- Устройство LED-прожектора и распространенные неисправности
- Принцип работы и схема
- Признаки поломки
- Причины неисправностей
- Пошаговая инструкция по диагностике и ремонту
- Проведение внешнего осмотра
- Проверка работоспособности драйвера
- Проверка матрицы
- Прожектор перестал гореть – как починить?
- Как подбирать драйвер, если неизвестна мощность светодиодного модуля
- Устраняем мигание LED-прожектора
- Почему матрица мигает или не светится при перегорании
- Ремонтируем матрицу
- Установка в прожектор диодного моста и конденсатора
- Как разобрать светодиодный прожектор с приклеенным стеклом
- Как снять стекло со светодиодного прожектора
- Замена деталей
- Восстановление работоспособности 50W осветителя своими руками
- Особенности ремонта
- Полезные советы
Устройство LED-прожектора и распространенные неисправности
Вне зависимости от типа светодиода, формы и размера, ваше устройство не меняется:
- рамки;
- линза и отражатель;
- светодиодная матрица (SMD-диоды) с радиатором (иногда вентилятором);
- контроллер (печатная плата с транзисторами, конденсаторами, стабилитроном, мостовым выпрямителем);
- кабельные наконечники;
- застежки.
Корпус может быть изготовлен из стали, алюминия или пластика. Линзы и отражатели формируют угол светового потока. Для того чтобы оборудование работало длительное время, температура не должна превышать +80°С. Соблюдение этого условия гарантирует радиатор (прямоугольный или круглый) из алюминия или керамико-алюминиевого материала и термопаста на месте по установке лампочек. Если мощность светодиодной лампы превышает 100 Вт (ватт), радиатор заменяется вентилятором.
Элементы питания: светодиодный модуль (диоды приварены к подложке) и драйвер. Количество светодиодов может достигать нескольких десятков (лампочки соединены последовательно-параллельно). Модуль имеет 2 выхода: плюс и минус.
Для стабилизации тока используется драйвер (в светильниках уличного освещения он залит герметиком). На него подается напряжение 220 В (вольт), выходит напряжение со значением, определенным производителем для конкретного типа диода.
Важно! В большинстве случаев элементы преобразователя выходят из строя. Основная причина неисправности – перегрев.
Принцип работы и схема
Напряжение на вход привода подается через предохранитель (или реле датчика движения). Он выпрямляется диодным мостом и сглаживается конденсатором. На выходе конденсатора ток постоянный. Также напряжение на резисторе подается на стабилитрон и трансформатор.
Со стабилитрона выходит 9 В, необходимое для работы преобразователя, с преобразователя — высокочастотные импульсы на полевой транзистор. В полевом транзисторе сопротивление уменьшается практически до нуля, при прохождении тока через первичную обмотку трансформатора во второй обмотке создается напряжение. После выпрямления диодом и сглаживания конденсатором ток поступает в сборку, диоды включаются.
Это стандартная схема, она может меняться в зависимости от моделей и производителей.
Признаки поломки
О том, что светодиодный прожектор нуждается в ремонте, свидетельствуют:
- не светится при включении;
- мигающие светодиоды;
- слабое горение (легкое;
- мерцание различных огней;
- неестественная тень от радиации.
Ремонт светодиодного прожектора также требуется, если перегорела проводка, поврежден корпус устройства или деформирована матрица.
Причины неисправностей
Причина неисправности:
- нарушения правил сборки на заводе (например, отсутствие теплопроводной пасты под светодиодным модулем);
- неправильное подключение;
- колебания напряжения в электрической сети;
- замыкание фазы на ноль или корпус;
- перегрев;
- попадание воды или грязи;
- неправильная настройка датчика движения (если применимо);
- нарушения правил эксплуатации.
Если есть хотя бы одна причина, выходит из строя блок питания (перегорел резистор или конденсатор), светодиодный модуль или его отдельные элементы. При отсутствии ремонта лампа не может нормально работать.
Пошаговая инструкция по диагностике и ремонту
При ремонте светодиодного прожектора своими руками рекомендуется соблюдать следующую последовательность действий:
- Внешний осмотр устройства.
- Проверка драйвера.
- Проверка светодиодной матрицы.
Проведение внешнего осмотра
Как говорят опытные электрики, любая неисправность электроприборов имеет две причины: когда нет контакта — там, где он должен быть, или когда есть контакт — там, где его быть не должно!
Тщательный осмотр лампы может значительно облегчить поиск и устранение неисправностей. Во-первых, необходимо осмотреть шнур питания. На нем не должно быть изломов, различных механических повреждений изоляции и, конечно же, следов повреждения изоляции от короткого замыкания или следов оплавления в результате теплового воздействия электрического тока.
