลนส์เพิ่มเติม เพียงพอสำหรับ diffuser ระหว่างการทำงาน ชิ้นส่วนคนขับและไฟ LED จะร้อนขึ้น ดังนั้นในการออกแบบหลอดไฟจึงต้องคำนึงถึงการกระจายความร้อน ส่วนที่อยู่อาศัยของหลอดไฟ LED ประกอบด้วยฐาน เปลือกพลาสติก ซึ่งอยู่ภายในซึ่งคนขับตั้งอยู่ และฝาครอบโปร่งแสงในรูปของซีกโลก ซึ่งเป็นตัวกระจายแสงเช่นกัน ในโคมไฟรุ่นที่มีราคาแพง ร่างกายส่วนใหญ่มีครีบหม้อน้ำที่ทำจากอลูมิเนียมหรือพลาสติกที่นำความร้อนแบบพิเศษ ในหลอดไฟระดับราคาประหยัด หม้อน้ำไม่มีหรืออยู่ภายในอย่างสมบูรณ์ และมีรูรอบเส้นรอบวงของร่างกาย สินค้าจีนราคาถูกที่มีกำลังไฟสูงถึง 7 W มีตัวเครื่องที่แข็งแรงโดยไม่มีการกระจายความร้อน
ในหลอดไฟ LED 220V ที่มีตราสินค้า แผงวงจรพิมพ์ที่มีไฟ LED SMD ติดอยู่กับฮีทซิงค์ผ่านแผ่นระบายความร้อนเพื่อการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ในรุ่นจีนราคาถูก บอร์ดนี้เสียบเข้าไปในร่องของเคสอย่างง่าย ๆ หรือติดด้วยสกรูบนแผ่นโลหะเพื่อทำให้คริสตัลเย็นลง ประสิทธิภาพการระบายความร้อนนั้นต่ำมากเนื่องจากแผ่นมีพื้นที่ขนาดเล็กและผู้ผลิตจีนมักจะลืมใช้แผ่นระบายความร้อน
การปล่อยรังสีจะเกิดขึ้นผ่านตัวกระจายแสง ซึ่งมักทำจากพลาสติกด้าน และในหลอดไฟ LED 220V ราคาถูกเคสดังกล่าวยังคงซ่อนข้อบกพร่องของการชุมนุมของจีนจากสายตาของผู้บริโภคได้อย่างน่าเชื่อถือ ดิฟฟิวเซอร์ติดอยู่ที่ฐานด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟันหรือการเชื่อมต่อแบบเกลียว
แผนภาพการเดินสายไฟ
ในส่วนของชิ้นส่วนไฟฟ้านั้น หลอดไฟ LED 220V รุ่น 220V ที่มีราคาต่างกันก็มีความแตกต่างกันมาก ซึ่งสามารถมองเห็นได้ทันทีหลังจากถอดตัวกระจายแสง การพิจารณาคุณภาพของการบัดกรีองค์ประกอบ SMD และสายเชื่อมต่อก็เพียงพอแล้ว
โคมไฟจีนราคาไม่แพงสำหรับ 220V
ในหลอดไฟราคา $ 2-3 ไม่มีสมมาตรบนกระดานที่มีไฟ LED ซึ่งหมายถึงการบัดกรีด้วยมือและสายไฟจะถูกเลือกด้วยส่วนตัดขวางที่เล็กที่สุด แทนที่จะเป็นไดรเวอร์ที่เชื่อถือได้ พวกเขามี วงจรง่ายๆแหล่งจ่ายไฟแบบไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าพร้อมตัวเก็บประจุและวงจรเรียงกระแส ขั้นแรก แรงดันไฟหลักจะลดลงโดยตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโลหะไม่มีขั้ว แก้ไข จากนั้นปรับให้เรียบและยกระดับขึ้นสู่ระดับที่ต้องการ กระแสโหลดถูกจำกัดโดยตัวต้านทาน SMD ทั่วไป ซึ่งอยู่บนแผงวงจรพิมพ์พร้อมไฟ LED ในการวินิจฉัยและซ่อมแซมหลอดไฟ LED ประเภทนี้ ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจาก องค์ประกอบทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าอาจอยู่ภายใต้แรงดันสูง การใช้นิ้วแตะส่วนที่มีไฟฟ้าของวงจรด้วยนิ้วอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตโดยไม่ได้ตั้งใจ และโพรบมัลติมิเตอร์ที่เลื่อนหลุดอาจทำให้สายไฟลัดวงจรโดยมีผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์
โคมไฟ LED แบรนด์
ผลิตภัณฑ์ LED ที่มีตราสินค้ามีความโดดเด่นไม่เพียงแค่รูปลักษณ์ที่สวยงามเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณภาพของฐานองค์ประกอบด้วย ตัวขับเองมีอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่าและมักจะประกอบขึ้นด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี อันแรกจัดให้มีหม้อแปลงพัลส์ซึ่งเป็นตัวแปลงแรงดันพัลส์ที่มีความเสถียรของกระแสโหลดในภายหลัง
