Светодиодные лампы 12 вольт: виды, конструктивные особенности и предназначение

Технологии постоянно совершенствуются и развиваются, появляются более эффективные решения. Также и с оборудованием, упрощающим жизнь: оно корректируется и дополняется новыми функциями. Современные осветительные приборы существенно отличаются от тех, которые были несколько лет назад. На замену стандартным лампам накаливания пришли куда более экономичные, практичные и эргономичные светодиодные лампы 12 Вольт.

У изделий есть множество мелких недостатков, но постоянные разработки и исследования в конечном счете приведут к тому, что они вытеснят с рынка менее эффективные аналоги.

Конструкция

Конструкция ламп, питаемых постоянным напряжением 12 В, существенно отличается от традиционных ламп накаливания или люминесцентных приборов.

Перечислим основные конструктивные элементы:

Стеклянная колба. Обычно производится из прозрачного стекла (реже — матового) в форме шара или диска. Купольная форма позволяет существенно увеличить угол рассеивания, который достигает 270 град. Плоские лампочки используются в точечных источниках света для дополнительного освещения. Некоторые приборы применяют для подсветки предметов интерьера, другие — для зонирования просторных помещений. У точечных светильников угол рассеивания минимальный — от 30 до 60 град.
Светодиоды — источники света. Соединяются последовательно друг с другом, что позволяет повысить световую отдачу прибора.
Радиатор — алюминиевая пластина, отводящая тепло, которое образуется в процессе излучения led-диодов.
Корпус производится из прочного пластика — она является отличным диэлектриком и выполняет защитные функции. Предотвращает поражение током во время установки и демонтажа устройства.
Драйвер — стабилизирует напряжение, преобразуя переменный ток в постоянный ток на 12 В.
Цоколь. Ввиду высокой популярности изделий выпускаются диодные лампы с самыми разными цоколями. Вы легко сможете найти стандартные изделия под патроны E27, E14, G4. G13, GU10 и т. д.

Яркость такой лампочки зависит от количества светодиодов и мощности их каждого по отдельности. Освещенность изделий рассчитывается по соотношению 1 лм на каждые 100 Вт.

Какие светодиоды можно подключить к 12 Вольтам

Продавцы заявляют, что они продают светодиоды, которые можно подключить к источнику питания 12 В. На самом деле это утверждение неверно. Ледяная лампочка не имеет строго определенного рабочего напряжения, поэтому мы можем говорить только об источнике света, состоящем из диодов.

необходимо определить, что происходит в ледяной луковице во время свечения. В этом процессе 2 наиболее важных параметра: максимальный и рабочий ток (необходим для лампы накаливания). Они учитываются при изготовлении ледяной матрицы, но не при выборе источника питания.

Напряжение на лампочке чаще всего от 1,5 до 3,5 вольт, цифра зависит от цвета лампочки. Чем меньше значение красных светодиодов, тем больше яркость. Светящийся диод на 12 вольт представляет собой матрицу (сборку), в которую может входить любое количество последовательно соединенных кристаллов. Таких цепочек может быть несколько, они соединены между собой параллельно.

Важно! Если кто-то говорит, что лампа рассчитана на 12 вольт, это действительно означает, что цепочка последовательно включенных диодов потребляет 12 вольт при включении.

Разновидности

По источнику питания лампочки делятся на две основные категории — низковольтные, предназначенные для эксплуатации от сети 12 В, и обычные, подключаемые к сети 220 В. Существуют и другие разновидности – на 24, 36 или 48 В, которые относятся к категории низковольтных светодиодных ламп. Низковольтные от обычных отличаются использованием драйвера (он же блок питания), стабилизирующего напряжение. Он может быть по умолчанию вмонтирован в конструкцию изделия или устанавливаться отдельно, как самостоятельный элемент.

Мощность таких источников обычно невелика и находится в диапазоне 0,4–8,0 Вт. Причем дробные величины мощности используются чаще целых.

Еще один критерий для классификации 12-вольтовых светодиодных приборов — форма стеклянной колбы. Выделяют следующие разновидности:

открытого типа;
устройства с колбами различных геометрических форм;
круглые плоские изделия, похожие на диск.

