Устройство и характеристики лампы светодиодной Е40

Светодиоды методично вытесняют из обращения не только бытовые лампы накаливания, но и промышленное осветительное оборудование. Желание сэкономить заставляет предпринимателей и муниципальную власть искать менее энергозатратные устройства.

Отличным вариантом для организации освещения на большой площади является лампа светодиодная E40, конструкция которой совместима со многими находящимися в эксплуатации светильниками.

Устройство светодиодной лампы

За счет большого диаметра цоколя светодиодная лампочка E40 без проблем вмещает внутри себя множество электронных компонентов. А её увеличенный объем корпуса позволяет равномерно распределять тепло, предупреждая перегрев изделия.

Благодаря своим конструкционным особенностям LED-лампа E40 получает и множество других достоинств.

Общие конструкционные элементы

Светодиодные лампы E40 могут довольно сильно отличаться внешним видом. Всех их объединяет лишь тип винтового цоколя, диаметр которого составляет 40мм. Несмотря на внешние отличия, конструкция таких лампочек имеет общие черты.

Более предпочтительны однородные открытые радиаторы, которые напрямую передают тепловую энергию от нагретой печатной платы в окружающий воздух

Основные составные их части следующие:

1. Рассеиватель. Представляет собой матовую объемную оболочку из пластика, расположенную вокруг светодиодов. Она обеспечивает максимально равномерное распределение света по всей окружности лампы.
2. Светодиодные кристаллы, являющиеся непосредственными светоизлучателями. Они расположены на печатной плате и могут быть трех разновидностей: SMD, COB, Filament.
3. Печатная плата. Имеет вид теплопроводящей металлической пластины, которая способствует передаче тепла от работающих светодиодных кристаллов к радиатору.
4. Алюминиевый или металлопластиковый радиатор. Располагается обычно между цоколем и колбой, имеет ребристую форму, предназначенную для увеличения площади теплоотдачи лампочки.
5. Драйвер. Представляет собой микросхему, обеспечивающую пониженным напряжением и постоянным током светодиодные кристаллы. Качественный драйвер не должен приводить к миганию лампы при её работе.
6. Диэлектрический пластиковый или керамический вкладыш, который разграничивает находящийся под напряжением цоколь и остальные структурные элементы светодиодной лампочки.
7. Винтовой металлический цоколь E40, диаметром 40 мм. Он служит для крепления лампы в светильнике и обеспечивает передачу тока от патрона к драйверу.

Если цоколь светодиодной лампы типа E40 всегда одинаков, то внешняя форма колбы и радиатора может сильно варьироваться.

Галерея изображений

Фото из

Преимуществом формы «Кукуруза» является быстрый отвод тепла за счет равномерного размещения светодиодов по поверхности

Полая светодиодная лампа содержит много места для размещения элементов драйвера, что позволяет расширить его функциональность

Большую часть объема грушевидной светодиодной лампочки занимает воздух, а её форма обусловлена преимущественно стремлением сохранить классический дизайн

Большее количество последовательно соединенных конденсаторов сглаживают пульсацию тока, а значит и мигание светодиодов

Устройство лампы E40 «Кукуруза»

Драйвер внутри светодиодной лампы типа «Кукуруза»

Грушевидная светодиодная лампа в разрезе

Драйверы светодиодных лампочек

Мощный светоизлучающий кристалл генерирует много побочного тепла. Для поддержания приемлемой рабочей температуры внутри корпуса таких ламп необходим радиатор с большой площадью поверхности. Поэтому размеры и форма светодиодных устройств во многом обусловлена их мощностью и другими техническими характеристиками.

Особенности цоколя Эдисона

Буква E в маркировке резьбового цоколя обязана своим происхождением изобретателю ламп Томасу Эдисону, который запатентовал это инженерное решение более 100 лет назад.

Его конструкция не изменилась за столетие благодаря ряду преимуществ:

• простота и прочность монтажа;
• большая площадь контакта с внутренней поверхностью патрона;
• легкость производства;
• возможность установки внутри цоколя дополнительных деталей.