ในกรณีที่สอง หม้อแปลงจะถูกจ่ายออกไป และภาระการทำงานหลักจะตกอยู่ที่ไมโครเซอร์กิตพิเศษ ซึ่งเป็นหัวใจของคนขับ ความเก่งกาจของมันอยู่ที่การทำให้แรงดันไฟฟ้าอินพุตเสถียร รักษากระแสเอาต์พุตด้วยความถี่ที่กำหนด (PFM) หรือความกว้างของพัลส์ (PWM) ช่วยให้หรี่แสงได้ และมีระบบป้อนกลับเชิงลบ ตัวอย่างเช่น CPC9909 สามารถกล่าวถึงได้ ไฟ LED ในหลอดไฟ 220V พร้อมไดรเวอร์ปัจจุบันได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือจากแรงดันไฟกระชากและการรบกวนในเครือข่ายกระแสที่ไหลผ่านนั้นสอดคล้องกับค่าพาสปอร์ตเล็กน้อยและหม้อน้ำให้การกระจายความร้อนคุณภาพสูง หลอดไฟดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไฟแบบจีนราคาถูก ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงข้อดีของหลอดไฟ LED ในทางปฏิบัติ
อ่านยัง
อุปกรณ์หลักของหลอด LED ต่างจากหลอดไส้แบบใสซึ่งซ่อนอยู่ใต้ตัวทึบแสง หากต้องการทราบสิ่งที่ซ่อนอยู่ภายในโคมระย้าแบบประหยัด จะต้องถอดชิ้นส่วนออกโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย
การทดลองแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์หลอดไฟ LED 220V จากผู้ผลิตหลายรายมีความแตกต่างกันเล็กน้อย ดังนั้นหลอดไฟ LED ทั้งหมดที่มีฐาน E14 และ E27 สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม: แบรนด์จีนคุณภาพต่ำและไส้หลอด
สินค้าแบรนด์
การออกแบบหลอดไฟ LED 220V จากผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ LED ที่มีชื่อเสียงระดับโลกคล้ายกับภาพด้านล่าง ในบรรดาหลอดไฟจำนวนมากในตลาดรัสเซีย ภายนอกตัวอย่างดังกล่าวมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดอย่างหนึ่ง - หม้อน้ำปริมาตร อาจเป็นพื้นผิวยางหรือเรียบ สีเมทัลลิกหรือเคลือบด้วยพอลิเมอร์สีขาว แต่ไม่ว่าในกรณีใดหลอดไฟดังกล่าวจะมีน้ำหนักมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอะนาล็อกราคาถูกและคุณภาพต่ำ
ส่วนบนของผลิตภัณฑ์ (diffuser) ทำจากแก้วหรือพลาสติกฝ้าที่มีลักษณะเป็นซีกโลก ตามกฎแล้วจะยึดกับหม้อน้ำโดยใช้สลักหรือสารเคลือบหลุมร่องฟันแบบพิเศษ ใต้ดิฟฟิวเซอร์คือแผงวงจรพิมพ์ที่มีไฟ LED SMD ซึ่งยึดกับฮีทซิงค์อย่างแน่นหนา ด้านล่างเป็นอีกบอร์ดหนึ่งที่มีองค์ประกอบวิทยุสำหรับคนขับ ไดรเวอร์ที่เชื่อถือได้คือยูนิตที่มีฟังก์ชันการแยกกระแสไฟและความเสถียรของกระแสไฟขาออก วงจรขับทั้งหมดมีความหนาแน่นสูงและประกอบด้วยพัลส์หม้อแปลง ไมโครเซอร์กิต ตัวเก็บประจุแบบมีขั้วหลายตัว และองค์ประกอบระนาบจำนวนมาก บล็อกไดรเวอร์ตั้งอยู่ภายในเคสซึ่งเชื่อมต่อฐานและฮีทซิงค์เข้าด้วยกัน หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าระหว่างชุดควบคุมและแผง LED สามารถทำได้โดยการบัดกรีหรือขั้วต่อ
หลอดไฟจีนคุณภาพต่ำ
ด้านล่างเป็นหลอดไฟ LED ที่ถอดประกอบจากผู้ผลิตจีนที่ไม่รู้จัก อุปกรณ์นี้ไม่มีฮีทซิงค์และไดรเวอร์ต่างจากตัวอย่างก่อนหน้านี้ แทนที่จะติดตั้งไดรเวอร์ จะมีการติดตั้งแหล่งจ่ายไฟอย่างง่ายที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว ซึ่งไม่สามารถทำให้กระแสไฟขาออกมีเสถียรภาพได้อย่างน่าเชื่อถือ แหล่งจ่ายไฟวางอยู่ตรงกลางของบอร์ดพร้อมไฟ LED ด้านหนึ่งเป็นไดโอดบริดจ์ที่มีตัวต้านทาน
ในทางกลับกันมีตัวเก็บประจุสองตัว
จากความเรียบง่ายของการออกแบบนี้ ต้นทุนของผลิตภัณฑ์จึงมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก
ฟังก์ชั่นระบายความร้อนในหลอดไฟดังกล่าวดำเนินการโดยรูเล็ก ๆ ในตัวเรือน ประสิทธิภาพต่ำมาก ซึ่งยืนยันได้จากความเหนื่อยหน่ายของผลึกไดโอดเปล่งแสง บอร์ดติดอยู่กับกล่องพลาสติกพร้อมสลัก บอร์ดเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้ากับฐานด้วยสายบัดกรีสองเส้น ความเรียบง่ายของการออกแบบนี้ไม่น่าเชื่อถือและไม่สามารถรับประกันประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในระยะยาวได้
หลอดไส้