Самыми распространенными считаются лампы SMD-типа. Яркость светового потока выбирается в зависимости от размеров данного изделия — чем больше светодиодов, тем более интенсивным будет освещение.

Как правильно включить диод в электрическую схему автомобиля

Схема подключения светодиодов к автомобильному аккумулятору на 12 вольт не отличается от схемы для любого другого источника питания, имеющего такое же напряжение. Используется один из двух способов: через резистор или через стабилизатор (специальную микросхему). Однако нужно учитывать, что напряжение 12 вольт — величина условная. Чаще всего это 14 В и даже больше (до 17 В). Прыжки происходят из-за отсутствия в машине стабилизатора. При вычислении в формуле нужно вводить только эти числа.

При включении резистора часть напряжения снимается с цепи, что может повредить светодиод. Главный недостаток этой схемы — преобразование невостребованного тока в тепло. Это требует установки резистора на радиатор, что создает дополнительные сложности. Также резистор не контролирует напряжение. При падении свечение лампы уменьшается, при значительном увеличении лампа может перегореть.

При использовании стабилизатора микросхема также преобразует избыточное напряжение в тепло. Главное достоинство такого варианта — возможность поддерживать определенный уровень напряжения. Это значит, что если необходимо подключить несколько лампочек, суммарная мощность которых меньше мощности стабилизатора, то используется параллельное подключение. К микросхеме также необходимо подключить радиатор.

Последовательность сборки:

найти в документах или измерить напряжение светодиодной лампочки (лампочек);
установить на радиаторах светодиодную лампочку и резистор;
найти полярность ножек светодиодной лампы;
подключить аккумулятор.
сварочные компоненты;
рассчитать и купить резистор (драйвер);
составить схему;

Рекомендуется замерить напряжение и ток, чтобы вовремя скорректировать показатели.

Если что-то не так, вам нужно будет выбрать другой светодиод.

Основные параметры выбора

Технико-эксплуатационных характеристик у ламп накаливания много. Перечислим основные из них:

Цветовая температура. Ее значение находится в диапазоне 2700–6500 К. В зависимости от конкретной величины при свечении лампы может быть больше холодного (белого) или теплого (желтого) света.
Световой поток. Данный параметр у светодиодных изделий обычно высок и достигает 600 Лм.
Долговечность — средняя продолжительность эксплуатации осветительных приборов составляет 50 000 часов.
Мощность — от 0,4 до 8 Вт.
Наличие драйвера. На самом деле устройства, функционирующие исключительно от сети на 12 или 220 В, встречаются редко. Чаще всего производители выпускают светодиодные лампы с широким диапазоном напряжения — к примеру, 150–250 В. Это значит, что таким устройствам не страшны какие-либо серьезные перепады напряжения.
Габаритные размеры. Зачастую данное оборудование используется для замены галогенных ламп, поэтому производители стремятся максимально упростить процесс монтажа изделия и предоставить больше свободы за счет уменьшения габаритов.
Количество светодиодов.

На упаковке изделия обычно указывается оттенок света при эксплуатации ламп, что существенно облегчает выбор.

Расчет резистора на примере одного светодиода

Вы можете использовать пример, чтобы увидеть, какой резистор нужен конкретному светодиоду для подключения к автомобильному аккумулятору (12-14,5 В). В расчетах используется более высокое напряжение.

Если лампа потребляет 3,3 В, сопротивление остается 14,5–3,3 = 11,2 В.

Для тока 20 мА: R = 11,2 / 0,02 = 560 Ом.

Мощность: P = 0,022 * 560 = 0,2240 Вт

Лучше купить резистор 0,25Вт. Его можно приваривать как к аноду, так и к катоду, если соблюдать полярность при подключении светодиодной лампы.

Блок питания для ламп 12 В

Драйверы или блоки питания выбираются в зависимости от предназначения светильника. Они классифицируются на следующие типы:

Герметичные. Лучшее решение для эксплуатации в ванной комнате, бане или на улице. Отличный вариант для любых помещений с высоким уровнем влажности и вероятностью попадания брызг.
Негерметичные — монтируются в комнатах с нормальным уровнем влажности.
Драйвер с активной системой охлаждения дополнен специальным вентилятором, позволяющим увеличить мощность изделия и уменьшить его габариты.
С пассивной системой охлаждения — вместо вентилятора используют радиатор. Характеризуются бесшумной работой, но мощность ограничена размерами прибора.

