Как сделать светодиодную лампу с питанием от 220 В

В статье автор приводит принципиальную и монтажную схемы лампы на двадцати светодиодах с питанием от 220 В и рассказывает, как ее сделать самому. Лампа закручивается в тот же патрон Е27, что и обычная 220 В лампа накаливания.

Преимущества светодиодов перед лампами накаливания знают все: малое потребление электроэнергии, долговечность (50... 100 тыс. ч) и надежность. Поэтому, самостоятельно изготовив нижеописанную светодиодную лампу, Вы получите экономичный и долговечный источник света. Ее мощность потребления около 4 Вт, а светоотдача зависит от приобретенных вами сверхъярких белых светодиодов и соответствует мощности лампы накаливания 40 Вт.
Внешний вид самодельной светодиодной лампы показан на рис.1. Она смонтирована в цоколе с пластмассовым стаканом от сгоревшей компактной люминесцентной лампы. При этом сама люминесцентная лампа и ее электронный бал ласт удаляются. Для этого необходимо ножом разъединить две части пластмассового корпуса.
Диаметр нижней части пластмассового стакана у разных типов люминесцентных ламп имеет самое различное значение. В данном случае используется люминесцентная лампа с внешним диаметром стакана 62 мм и внутренним - 54 мм, однако можно использовать пластмассовый стакан и с меньшим диаметром, соответственно уменьшив диаметр монтажной платы. Принципиальная схема светодиодной лампы показана на рис.2.

Принципиальная схема светодиодной лампы

Она является типовой для подобных светильников и опубликована в [1, 2]. В ней применена схема электропитания с емкостным балластом. Такие схемы являются простыми и экономичными. Функцию балласта выполняет конденсатор С1 емкостью 0,47 мкФх630В типа К-73-17в. Его емкость подобрана так, чтобы на конденсаторе «гасилось» излишнее напряжение, и ток в цепи светодиодов был оптимальный, около 20-мА!

В данной светодиодной лампе установлено 20 белых сверхъярких светодиодов, включенных последовательно (рис.2). Светодиоды питаются постоянным напряжением. Мост VD1 выпрямляет переменное напряжение, а конденсатор С2 сглаживает его пульсации.

Каждый светодиод, включенный в последовательную цепочку (в зависимости от типа), требует питания от 3,2...3,8 В, при этом номинальный ток в цепи должен быть 20 мА. Общее напряжение на цепочке светодиодов составляет 65...75 В. Два стабилитрона VD2 и VD3 типа 1N4754A (39 В, 6,5 мА), включенные последовательно, открываются при превышении напряжения на них свыше 78 В. Однако при работающих (светящихся) светодиодах суммарное падение напряжения на стабилитронах меньше этой величины, и стабилитроны не оказывают влияния на их работу. При обрыве одного из светодиодов напряжение на С2 (100 мкФ х100 В) повышается, вплоть до 310 В, и конденсатор может взорваться. Чтобы этого не случилось, стабилитроны открываются и предотвращают аварию.

Назначение остальных радиоэлементов. Резистор R1 гасит пусковой ток и выполняет функцию предохранителя при замыканиях в схеме. Резисторы R2 и R3 обеспечивают разрядку конденсаторов С1 и С2 после обесточивания схемы.
Монтажная плата диаметром 54 мм изготовляется из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Она должна туго входить во внутренний диаметр пластмассового стакана. Размещение токопроводящих дорожек на ней показано на (рис.3,а), и изготовляют их одним из традиционных способов.

Отверстия в плате для светодиодов и маломощных резисторов сверлят диаметром 0,6 мм, для остальных - 1,0...1,2 мм.
На рис.3,б показано размещение радиоэлементов схемы на плате.

Для простоты восприятия токопроводящие дорожки «приглушены» (рис.3,б) и монтажная плата показана не зеркально, а со стороны дорожек. Все радиоэлементы на плате (кроме светодиодов) монтируются на стороне, где нет токопроводящих дорожек. Установку и запайку этих элементов следует выполнять в первую очередь. На той же стороне из изолированного провода диаметром 0,4 мм устанавливают перемычку (рис.3,б). После этого, но уже со стороны токопроводящих дорожек, монтируют и запаивают светодиоды (рис.1). Их монтаж следует начинать от средины платы к периферии и длину выводов оставлять не менее 5 мм, иначе при их запайке будут проблемы.

Прозрачные корпуса сверхъярких светодиодов белого цвета свечения могут быть любого (из существующих) диаметра, т.е. 10 или 5, или 3 мм. При последовательном соединении светодиодов плюс одной светодиодной лампы соединяют с минусом следующего и т.д. (рис.2 и рис.3). После окончания монтажа и испытания схемы, выводы платы 220 В подпаивают к цоколю Е-27, а сама плата туго вставляется в пластмассовый короб. Эксплуатировать такую лампу следует в сухом помещении, например в торшере или кладовке. Это связано со свободным доступом влаги к токопроводящим дорожкам, хотя светодиоды можно прикрыть прозрачной крышкой от каких-либо кремов или вырезанным донышком от прозрачной пластмассовой бутылки.

При использовании цоколя с пластмассовым стаканом меньшего диаметра, монтажная плата соответственно уменьшается, а токопроводящие дорожки сжимаются, при этом следует учитывать, что конденсаторы С1 и С2 имеют сравнительно большие габариты.

Н.П. Власюк г. Киев РА 5'2010

Литература
1. Сергеев А. Светодиодная сетевая «лампа» // Радио. 2004. - №9. - С.40.
2. Нечаев И. Светодиодный ночник в выключателе // Радио. - 2004. - №9. - С.36.

C этой схемой также часто просматривают:

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12/220 В - 50 Гц
Выносной микрофон с питанием от линии связи
Преобразователь напряжения 12---> 220 В
Преобразователь напряжения 12---> 220 В до 200 Вт
Миниатюрный радиопередатчик с питанием от батареи для электронных часов
Паяльная станция на микроконтроллере (Цифровой ПИД регулятор температуры)
Сетевой сигнализатор "Не забудь выключить электроприборы"
Автоматика для системы электроотопления частного дома
Звуковой сигнализатор завершения работы бытового электроприбора