ความหลากหลายของหลอดไฟ LED ที่มีฐาน E14 และ E27 ไม่หยุดขยาย ความรู้ต่อไปคือหลอดไส้ LED (จากไส้หลอดภาษาอังกฤษ) ซึ่งภายนอกคล้ายกับหลอดไส้มาก นักวิทยาศาสตร์ได้นำโครงสร้าง LED ที่มองเห็นได้คล้ายเส้นใยมาใช้งานจริงและไม่ต้องการแผ่นระบายความร้อนเพิ่มเติม การใช้หลอดไส้ (FL) ในชีวิตประจำวันนั้นขึ้นอยู่กับการพิจารณาด้านสุนทรียศาสตร์ ในอุปกรณ์ของหลอดไฟ LED แบบไส้ องค์ประกอบหลักคือ ไส้หลอด LED ซึ่งจำนวนที่กำหนดพลังงานทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ ฟิลาเมนต์แต่ละเส้นเป็นแท่งแก้วบาง ๆ ที่พื้นผิวถูกปกคลุมด้วยไฟ LED SMD ที่ต่อเชื่อมด้วยไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ ชั้นของสารเรืองแสงถูกนำไปใช้จากด้านบนตลอดความยาว ซึ่งทำให้ด้ายมีสีเหลืองอ่อน ความร้อนจะถูกลบออกใน PL ผ่านขวดแก้วบาง ๆ ซึ่งปริมาตรภายในจะเต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซ
บ่อยครั้งที่การขาดพื้นที่สำหรับไดรเวอร์ทำให้ผู้ผลิตต้องติดตั้งโมดูลพลังงานคุณภาพต่ำลงในฐานของโคมระย้าโดยตรง ผลลัพธ์ของวิธีนี้สูงเกินไป ส่งผลเสียต่อการมองเห็น เพื่อกำจัดการกะพริบที่เป็นอันตรายและแข่งขันกับหลอดไฟ LED แบบเดิม ผู้ผลิตได้อัพเกรดการออกแบบของ FL ระหว่างฐานและกระติกน้ำ พวกเขาเริ่มทำเม็ดมีดในรูปของวงแหวนพลาสติก ซึ่งด้านหลังมีไดรเวอร์คุณภาพสูงซ่อนอยู่
ตัวอย่างที่พิจารณาแต่ละรายการเป็นที่ต้องการในตลาดผู้บริโภค ซึ่งหมายความว่าจะพัฒนาต่อไป บางทีในไม่ช้าบล็อกการทำงานใหม่จะปรากฏขึ้นในอุปกรณ์ของหลอดไฟ LED 220V ซึ่งเราจะบอกจุดประสงค์ในบทความของเราอย่างแน่นอน
อ่านยัง
มีการใช้หลอดไฟ LED มากขึ้นใน ชีวิตประจำวัน. ใช้สำหรับให้แสงสว่างและเน้นรายละเอียดภายใน ที่สำคัญเป็นพิเศษคือวงจรหลอดไฟ LED 220 V, ข้อมูลจำเพาะซึ่งเหนือกว่าแหล่งกำเนิดแสงประเภทอื่นมาก
องค์ประกอบหลอดไฟ LED
หลอดไฟ LED มาตรฐานประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:
- ส่วนภายนอกหลักคือตัวกระจายแสงและฐาน
- ไฟ LED ที่ติดตั้งบนกระดาน โครงสร้างทั้งหมดเรียกว่า กลุ่ม.
- หม้อน้ำ.
- แหล่งจ่ายไฟ LED - ไดรเวอร์
หลอดไฟส่วนใหญ่ใช้ซ็อกเก็ต E27 มาตรฐาน การยึดติดกับร่างกายเกิดขึ้นโดยมีจุดประรอบเส้นรอบวง ในการถอดฐานออกช่องเจาะหรือเลื่อยด้วยเลื่อยวงเดือน
สายสีแดงเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสกลางของฐาน ลวดสีดำถูกบัดกรีเข้ากับเกลียว ตัวนำทั้งสองมีความยาวสั้นมากและในกรณีที่สามารถซ่อมแซมหลอดไฟได้ จำเป็นต้องมีระยะขอบสำหรับการต่อ หลังจากถอดฐานออกแล้ว จะมีรูเปิดในดิฟฟิวเซอร์ซึ่งมองเห็นคนขับได้ชัดเจน การยึดเข้ากับเคสทำด้วยซิลิโคน และการสกัดทำได้ผ่านดิฟฟิวเซอร์เท่านั้น
คลัสเตอร์ซึ่งเป็นบอร์ด LED ขับเคลื่อนโดยไดรเวอร์ ภายใต้การกระทำของมัน แรงดันไฟสลับ 220 โวลต์จะถูกแปลงเป็นกระแสตรง ไดรเวอร์มีพารามิเตอร์เช่นกระแสไฟขาออกและกำลัง
ดังนั้นการทำงานร่วมกันขององค์ประกอบทั้งหมดจึงทำให้การทำงานของหลอดไฟทั้งหมดมีเสถียรภาพและไม่หยุดชะงัก ความล้มเหลวอย่างน้อยหนึ่งรายการจะทำให้ทั้งระบบล้มเหลว
วงจรจ่ายไฟ LED
วงจรที่ง่ายที่สุดดำเนินการโดยใช้ตัวต้านทานที่ทำหน้าที่เป็นตัวจำกัดกระแสไฟ LED การทำงานปกติของวงจรในกรณีนี้ขึ้นอยู่กับ .เท่านั้น ทางเลือกที่เหมาะสมความต้านทานของตัวต้านทานนี้ อาหารดังกล่าวส่วนใหญ่ใช้เมื่อคุณต้องการทำ แสงไฟ LEDในสวิตช์
วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นดำเนินการโดยใช้ไดโอดบริดจ์ จากเอาต์พุต แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขจะถูกส่งไปยัง LED ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม การปรับระลอกคลื่นแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขให้เรียบนั้นดำเนินการโดยใช้สะพานไดโอดอิเล็กโทรไลต์ที่ติดตั้งที่เอาต์พุต