Кроме того, блоки питания делятся по значению технических параметров:

Мощность. Для выбора правильного драйвера необходимо суммировать мощность каждого источника света, а затем увеличить полученное значение на 10–15 %. Этот запас нужен для предотвращения выхода из строя в моменты перегрузок.
Выходной ток — выбирается в зависимости от числа подключаемых лампочек. Более сложная для вычисления характеристика, которая должна совпадать с требуемой величиной тока для конкретных источников. На величину влияет площадь поперечного сечения элементов, коммутирующих блок питания и лампу.
Выходное напряжение — в конкретном случае величина равняется 12 В.

Сфера применения приборов на 12 В

LED-лампы на 12, 24, 36 и 48 В со стандартными цоколями E14, E27, G4, GU10 могут использоваться для дома, при организации систем освещения транспортных средств, торговых залов, витрин или офисных помещений. Практически во всех случаях обычные лампы накаливания или галогенки можно заменить светодиодными аналогами.

Чаще всего низковольтные источники света устанавливают в помещениях с повышенной влажностью, включая ванные комнаты, кухню, сауну, подвал. Они же эксплуатируются и для уличного освещения. Светодиодная лампа с цоколем G4 монтируется в точечный светильник. Выбор в ее пользу следует делать при обустройстве подвесных потолков, поскольку светодиоды, несмотря на необходимость применения охлаждающих радиаторов, нагреваются существенно меньше обычных и галогенных устройств.

Тонкости замены галогеновых ламп на светодиодные

Что важно учесть при замене галогеновых ламп на светодиодные:

Цоколь. Выбирать следует LED с таким же цоколем, что в оригинальной люстре.
Проблемой может быть низкое энергопотребление светодиодных сборок. Отдельные модели электронных трансформаторов снабжены функцией автоматического отключения при малой нагрузке. С диодами люстра может мигать или не работать вообще. Решается удалением трансформатора с заменой на led драйвер.
Направленность света LED ламп. Угол распространения светового потока у галогенок 360°, у светодиодов — зависит от конструкции. Выбирайте модели с линзами широкого рассеивания, желательно с матированным рассеивателем, иначе получите неравномерное освещение.
Помните про конструкцию плафона при выборе светодиодных лампочек. Led лампа может не поместиться в прежнее посадочное место или будет выступать и выглядеть неэстетично.
Цветовая температура светодиодных ламп. Большинство LED светят холодным белым светом (4000К — 6000К) их нежелательно ставить в детские. Для гостиной или рабочего кабинета — отличный вариант.

Целью переоснащения люстр служит экономия электричества. Стоит понимать, что модернизация одного источника света окупится не раньше чем через два-три месяца (для комнат с постоянным использованием освещения). Эффективней провести перемонтаж сразу нескольких участков жилого помещения.

Выбирая полупроводниковые светильники не нужно экономить. Скупой платит дважды. Дешевое изделие, выпущенное неизвестным производителем чаще низкого качества и быстро приходит в негодность.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Преимущества и недостатки 12-вольтового освещения

Самое главное преимущество светодиодных лампочек на 12, 24 или 36 В связано с их высокой экономичностью. В процессе монтажа нет необходимости тратить деньги на размещение вспомогательных элементов, прокладывать защитные кабель-каналы. Низкое напряжение делает устройства намного более безопасными, чем осветительные приборы, питаемые от сети 220 В. Это позволяет эксплуатировать лампы в комнатах разного предназначения с высоким уровнем влажности (подвалы, бассейны, ванные).

Экономичность достигается и при эксплуатации оборудования. Для получения светового потока, который обеспечивается лампой накаливания на 60 Вт, достаточно светодиодного источника света мощностью на 6–7 Вт.

Низковольтные led-лампы подходят для установки на объектах с повышенными нормами ПУЭ, связанными с высокой степенью опасности. Наиболее ярким примером такого объекта является котельная.