Наиболее распространенными форматами винтовых цоколей являются E14, E27 и E40. Двузначная цифра в маркировке обозначает их наружный диаметр.

Если размер винтового цоколя лампочки меньше, чем внутренний диаметр патрона, то можно приобрести недорогой переходник. Он позволит подогнать устройства друг другу

Цоколь E40 ранее использовался в дуговых ртутных лампах и лампочках накаливания. Его большой размер был обусловлен необходимостью увеличения площади контакта с патроном, а также стремлением снизить нагрев стеклянного цоколя в узком месте.

Светодиодные лампы E40 производятся лишь с целью обеспечить совместимость со старыми светильниками. Никаких объективных причин использования таких больших цоколей на данный момент нет.

Принципиальные электрические схемы

Стоимость и надежность LED-ламп E40 во многом зависит от количества и качества деталей драйвера. А в его основе лежит микросхема, которая может изготавливаться в различных функциональных вариантах.

В простейшем исполнении драйвер состоит из небольшого конденсатора и выпрямителя напряжения. Ограничителем тока нагрузки выступает SMD резистор, расположенный на светодиодной плате. Эта элементарная схема не содержит даже трансформатора, что заставляет использовать в ней строго определенное число светодиодов.

Отремонтировать светодиодную лампу с простейшей схемой может человек с базовыми знаниями в области электроники. А для перепаивания сгоревшего светодиода достаточно лишь мультиметра и паяльника

В таком дешевом варианте свет лампы будет пульсирующим, что может негативно сказаться на общем здоровье находящихся рядом людей.

Наиболее сложные драйвера светодиодных лампочек включают следующие структурные элементы:

• мостовой выпрямитель напряжения с емкостным балластом, ограничивающим входной ток;
• несколько конденсаторов повышенной емкости, расположенных на разных уровнях схемы;
• система обратной связи, позволяющая регулировать параметры напряжения и тока;
• электросхема диммирования, делающая возможным плавное регулирование светимости лампы.

Качественный драйвер полностью убирает пульсацию LED-лампы и стабилизирует подаваемое на светодиоды напряжение.

Большой внутренний объем светодиодной лампочки формата E40 позволяет без проблем разместить в ней все необходимые элементы микросхемы

Это увеличивает общий срок службы изделия и повышает его КПД. Сложные схемы имеют и недостатки:

• большой размер;
• сложность ремонта;
• дороговизна.

Помимо двух рассмотренных электрических схем существует множество промежуточных вариантов внутреннего устройства драйвера. Потребителями востребованы лампочки различной конструкции. Например, для ночного освещения безлюдных промышленных площадок будет достаточно лампы с простейшим драйвером.

Разновидности светодиодных ламп E40

Промышленное осветительное оборудование конструкционно намного разнообразнее бытового. Соответственно, и характеристики ламп для него требуются различные. Большое значение имеет направленность света, возможность работы в непрерывном режиме и защищенность корпуса.

Галерея изображений

Фото из

При отсутствии покрывной колбы для защиты светодиодов и рассеивания света могут применяться индивидуальные линзы

Лампочки формата E40 могут продаваться с уже встроенным переходником, откручивание которого трансформирует их в тип E27

Перегретые светодиоды снижают свою светимость, поэтому от эффективности охлаждения зависит КПД ламп

На активное охлаждение мощных светодиодных ламп уходит около 10% потребляемой ими электроэнергии

Односторонняя светодиодная лампа E40

Цилиндрическая светодиодная лампочка

Светодиодная лампа с полукружным радиатором

Светодиодные лампы с активным охлаждением

Производители же следуют за спросом и предлагают потребителям следующие модификации светодиодных ламп:

• пыле- и влагозащищенные;
• с рабочим напряжением 110 или 220 В;
• углом свечения от 120 до 360 градусов;
• мощностью от 10 до 500 Вт;
• из пластиковых, алюминиевых, жаропрочных материалов;
• с матовой, прозрачной колбой, с открытыми светодиодами;
• с датчиками освещенности, движения;
• диммируемые;
• виброустойчивые, взрывобезопасные.