ข้อดีหลักของทั้งสองแผนคือต้นทุนต่ำ ขนาดเล็กและการแก้ไขที่ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตาม มีประสิทธิภาพต่ำมากและมีระลอกคลื่นสูง
อุปกรณ์จ่ายไฟที่สมบูรณ์แบบ - ไดรเวอร์
หลอดไฟ LED รุ่นใหม่ล่าสุดติดตั้งไดรเวอร์ซึ่งใช้ตัวแปลงพัลส์ มีประสิทธิภาพสูงและมีระดับการเต้นเป็นจังหวะขั้นต่ำ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายของพวกเขานั้นสูงกว่าตัวเลือกง่ายๆ ที่พิจารณาแล้ว
ซิลิโคนแปะใช้สำหรับติดไดรเวอร์เข้ากับเคส ในการเข้าถึงองค์ประกอบนี้ ดิฟฟิวเซอร์จะถูกเลื่อยออกก่อน จากนั้นจึงนำบอร์ด LED ออก จ่ายไฟ 220 โวลต์โดยใช้สายสีแดงและสีดำจากฐานโคมไฟ บอร์ด LED ใช้พลังงานจากตัวนำไม่มีสี
ไดรเวอร์สามารถทำงานได้อย่างเสถียรด้วยความผันผวนของแรงดันไฟหลักตั้งแต่ 85 ถึง 265 โวลต์ นอกจากนี้ วงจรหลอดไฟ LED 220 V ยังช่วยป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร ตลอดจนมีตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ที่รับประกันการทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 105 องศา
สำหรับการผลิตตัวเรือนโคมไฟนั้นใช้อลูมิเนียมและพลาสติกพิเศษซึ่งระบายความร้อนได้ดี ด้วยการกระจายความร้อนคุณภาพสูง อายุการใช้งานขององค์ประกอบหลักของหลอดไฟจึงเพิ่มขึ้นเป็น 40,000 ชั่วโมง หลอดไฟที่ทรงพลังกว่านั้นติดตั้งฮีทซิงค์ที่ติดอยู่กับบอร์ด LED พร้อมแผ่นระบายความร้อน
เมื่อเร็ว ๆ นี้ในร้านค้าออนไลน์ที่มีชื่อเสียง ฉันซื้อหลอดไฟ LED ที่มีกำลังไฟประมาณ 15 วัตต์ ฉันเข้าใจว่าพลังนี้ไม่เพียงพอที่จะแทนที่หลอดไส้ธรรมดาด้วย LED ใหม่ได้อย่างเต็มที่ แต่ฉันต้องการทดลองด้วย ไฟ LEDและในขณะเดียวกันก็มองเข้าไปในหลอดไฟแล้ววาดวงจรใหม่
รุ่นนี้มีไฟ LED 160 ดวงบนบอร์ดและฐานขนาดมาตรฐาน - E27 ฉันใช้การรวมครั้งแรก - ฉันจะสังเกตแสงสีน้ำเงิน - สีขาวที่ไม่น่าพอใจทันที คล้ายกันมากกับการประหยัดพลังงานแบบเรืองแสงปกติ ครั้งต่อไปจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสีไม่เกิน 4000K แต่หลอดไฟไม่ร้อนเลย และสามารถคลายเกลียวและขันสกรูเข้ากับคาร์ทริดจ์ได้ตลอดเวลา ความสว่างที่ให้มานั้นเทียบเท่ากับหลอดไส้ธรรมดา 60 วัตต์ มีเพียงแสงเท่านั้นที่ขาวกว่า
ตอนนี้ มาวัดกันและให้แน่ใจว่าการประหยัดพลังงาน LED ที่โฆษณาไว้ แอมมิเตอร์แบบดิจิตอลแสดง 0.08A แต่ที่นี่ wattmeter แสดงเพียง 7 วัตต์ ไม่ชัดเจน - ตามกฎของโอห์มในการคำนวณพลังงานควรเป็น 220V x 0.08 = 17.6 วัตต์? ไม่ว่าในกรณีใดเศรษฐกิจก็ชัดเจน แม้แต่ CFL ก็ยังดึงพลังได้มากเป็นสองเท่า
เราถอดหลอดไฟ LED และดูสิ่งที่ชาวจีนใส่เข้าไป แน่นอนว่าทุกอย่างง่ายกว่าเรียบง่าย - วงจรเรียงกระแสแบบไม่มีหม้อแปลงแบบธรรมดาในรูปแบบของไดโอดบริดจ์พร้อมตัวเก็บประจุแบบดับ
ทุกอย่างมองเห็นได้ชัดเจนในภาพถ่าย แต่เพื่อความชัดเจน ฉันจะวาดไดอะแกรมจริงของหลอดไฟ LED
ปรากฎว่าทั้งสองบรรทัดเหมือนกัน 80 ชิ้นพร้อมแหล่งจ่ายไฟแยกกันสำหรับแต่ละบรรทัด แรงดันไฟหลัก 220V ผ่านตัวเก็บประจุจำกัด 0.82uF 400V ถูกแก้ไขโดยไดโอดบริดจ์บน IN4007 และปรับจังหวะให้เรียบด้วยอิเล็กโทรไลต์ขนาดเล็ก 4.7uF 400V ถูกป้อนเข้ากับสาย LED 80 ดวง มันง่ายเหมือนการแพร่กระจาย
แน่นอนว่าหลอดไฟ LED ที่ทรงพลังกว่านั้นประกอบด้วยตัวขับพัลส์แบบพิเศษสำหรับการจำกัดกระแสไฟและการจ่ายไฟให้กับองค์ประกอบ LED แต่ในกรณีนี้ วิธีแก้ปัญหาที่ไม่แพงเช่นนี้ก็เพียงพอแล้ว ซื้อไฟ LED 160 ดวงและดูว่า $15 เพียงพอสำหรับคุณหรือไม่ นอกจากนี้ยังไม่ได้ติดตั้งไฟ LED ธรรมดาที่นี่ แต่มีพื้นที่คริสตัลเพิ่มขึ้น
แน่นอนว่าวิธีการจ่ายไฟนี้จะทำให้ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแคบลง แต่ก็สามารถซ่อมแซมได้ง่าย ไม่ช้าก็เร็วคุณจะต้องทำเช่นนี้เพราะหากไฟ LED อย่างน้อย 80 ดวงดับลงหลอดครึ่งหนึ่งจะดับลง