Производители выпускают изделия со стандартными цоколями, что упрощает замену галогенок и ламп накаливания на светодиодные, оснащенные идентичным держателем. При этом нужно учитывать дополнительные параметры, включая световой поток и габаритные размеры.

Теперь перейдем к недостаткам. В бытовых условиях светодиодные лампочки 12 В подключаются через понижающий трансформатор, устанавливаемый перед светильником и уменьшающий напряжение до нужных значений. Понижающие трансформаторы могут характеризоваться внушительными габаритами, поэтому при размещении в люстрах или потолочных конструкциях должно быть предусмотрено свободное место. Реализовать такую схему получается не всегда.

Из-за низкого вольтажа такие источники света характеризуются повышенной величиной тока. По этой причине нужно выбирать проводники правильной длины. Чем больше протяженность кабеля, тем выше сопротивление. Повышение последней величины негативно сказывается на качестве освещения.

Алгоритм выбора миниатюрных светодиодов

Ассортимент светодиодных лампочек G4 на 12 V очень разнообразен. Определяя подходящий вариант, надо понимать назначение и эксплуатационные особенности разных типов, а также грамотно оценивать базовые характеристики осветителей.

Разнообразие конструктивных исполнений

Первоочередная задача – подобрать нужную форму лампочки.

Среди низковольтных LED-моделей со штырьковым цоколем на 4 мм, в быту применяются преимущественно пять типов:

капсулы;
кукуруза;
лепестки;
свечи;
дисковые.

Наиболее востребована первая группа. Корпус имеет цилиндрическую форму и покрыт прозрачной или матовой колбой – рассеивателем. Такие изделия чаще обычного выступают заменителем галогеновых лампочек.

Формы исполнения миниатюрных осветителей. Обозначения к фото: 1 – капсула, 2 – кукуруза без колбы, 3 – лепесток, 4 – свеча, 5 – дисковая лампа или «таблетка»

В кукурузе все диоды расположены на открытой цилиндрической платформе. Отсутствие колбы способствует более яркому освещению и исключает вероятность перегрева. Как и традиционная капсула, кукуруза устанавливается в люстры и светильники.

Главный минус – непривлекательный внешний вид в выключенном состоянии. Кукуруза подбирается так, чтоб плафон светильника перекрывал саму лампочку.

Модели «лепесток» и «свеча» чаще используются в освещении автотранспорта. Однако и в организации домашнего света они нашли свое применение – это точечная подсветка, создание потолочных или настенных светящихся узоров.

Плоские осветители в форме диска используются в светильниках, предназначенных для создания направленного светового потока. Угол освещения «таблеток» – не более 120°.

Кроме форм-фактора, низковольтные лампочки отличаются между собой внутренней начинкой – типом светодиодов.

Возможно три варианта:

SMD;
COB;
Filament.

SMD. Единичные полупроводниковые кристаллы, покрытые люминофором. Диоды располагаются на теплоотводящей печатной плате.

Видимый угол свечения одного кристалла – 20-140°. Главное достоинство SMD-светодиодов – интенсивный отвод тепла и как следствие, долговечность.

COB. Конструктивно COB-матрица – это множество кристаллов на одной платформе, залитых люминофором. За счет плотности прилегания SMD-диодов достигается яркое свечение. COB-лампы освещают порядка 180-220°.

Обозначения к фото: 1 – SMD-светодиоды, 2 – осветитель с COB-панелью. Модели второго варианта склонны к более интенсивному нагреву, а при выходе из строя одного диода из матрицы, затухает вся лампа

Filament. Обладает самыми эффективными световыми параметрами. На стеклянные нити устанавливается множество кристаллов, которые затем покрываются флуоресцентным раствором. Главное достижение технологии – освещенность на 360°.

Светодиоды Filament всегда имеют прозрачную колбу, а их свечение схоже с работой ламп накаливания. Такой вариант оптимален для создания ненаправленного равномерно света

Учет световых характеристик

Определившись с подходящей формой, следует оценить основные параметры LED-лампочки:

эквивалент мощности;
световой поток;
температуру свечения;
качество цветопередачи;
степень пульсации.

