Замена энергосберегающей лампы на  светодиод (LED )

В моей кухне над столом висит опускающийся светильник, в котором стояла энергосберегающая лампочка-«руль» мощностью 24 Вт с патроном Е27 (фото 1).

И хотя она выпущена известной фирмой OSRAM и, как уверяет производитель, должна служить 15000 часов, — перегорела, проработав 1,5 года.

Такие лампы стоят достаточно дорого (400-500 руб.), и я стал подумывать о её замене на светодиодный аналог то есть грубо говоря заменить энергосберегающую лампочку на светодиод или LED светильник .

И тут я вспомнил о статье в которой автор описывает переделку энергосберегающей лампы, от которой использует только корпус с цоколем Е27.

Изучив статью, пришёл к неутешительному выводу: лампочка, описанная автором, проработает очень недолго в связи с деградацией светодиодов от перегрева.

Действительно, светодиод из всех источников света имеет самый высокий КПД (у лучших экземпляров он достигает 45-50%).

Это означает, что на каждый ватт выработанного света светодиод выделяет приблизительно один ватт тепла, которое нужно куда-то отвести. А мощные свето-диоды очень восприимчивы к перегреву.


Нормальная температура рабочего перехода составляет 50-60°С. При длительной работе с повышенными температурами светодиод быстро деградирует.

Автор статьи припаивает одноваттные светодиоды непосредственно на плату из фольгированного стеклотекстолита, не позаботившись об отводе тепла, не используя ни термопасту, ни термоклей.

Обязательно нужно использовать радиатор для охлаждения мощных светодиодов. Кроме того, в схеме питания применён гасящий конденсатор (ёмкостное сопротивление), что фактически сводит на нет экономию электроэнергии.

Проведём маленький эксперимент: низковольтный паяльник мощностью 25 Вт питается от сети через блок, в котором стоит конденсатор ёмкостью 10 мкФ на 400 В (фото 2). Однако, измерив ток, который потребляется от сети, мы обнаружим, что он составляет 0,71 А, то есть 220 В х 0,71 А = 156 Вт (фото 3)!

Где же тогда экономия? Поэтому я рекомендую, чтобы не мудрить со схемой питания, лучше всего использовать ШИМ-источник тока с гальванической развязкой входных и выходных цепей, с защитой от короткого замыкания и обрыва в цепи нагрузки. Он потребляет очень мало энергии, и это позволит избежать множества неприятностей при монтаже и эксплуатации прибора.

И ещё, пообщавшись с мастерами я убедился, что чем больше у светодиода размер кристалла, тем меньше он нагревается при одинаковом рабочем токе.

Таким образом, в ограниченном или замкнутом пространстве надо использовать трёхваттные светодиоды с размером чипа 45 mil (бывают и 60 mil) в режиме одноваттных или, в крайнем случае, —двухваттных.

Итак, приступим. Неисправная энергосберегающая лампа с цоколем Е27 нашлась в «электробарахле».

Она действительно собиралась на защёлках (фото 4). В качестве охлаждающего элемента я использовал радиатор BLA099-50 размерами 50x49x15 мм (фото 5). Такой радиатор имеет площадь поверхности около 200 см 2 .

На отведение одного ватта тепла достаточно 20-30 см2. Поэтому, даже если опилить радиатор по кругу 43 мм (внутренний диаметр крышки энергосберегающей лампы), его площади будет достаточно для отвода тепла от шести мощных светодиодов.

Я разметил на радиаторе круг и посадочные места светодиодов (фото 6). Сначала болгаркой, а потом напильником придал ему форму правильного круга (фото 7).

Для лампочки я использовал трёхваттные светодиоды 3HPD-3 с цветовой температурой 3900 К и размером чипа 45 mil, работающие в режиме одноваттных.

При комнатной температуре 24С и рабочем токе 300 тА этот светодиод будет нагреваться до 40°С при площади радиатора 30 см2.

Следовательно, размеры моего радиатора действительно достаточны для работы шести светодиодов в рабочем диапазоне температур. Я приклеил светодиоды на радиатор термоклеем и отложил сборку на просушку (фото 8).

В центре крышки лампы просверлил отверстие 03,2 мм для крепления радиатора (фото 9). После высыхания термоклея распаял светодиоды проводом МГТФ сечением 0,12 мм2 и установил радиатор на место через проставку толщиной 6 мм, чтобы светодиоды не выступали из крышки (фото 10). На плюсовом проводе завязал узелок для облегчения последующего монтажа (фото 11).

В качестве источника тока (ШИМ-драйвера) применил HG-2205B (фото 12) со следующими характеристиками: Ubx= 90-260 VAC, Uвых=12-20 VDC, Uвых=290-300 тА. Этот драйвер предназначен для подключения

4-6 одноваттных светодиодов, соединённых последовательно, и потребляет около 1 Вт.

Так как драйвер является безкорпусным, его надо как-то защитить от замыкания деталей на радиатор. Для этой цели использовал текстолитовую плату от лампы, предварительно выпаяв из неё детали (фото 13).

Осталось только защёлкнуть фиксаторы — и лампа готова (фото 14). Лампу ввернул вместо сгоревшей энергосберегающей (фото 15) и провёл измерения температуры мультиметром VC9808+. После часа работы прибор показал в месте контакта светодиода с радиатором 50°С (фото 16), что соответствует нормальному тепловому режиму. Световой поток визуально соответствует лампе накаливания мощностью 60 Вт, а потребляет светодиодная лампа всего около 7 Вт.

Светодиодная LED лампа своими руками

1.Перегоревшая лампа-«руль».

2.Эксперимент с низковольтным маломощным паяльником, питаемым через ёмкостное сопротивление показал…

3. …что сила тока, потребляемая от сети, отнюдь не маленькая.

4. Разобранная энергосберегающая лампа мощностью 20 Вт.

5. Радиатор BLA099-50.

6.Балеринкой аккуратно разметил места приклейки светодиодов.

7. После обработки получился круглый радиатор.

8. Приклеил светодиоды на место термоклеем «Радиал».

9. В центре крышки просверлил отверстие для крепления радиатора.

10. Светоизлучающий модуль в сборе.

11. Для облегчения последующего монтажа на плюсовом проводе завязан узелок.

12. ШИМ-драйвер Нв-2205В.

13. Для изоляции драйвера от радиатора использовал текстолитовую плату от лампы с выпаянными радиодеталями.

14. Светодиодная лампа мощностью около 7 Вт, собранная по всем правилам, готова к использованию.

15. Лампа ввёрнута в плафон (снято с уменьшенной экспозицией).

16. После продолжительной работы лампы мультиметр показал 50ВС, что соответствует нормальному температурному режиму светодиодов.

По материалам сайта: http://kak-svoimi-rukami.com