โดยทั่วไปแล้ว ข้อสรุปมีดังนี้ ด้านหนึ่งเรามีประสิทธิภาพที่ดีและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่ความสว่างยังไม่เพียงพอที่จะทำให้ห้องหรือห้องครัวส่องสว่างได้ เว้นแต่คุณจะใส่หลอดไฟ LED 2-3 ดวงในคราวเดียว และเกือบห้าสิบเหรียญแล้ว! โคมไฟ LED นี้สามารถวางไว้ในทางเดินหรือห้องน้ำเท่านั้น หรือใช้ในโคมไฟติดผนัง
อภิปรายบทความ LED LAMP
หลอดไฟ LED ทำงานอย่างไร
บทความพูดถึงอุปกรณ์ของหลอดไฟ LED มีการพิจารณาวงจรหลายวงจรที่มีความซับซ้อนต่างกันและให้ข้อเสนอแนะสำหรับการผลิตแหล่งกำเนิดแสง LED ที่เป็นอิสระซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่าย 220 V
ปัญหาการประหยัดพลังงาน
จากวิกฤตการณ์โลก ปัญหาการอนุรักษ์พลังงานได้กลายเป็นเรื่องเร่งด่วนไปทั่วโลก ในเรื่องนี้ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายน 2552 27 ประเทศในสหภาพยุโรปได้สั่งห้ามการขายหลอดไส้ที่มีกำลังไฟตั้งแต่ 100 วัตต์ขึ้นไป และในปี 2554 ในยุโรปมีการวางแผนที่จะแนะนำการคว่ำบาตรในการขายหลอดไฟ 60 วัตต์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในหมู่ผู้ซื้อ ภายในสิ้นปี 2555 มีการวางแผนที่จะละทิ้งหลอดไส้โดยสิ้นเชิง
รัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกาผ่านกฎหมายเพื่อเลิกใช้หลอดไส้ในปี 2556 ตามกฎหมายเหล่านี้ ผู้อยู่อาศัยในสหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกาจะเปลี่ยนไปใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบประหยัดพลังงานโดยสิ้นเชิง ทั้งหลอดฟลูออเรสเซนต์และหลอด LED ในรัสเซียตามพระราชกฤษฎีกาของรัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซีย คาดว่าจะยุติการผลิตและการขายหลอดไส้ในปี 2554
ประโยชน์ของหลอดประหยัดไฟ
ประโยชน์ของหลอดประหยัดไฟเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย ประการแรก นี่คือการใช้พลังงานต่ำจริง ๆ และนอกจากนั้น ความน่าเชื่อถือสูง ปัจจุบันหลอดฟลูออเรสเซนต์นิยมใช้กันมากที่สุด หลอดไฟดังกล่าวใช้กำลังไฟ 20 วัตต์ให้แสงสว่างเท่ากันกับหลอดไส้ 100 วัตต์ คำนวณได้ง่ายว่าประหยัดพลังงานได้ถึงห้าเท่า
เมื่อเร็ว ๆ นี้หลอดไฟ LED ได้รับการควบคุมในการผลิต ตัวชี้วัดประสิทธิภาพและความทนทานสูงกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์มาก ในกรณีนี้ ไฟฟ้าใช้น้อยกว่าหลอดไส้ถึงสิบเท่า ความทนทานของหลอด LED สามารถเข้าถึง 50 หรือมากกว่าพันชั่วโมง
แน่นอนว่าแหล่งกำเนิดแสงรุ่นใหม่มีราคาแพงกว่าหลอดไส้ธรรมดา แต่ใช้พลังงานน้อยกว่ามากและมีความทนทานเพิ่มขึ้น ตัวบ่งชี้สองตัวสุดท้ายได้รับการออกแบบมาเพื่อชดเชยค่าใช้จ่ายสูงของหลอดไฟชนิดใหม่
โครงร่างการปฏิบัติของหลอดไฟ LED
ตัวอย่างแรก เราสามารถพิจารณาอุปกรณ์ของหลอดไฟ LED ที่พัฒนาโดย SEA Electronics โดยใช้ไมโครเซอร์กิตเฉพาะทาง วงจรไฟฟ้าของหลอดไฟดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 แผนผังของหลอดไฟ LED SEA Electronics
10 ปีที่แล้ว ไฟ LED สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้เท่านั้น: ความเข้มของการส่องสว่างไม่เกิน 1.5 ... 2 ไมโครแคนเดลา ขณะนี้มีไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษซึ่งกำลังแผ่รังสีถึงหลายสิบแคนเดลา
เมื่อใช้ LED กำลังสูงร่วมกับตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์ สามารถสร้างแหล่งกำเนิดแสงที่สามารถแข่งขันกับหลอดไส้ได้ ตัวแปลงที่คล้ายกันแสดงในรูปที่ 1 วงจรค่อนข้างง่ายและประกอบด้วยชิ้นส่วนจำนวนเล็กน้อย ทำได้โดยการใช้ไมโครเซอร์กิตเฉพาะทาง
IC1 BP5041 ตัวแรกเป็นตัวแปลง AC/DC บล็อกไดอะแกรมแสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2 แบบแผนโครงสร้าง BP5041.