Яркость свечения светодиодных лампочек характеризуется двумя показателями: эквивалентом мощности и световым потоком. Параметры между собой взаимосвязаны.

По сводной таблице можно определить, при какой мощности разных ламп достигается определенный уровень светового потока, выраженный в люменах.

Например, лампочка накаливания на 40 Вт дает освещенность в 470 люмен. Для полноценной замены подойдет светодиодный аналог на 6 Вт или галогеновый на 32 Вт (+)

Если сравнительной таблицы под рукой не оказалось, можно ориентироваться на данные производителя – зачастую на упаковке указана величина светового потока и аналог мощности.

В случае отсутствия информации подойдет примерный ориентир: 10 Вт лампы накаливания соответствуют 1,5 Вт светодиодного осветителя.

Температура свечения. Важный параметр, определяющий комфортность восприятия света и качество освещения окружающего пространства. Низковольтные LED-лампы работают в диапазоне 3000-4500 K, что соответствует нейтральному и дневному освещению.

Привычная лампа накаливания создает мягкий, слегка желтоватый оттенок, светодиодные модели дают более холодный тон.

По мере снижения цветовой температуры в освещенности преобладают красные тона, при повышении – начинают доминировать голубые и зеленоватые оттенки (+)

Выбор цветовой температуры зависит от назначения лампочки и ее месторасположения. В спальню лучше выбирать изделия с показателем не более 3000 К, для детской подойдет светодиод на 3000-3200 К, а для оформления рабочего пространства – 3500 К и более.

Цветопередача. К сожалению, эта характеристика редко указывается производителями капсульных лампочек. А ведь именно индекс цветопередачи во многом определяет реальность восприятия окружающих предметов и собственного отражения в зеркале.

Параметр выражается в абсолютных единицах в пределах 100 и обозначается – CRI. Эталонным показателем обладает солнечный свет, CRI=1. Хороший результат дают и лампы накаливания – CRI=97.

Недорогие LED-осветители способны искажать цветовой спектр, их CRI иногда не достигает 70. Для жилого помещения этот показатель не должен составлять меньше 80

Если данные не отображены на упаковке, то качество цветопередачи проверяется экспериментально. Под светящуюся лампочку подставить ладонь, если она кажется сероватой, то товар явно сомнительного качества.

Мерцание света. Еще одна характеристика, которой производители не спешат поделиться – степень пульсации. При работе светодиоды могут мерцать, создавая существенную нагрузку на глаза.

Сразу после включения пульсация не ощущается, но при таком свечении человек быстрее утомляется, а зрение может ухудшиться.

Чтобы диагностировать недостаток, надо посмотреть на включенную капсулу через камеру смартфона. Наличие ярко выраженных полос свидетельствует о недопустимой интенсивности мерцания.

Сильная пульсация заметна боковым зрением. Чтобы подтвердить догадки, можно выполнить карандашный тест. Шлейф из множества контуров наглядно демонстрирует мерцание света

Согласно нормам СНиП уровень пульсаций для дома должен быть в пределах 30%, при освещении рабочего места – до 20%.

За сглаживание мерцаний в низковольтных светодиодах отвечает конденсатор. Будет ли справляться элемент со своей задачей, зависит от его емкости. Для LED-лампы мощностью в 1,2-2 Вт нужен конденсатор минимум на 100 мкФ.

Рассчитать реальную емкость элемента можно из его маркировки. Первое двузначное число умножить на цифру, зашифрованную в третьем (6 обозначает 1 мкФ, 7 – 10 мкФ). Буквенная маркировка – рабочее напряжение конденсатора.

Пример расчета для модуля 476 С: 47*1=47 мкФ. Такой конденсатор полноценно не перекроет пульсацию даже светодиода в 1 Вт

Дополнительные критерии выбора

Сравнивая между собой лампочки с одинаковыми характеристиками, следует обратить внимание на их параметры.

Угол рассеивания. Величина зависит от вида используемого светодиода и формы самой лампы. Максимальную освещенность в 360° дают модели Filament, минимальную – диоды на плоских дисках. При выборе надо отталкиваться от назначения осветительного прибора.