У малоизвестных производителей светодиодных ламп дополнительные опции могут быть в большей степени маркетинговым ходом, чем реальным преимуществом. Поэтому приоритет при покупке следует отдавать осветительной продукции известных брендов.

Особенности промышленных светодиодных ламп

Осветительные приборы с цоколем E40 используются лишь в промышленной и общественной сфере. Бытовых изделий такой конструкции просто не выпускают. К промышленным светильникам предъявляются повышенные требования по надежности и устойчивости к внешним факторам. Поэтому и работающие в них светодиодные лампы E40 также обладают рядом особенностей:

1. Значение коэффициента мощности составляет 0,9-0,95, а у бытовых лампочек – 0,7-0,9.
2. Светодиоды зачастую имеют индивидуальные линзы, изменяющие направленность светового потока.
3. Расширенный диапазон рабочих температур. Драйвер в лампочках E40 рассчитан на нагрев до 110-120 °C и охлаждение до -50°C мороза.
4. Увеличенный ресурс службы – до 10 лет непрерывного свечения.
5. Корпус зачастую имеет антивандальную защиту для предотвращения механического повреждения светодиодов.
6. Размещение светодиодов на плате предполагает возможность их замены при ремонте.
7. Большинство ламп E40 защищено от ветра, дождя и пыли.
8. Усиленный радиатор позволяет активно отводить тепло при круглосуточной работе.
9. Увеличенный коэффициент цветопередачи.
10. В отличие от ртутных ламп, светодиодные не требуют установки дополнительных пусковых устройств.

Вышеописанные преимущества значительно увеличивают стоимость светодиодных ламп с цоколем E40. Но за счет повышенной надежности и увеличенного срока работы такие изделия снижают эксплуатационные затраты предприятий. Единожды поставив в светильники такие светодиодные лампочки, можно не беспокоиться о них на протяжении нескольких лет.

Светодиодные лампочки, в отличие от ртутных, экологически безопасны, потребляют меньше электроэнергии и более долговечны при аналогичном световом потоке

Осветительное оборудование с цоколем E40 замещается современными моделями довольно медленно. Причина – отсутствие новых альтернативных стандартов для подключения съемных светодиодных ламп. Ещё одним тормозом обновления оборудования является безразличность промышленных потребителей к дизайну и моральному устареванию устройств.

Сферы применения ламп E40

Нишу устройств с направленным световым потоком в промышленной сфере давно заняли светодиодные прожекторы. Лампочкам с цоколем E40 отведена ниша рассеянного освещения больших площадок и помещений.

Холодный свет лучше воспринимается глазами водителей ночью, поэтому освещение дорог производится преимущественно лампочками E40 с высокой цветовой температурой

Основными местами их использования являются:

1. Уличная территория промышленных объектов, складов, транспортных баз, общественных заведений.
2. Придорожные фонарные столбы.
3. Дворы частных домов, дач.
4. Торгово-развлекательные центры.
5. Производственные цеха с высокими потолками.
6. Стадионы.
7. Ангары.
8. Детские площадки.

В зимнее время светодиодные лампы хороши тем, что при попадании на них снега не создаётся разницы температур в различных частях корпуса. Благодаря этому не нарушаются прочностные характеристики их колб.

Цоколь E40 является пережитком прошлого, поэтому вряд ли в будущем он будет использоваться в новых сферах.

Выводы и полезное видео по теме

В видеороликах демонстрируются светодиодные лампочки E40 в работе, а также рассматривается их внутреннее устройство.

Сравнение светодиодных ламп с различными цоколями:

Обзор и внутреннее устройство светодиодной лампочки E40:

Тестирование мощных светодиодной лампы E40 типа «кукуруза»:

Родной цоколь E40 в светодиодных лампочках используется всё реже. Причиной тому желание производителей угодить максимальному количеству потребителей. Зачастую они просто комплектуют изделия формата E27 переходником на больший диаметр. Однако это не мешает LED-лампам с сорокамиллиметровым диаметром цоколя качественно освещать огромные помещения и экономить деньги коммунальных и коммерческих предприятий.