microcircuit ทำในแพ็คเกจประเภท SIP ที่แสดงในรูปที่ 3
รูปที่ 3
ตัวแปลงที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟส่องสว่าง 220V ให้แรงดันเอาต์พุต 5V ที่กระแสไฟประมาณ 100 มิลลิแอมป์ การเชื่อมต่อกับเครือข่ายทำผ่านวงจรเรียงกระแสที่สร้างบนไดโอด D1 (โดยหลักการแล้ว วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามารถใช้) และตัวเก็บประจุ C3 ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C2 ขจัดเสียงรบกวน
อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการป้องกันโดยฟิวส์ F1 ซึ่งค่าดังกล่าวต้องไม่เกินค่าที่ระบุไว้ในแผนภาพ Capacitor C3 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การกระเพื่อมของแรงดันไฟขาออกของคอนเวอร์เตอร์เรียบขึ้น ควรสังเกตว่าแรงดันไฟขาออกไม่มีการแยกด้วยไฟฟ้าจากเครือข่าย ซึ่งไม่จำเป็นในวงจรนี้ แต่ต้องการการดูแลเป็นพิเศษและการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยในระหว่างการผลิตและการว่าจ้าง
ตัวเก็บประจุ C3 และ C2 ต้องมีอย่างน้อย 450 V ตัวเก็บประจุ C2 ต้องเป็นฟิล์มหรือเซรามิก ตัวต้านทาน R1 สามารถมีความต้านทานได้ในช่วง 10 ... 20 โอห์ม ซึ่งเพียงพอสำหรับการทำงานปกติของคอนเวอร์เตอร์
การใช้ตัวแปลงนี้ช่วยให้คุณสามารถละทิ้งการใช้หม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ซึ่งจะช่วยลดขนาดของอุปกรณ์ทั้งหมดโดยรวมได้อย่างมาก คุณสมบัติที่โดดเด่นของชิป BP5041 คือการมีตัวเหนี่ยวนำในตัวดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งช่วยให้คุณลดจำนวนสิ่งที่แนบมาและขนาดโดยรวมของแผงวงจร
ในฐานะที่เป็นไดโอด D1 ไดโอดใดๆ ที่มีแรงดันย้อนกลับอย่างน้อย 800 V และกระแสไฟที่แก้ไขอย่างน้อย 500 mA จะเหมาะสม เงื่อนไขดังกล่าวได้รับความพึงพอใจอย่างเต็มที่จากไดโอดนำเข้า 1N4007 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย มีการติดตั้งวาริสเตอร์ VAR1 ประเภท FNR-10K391 ที่อินพุตของวงจรเรียงกระแส โดยมีวัตถุประสงค์คือเพื่อปกป้องอุปกรณ์ทั้งหมดจากสัญญาณรบกวนและไฟฟ้าสถิตย์
IC2 ตัวที่สอง ประเภท HV9910 เป็นตัวควบคุมกระแสไฟแบบ PWM สำหรับไฟ LED ที่สว่างมาก ด้วย MOSFET ภายนอก สามารถตั้งค่ากระแสได้ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิแอมป์ถึง 1A กระแสนี้ถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R3 ในวงจรป้อนกลับ ไมโครเซอร์กิตมีจำหน่ายในแพ็คเกจ SO-8 (LG) และ SO-16 (NG) ลักษณะที่ปรากฏจะแสดงในรูปที่ 4 และรูปที่ 5 เป็นแผนภาพบล็อก
รูปที่ 4 ชิป HV9910
รูปที่ 5. บล็อกไดอะแกรมของชิป HV9910
ด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทาน R2 ความถี่ของออสซิลเลเตอร์ภายในสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วง 20...120 kHz ด้วยความต้านทานของตัวต้านทาน R2 ที่ระบุในแผนภาพจะอยู่ที่ประมาณ 50 kHz
ตัวเหนี่ยวนำ L1 ออกแบบมาเพื่อเก็บพลังงานในเวลาที่ทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดอยู่ เมื่อทรานซิสเตอร์ปิดลง พลังงานที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำจะถูกส่งไปยัง LED D3 ... D6 ผ่านไดโอด Schottky D2 ความเร็วสูง
นี่คือเวลาที่จะระลึกถึงการชักนำตนเองและกฎของเลนซ์ ตามกฎนี้กระแสเหนี่ยวนำมักจะมีทิศทางที่ สนามแม่เหล็กชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กภายนอกที่ (เปลี่ยน) ทำให้เกิดกระแสนี้ ดังนั้นทิศทางของ EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองจึงมีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางของ EMF ของแหล่งพลังงาน นั่นคือเหตุผลที่ไฟ LED เปิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้า (พิน 1 ของ IC2 ที่ระบุในไดอะแกรมเป็น VIN) ดังนั้นไฟ LED จึงเปล่งแสงเนื่องจาก EMF ที่เหนี่ยวนำตัวเองของคอยล์ L1