Тип колбы. В продаже представлены модели с матовым и прозрачным рассеивателем. Первые создают мягкое свечение и скрывают начинку лампы.

Матовые колбы подходят для светильников с открытыми плафонами. Прозрачный рассеиватель обеспечивает более яркое свечение.

Материал корпуса. Для моделей мощностью свыше 2,5-3 Вт преимущественно используется плотный силикон. Мини-лампы с матовым колпаком изготовляются из полимеров – поликарбоната и прочного пластика.

Период службы низковольтного LED-осветителя составляет около 15-30 тысяч часов. При выборе диода специалисты рекомендуют учитывать негласное правило: чем больше гарантийный срок от производителя, тем долговечнее изделие.

Дополнительная информация о характеристиках светодиодных лампочек представлена в этой статье.

Как подключить led к 3 или 5 Вольтам

Маломощные светодиоды хорошо работают при подключении к блоку питания с напряжением 5 и даже 3 вольт. Сопротивление рассчитывается по той же формуле, но резистор заменен драйвером. В нем теряется меньше напряжения, в магазине можно купить уже готовое.

Самым популярным источником питания при производстве 5-вольтовых лент, используемых в качестве ночных светильников, являются старые зарядные устройства для сотовых телефонов. Лампочки необходимо подключать параллельно (для последовательного подключения требуется 6 вольт).

3 вольта можно получить от аккумулятора на 1,5 вольта при помощи специальной микросхемы. Он может увеличивать как ток, так и напряжение. Во втором варианте диод необходимо подключить к резистору.

Интересно! Готовую китайскую плату можно купить за 100 рублей, напряжение АКБ повышается.

Каких производителей предпочесть

Самыми популярными производителями светодиодных лампочек 12 В являются фирмы Osram и Philips. Это наиболее технологически развитые компании, обеспечивающие высокую функциональность и отличные технико-эксплуатационные характеристики изделий. Но стоимость таких устройств намного выше остальных.

Альтернативой дорогостоящим продуктам от Osram и Philips являются лампы Era, Gauss, Camelion и Feron. Качество изделий далеко не всегда соответствует уровню продукции от двух первых брендовых производителей. Многие изготовители обращаются к компании Philips, приобретая у нее комплектующие детали для собственных разработок.

Обзор товаров лучших производителей

Позицию лидера на рынке светодиодных лампочек делят между собой два мировых бренда: Philips (Нидерланды) и Osram (Германия). Реальные показатели осветительных приборов европейских компаний соответствуют заявленным характеристикам, а их срок эксплуатации вне конкуренции.

Мини-лампочки обоих брендов в сравнении с аналогами выигрывают по многим пунктам: дизайн, высокий уровень цветопередачи, фактическое отсутствие пульсаций.

Достойный представитель от Philips – CorePro Ledcapsule мощностью 2,2 Вт. Характеристики: световой поток – 200 Лм, тип диодов – SMD, диаметр – 14,3 мм, температура свечения – 2700 K. Ориентировочная цена – 5 у.е.

Схожими параметрами обладает и мини-лампа от Osram – Star Pin G4.

Особенность светодиода – рассеивающая линза вогнутой формы. Такое решение направляет световой луч в определенном направлении, а по бокам излучается менее интенсивный свет (+)

На рынке, помимо брендовых лампочек, представлен широкий выбор достойных аналогов по более приемлемой цене.

К числу рекомендованных производителей можно отнести:

Gauss (Россия) – компания постоянно усовершенствует продукцию, используя новейшие технология и внедряя дизайнерские решения;
Maxus (Китай) – LED-лампы мощностью 1-2 Вт, фирма предоставляет гарантию 2 года;
Biom (Китай) – широкий ассортимент разных форм низковольтных осветителей, отличное соотношение цена/качество;
Foton Lighting (Великобритания) – предлагает лампочки европейского качества по умеренной стоимости;
Navigator (Россия) – в моделях используются высокоэффективный драйвер и планарные светодиоды со светопередачей CRI>80; производитель предлагает керамические, силиконовые и поликарбонатные корпуса.

Однозначно стоит избегать продукции безымянных производителей. Рассчитывать на качество, долговечность и безопасность их ламп не стоит.