ในการออกแบบนี้ ใช้ LED สว่างพิเศษ 4 ดวงของประเภท TWW9600 แม้ว่าจะค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะใช้ LED ประเภทอื่นที่ผลิตโดยบริษัทอื่น
เพื่อควบคุมความสว่างของไฟ LED ไมโครเซอร์กิตมีอินพุต PWM_D, PWM - การมอดูเลตจากเครื่องกำเนิดภายนอก ในรูปแบบนี้ ฟังก์ชันนี้ไม่ได้ใช้
เมื่อสร้างหลอดไฟ LED ด้วยตัวเอง คุณควรใช้ตัวเรือนที่มีฐานสกรู E27 จากหลอดประหยัดไฟที่ใช้ไม่ได้ซึ่งมีกำลังไฟอย่างน้อย 20 วัตต์ ลักษณะที่ปรากฏของโครงสร้างแสดงในรูปที่ 6
รูปที่ 6 โคมไฟ LED แบบโฮมเมด
แม้ว่ารูปแบบที่อธิบายไว้จะค่อนข้างง่าย แต่ก็แนะนำสำหรับ ผลิตเองเป็นไปไม่ได้เสมอไป: จะไม่สามารถซื้อชิ้นส่วนที่ระบุในไดอะแกรม หรือแอสเซมเบลอร์มีคุณสมบัติไม่เพียงพอ บางคนอาจแค่กลัว: “แล้วถ้าฉันทำไม่สำเร็จล่ะ” สำหรับสถานการณ์ดังกล่าว คุณสามารถเสนอตัวเลือกเพิ่มเติมสองสามตัวที่ง่ายกว่าทั้งในแง่ของวงจรและในแง่ของการซื้อชิ้นส่วน
โคมไฟ LED แบบเรียบง่ายสำหรับทำที่บ้าน
วงจรหลอดไฟ LED ที่ง่ายกว่าแสดงในรูปที่ 7
รูปที่ 7
แผนภาพนี้แสดงให้เห็นว่าไฟ LED นั้นขับเคลื่อนโดยวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์พร้อมบัลลาสต์แบบคาปาซิทีฟที่จำกัดกระแสไฟขาออก แหล่งจ่ายไฟดังกล่าวประหยัดและเรียบง่ายไม่กลัวไฟฟ้าลัดวงจรกระแสไฟขาออกถูก จำกัด ด้วยความจุของตัวเก็บประจุ วงจรเรียงกระแสดังกล่าวมักเรียกว่าตัวปรับกระแสไฟ
บทบาทของบัลลาสต์ capacitive ในวงจรดำเนินการโดยตัวเก็บประจุ C1 ด้วยความจุ 0.47 uF แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวเก็บประจุต้องมีอย่างน้อย 630V ความจุของมันถูกคำนวณเพื่อให้กระแสผ่าน LED ประมาณ 20 mA ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ LED
การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขโดยสะพานจะถูกทำให้เรียบโดยตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C2 ในการจำกัดกระแสไฟชาร์จในขณะที่เปิดสวิตช์จะใช้ตัวต้านทาน R1 ซึ่งทำหน้าที่เป็นฟิวส์ในสถานการณ์ฉุกเฉิน ตัวต้านทาน R2 และ R3 ได้รับการออกแบบมาเพื่อปล่อยประจุ C1 และ C2 หลังจากที่อุปกรณ์ถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟหลัก
เพื่อลดขนาด แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวเก็บประจุ C2 ได้รับเลือกให้มีเพียง 100 V ในกรณีที่ไฟ LED ขาด (ความเหนื่อยหน่าย) อย่างน้อยหนึ่งดวง ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้า 310 V ซึ่งจะนำไปสู่การระเบิดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อป้องกันสถานการณ์ดังกล่าว ตัวเก็บประจุนี้จะถูกแบ่งโดยซีเนอร์ไดโอด VD2, VD3 แรงดันไฟคงตัวสามารถกำหนดได้ดังนี้
ด้วยพิกัดกระแสผ่าน LED 20 mA แรงดันตกจะถูกสร้างขึ้นขึ้นอยู่กับประเภทในช่วง 3.2 ... 3.8 V. (คุณสมบัติดังกล่าวในบางกรณีอนุญาตให้ใช้ LED เป็นซีเนอร์ไดโอด ). ดังนั้นจึงง่ายต่อการคำนวณว่าหากวงจรใช้ LED 20 ดวงแรงดันตกคร่อมจะเท่ากับ 65 ... 75 V. ที่ระดับนี้แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C2 จะถูก จำกัด
ควรเลือกซีเนอร์ไดโอดเพื่อให้แรงดันไฟฟ้ารักษาเสถียรภาพโดยรวมสูงกว่าแรงดันตกคร่อม LED เล็กน้อย ในกรณีนี้ ระหว่างการทำงานปกติ ไดโอดซีเนอร์จะถูกปิด และการทำงานของวงจรจะไม่ได้รับผลกระทบ ซีเนอร์ไดโอด 1N4754A ที่ระบุในแผนภาพมีแรงดันเสถียรภาพ 39 V และไดโอดที่ต่อเป็นอนุกรมมี 78 V
หากไฟ LED ขาดอย่างน้อยหนึ่งดวง ซีเนอร์ไดโอดจะเปิดขึ้นและแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C2 จะคงที่ที่ 78 V ซึ่งต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวเก็บประจุ C2 อย่างชัดเจน ดังนั้นจึงไม่มีการระเบิด
การออกแบบโคมไฟ LED แบบโฮมเมดแสดงในรูปที่ 8 ดังที่เห็นได้จากรูป ประกอบเข้ากับตัวเรือนจากหลอดประหยัดไฟที่ใช้ไม่ได้พร้อมฐาน E-27
รูปที่ 8
แผงวงจรพิมพ์ที่วางชิ้นส่วนทั้งหมดทำจากฟอยล์ไฟเบอร์กลาสด้วยวิธีการใดๆ ที่มีอยู่ที่บ้าน เจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 มม. บนบอร์ดเพื่อติดตั้ง LED และ 1.0 มม. สำหรับชิ้นส่วนอื่นๆ รูปวาด PCB แสดงในรูปที่ 9
รูปที่ 9 แผงวงจรพิมพ์และตำแหน่งของชิ้นส่วนต่างๆ
ตำแหน่งของชิ้นส่วนบนกระดานแสดงในรูปที่ 9c ทุกส่วน ยกเว้น LED จะติดตั้งจากด้านข้างของบอร์ด โดยที่ไม่มีแทร็กที่พิมพ์ออกมา มีการติดตั้งจัมเปอร์ที่ด้านเดียวกันดังแสดงในรูป
หลังจากติดตั้งชิ้นส่วนทั้งหมดจากด้านข้างของฟอยล์แล้ว ไฟ LED จะถูกติดตั้ง การติดตั้ง LED ควรเริ่มจากตรงกลางของบอร์ด ค่อยๆ เคลื่อนไปที่ขอบ ไฟ LED จะต้องบัดกรีเป็นอนุกรม กล่าวคือ ขั้วบวกของ LED ดวงหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบของอีกดวงหนึ่ง
เส้นผ่านศูนย์กลางของ LED สามารถอยู่ภายใน 3 ... 10 มม. ในกรณีนี้ สายไฟ LED ควรอยู่ห่างจากบอร์ดอย่างน้อย 5 มม. มิฉะนั้น ไฟ LED อาจร้อนเกินไปเมื่อทำการบัดกรี ระยะเวลาในการบัดกรีตามคำแนะนำในคู่มือทั้งหมดไม่ควรเกิน 3 วินาที
หลังจากประกอบและปรับเปลี่ยนบอร์ดแล้วจะต้องบัดกรีข้อสรุปไปที่ฐานและต้องใส่บอร์ดเข้าไปในเคส นอกจากกรณีที่ระบุแล้ว คุณสามารถใช้เคสขนาดเล็กกว่านี้ได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ขนาดของแผงวงจรพิมพ์จะต้องลดลงโดยไม่ลืม อย่างไรก็ตาม ขนาดของตัวเก็บประจุ C1 และ C2
วงจรหลอดไฟ LED ที่ง่ายที่สุด
โครงการดังกล่าวแสดงในรูปที่ 10
วงจรประกอบด้วยชิ้นส่วนขั้นต่ำ: เพียง 2 LEDs และตัวต้านทานดับ แผนภาพแสดงให้เห็นว่า LED เชื่อมต่อแบบขนานกัน ด้วยการรวมนี้ แต่ละตัวจะป้องกันอีกตัวจากแรงดันย้อนกลับ ซึ่งมีขนาดเล็กสำหรับ LED และแรงดันไฟหลักไม่สามารถต้านทานได้อย่างชัดเจน นอกจากนี้การรวมสองครั้งดังกล่าวจะเพิ่มความถี่การกะพริบของหลอดไฟ LED เป็น 100 Hz ซึ่งจะมองไม่เห็นและไม่ทำให้สายตาของคุณล้า นี่ก็เพียงพอแล้วที่จะจำได้ว่าเพื่อประหยัดเงินหลอดไส้ธรรมดาเชื่อมต่อผ่านไดโอดเช่นในเฉลียงได้อย่างไร พวกเขามีผลเสียต่อดวงตาอย่างมาก
หากไม่มีไฟ LED สองดวง สามารถเปลี่ยนหนึ่งในนั้นด้วยไดโอดเรียงกระแสแบบธรรมดา ซึ่งจะป้องกันไดโอดเปล่งแสงจากแรงดันไฟย้อนกลับของแหล่งจ่ายไฟหลัก ทิศทางของการเปิดใช้งานควรเหมือนกับทิศทางของ LED ที่หายไป ด้วยการรวมนี้ ความถี่การกะพริบของ LED จะอยู่ที่ 25 Hz ซึ่งจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนตามที่อธิบายไว้ข้างต้น
ในการจำกัดกระแสผ่าน LED ที่ระดับ 20 mA ตัวต้านทาน R1 จะต้องมีความต้านทานอยู่ในช่วง 10 ... 11 KΩ ในเวลาเดียวกัน กำลังของมันต้องมีอย่างน้อย 5 วัตต์ เพื่อลดความร้อน อาจประกอบด้วยตัวต้านทาน 2 W หลายตัว ควรใช้ตัวต้านทาน 3 ตัว
คุณสามารถใช้ไฟ LED เดียวกันกับที่กล่าวถึงในไดอะแกรมก่อนหน้า หรือที่คุณสามารถซื้อได้ เมื่อซื้อคุณควรค้นหาแบรนด์ของ LED อย่างถูกต้องเพื่อกำหนดพิกัดกระแสไฟ ตามขนาดของกระแสนี้ ความต้านทานของตัวต้านทาน R1 จะถูกเลือก
การออกแบบหลอดไฟที่ประกอบตามแบบแผนนี้แตกต่างกันเล็กน้อยจากสองรุ่นก่อนหน้า: ยังสามารถสร้างขึ้นในตัวเรือนจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ไม่ใช้พลังงานที่ใช้ไม่ได้ ความเรียบง่ายของวงจรไม่ได้หมายความถึงการมีอยู่ของแผงวงจรพิมพ์: ชิ้นส่วนต่างๆ สามารถเชื่อมต่อได้โดยการติดตั้งบนพื้นผิว ดังนั้น ในกรณีดังกล่าว การออกแบบจึงเป็นไปตามอำเภอใจ