Во-вторых, нужно осмотреть корпус устройства и светодиодную матрицу на наличие различных механических повреждений. Осмотрев матрицу можно визуально определить неисправность светодиодов/матрицы (если COB) по наличию черных точек.
При производстве светодиодов по технологии COB (Chip On Board) несколько светодиодов размещаются на плате и покрываются люминофором. Если один или несколько светодиодов выходят из строя, вся плата выходит из строя, так как светодиоды соединены последовательно. Перегоревший светодиод будет иметь более темный цвет, чем остальные. При конструкции массива, состоящего из отдельно расположенных светодиодов, неисправный также может отличаться по цвету от соседних.
В-третьих, корпус лампочки вскрывается и проверяется состояние плавкой вставки. При этом нужно обратить внимание на состояние платы, отсутствие механических повреждений или выгоревших элементов. Контакты также проверяются на наличие признаков окисления или коррозии.
При проведении осмотра целесообразно будет позвякивать провода и проверять наличие электрического контакта по всей цепи.
Проверка работоспособности драйвера
Для проверки работоспособности регулятора необходимо подать на отключенный регулятор переменное напряжение 220 В. На его выходе должно быть постоянное напряжение, значение которого будет несколько выше значения, указанного на коробке.
Например, если в рамке указано 28-38В, то при подключении контроллера без нагрузки выходное напряжение будет 40В.
Но при таком способе проверки можно ошибиться, ведь есть контроллеры, которые могут не включаться без нагрузки. Для получения правильных результатов при проверке необходимо подключить нагрузочный резистор к выходу контроллера.
Выбор значения сопротивления должен производиться по закону Ома. Для этого нужно узнать, какие выходные параметры записываются в корпус. Например, если на коробке написано: «ВЫХОД 23-35 В пост тока 600 мА ± 5 %», вычисляем наименьшее значение сопротивления как: 23/0,6 = 38 Ом. Следовательно, наибольшее значение рассчитывается как: 35 / 0,6 = 58 Ом. Затем выбираем наиболее подходящий по номиналу резистор с учетом мощности. Если выбрать резистор недостаточной мощности, то в процессе работы он будет сильно греться и сгорать. Стандартный диапазон мощностей включает значения: 0,125; 0,25; 0,5; а; 2 и более В.
Мощность резистора определяется как произведение напряжения (U) на ток (I) по формуле:
П=У*И
После расчета выбираем наиболее подходящее из стандартных значений.
Далее проверяем уровень напряжения на выходе устройства. Если напряжение находится в пределах, указанных на шильдике драйвера, делаем вывод об исправности устройства и приступаем к устранению неисправности.
При проверке работоспособности этим методом следует помнить, что в недорогих моделях трансформатор может отсутствовать. При неисправности контроллера на выходе может появиться напряжение 220 В.
Проверка матрицы
Для проверки светодиодной матрицы потребуется подать на нее напряжение меньше номинального. Подключив массив, мы контролируем силу тока. Работающая матрица будет светить.
Затем повышайте напряжение до тех пор, пока не будет достигнут номинальный ток. Работающий массив должен светиться, а световой поток должен соответствовать номинальному.
Для подачи напряжения и параметров контроля требуется специальный лабораторный блок питания. Такой блок позволяет плавно подавать напряжение на массив и управлять током и напряжением.
При отсутствии такого блока можно использовать заведомо исправный драйвер, взятый от другого проектора.
При производстве светодиодов по технологии COB (Chip On Board) несколько бескаркасных светодиодов размещаются на плате и покрываются люминофором. Если один или несколько светодиодов выходят из строя, вся плата выходит из строя, так как светодиоды соединены последовательно. Перегоревший светодиод будет иметь более темный цвет, чем остальные.
Светодиоды также соединены последовательно, которые размещены в массиве открытого типа. Возможно каскадирование, т.е группы из нескольких светодиодов также могут быть соединены последовательно. В случае отказа один светодиод также будет темнее остальных.
Для более точного определения неисправного светодиода нужно использовать тестер, работающий в режиме проверки диодов.
Прожектор перестал гореть – как починить?
В первую очередь в этой ситуации нужно проверить, поступает ли на контроллер устройства питание с напряжением 220 В. Если все в порядке, то сначала нужно провести диагностику и ремонт контроллера. Его можно проверить без подключения светодиода, подав на вход электрический ток. Если устройство работает правильно, измерение выходного сигнала мультиметром должно показать напряжение постоянного тока, которое будет немного выше номинального предела. Например, для контроллера с выходным напряжением 28-38 вольт мультиметр в простое показывает ~40 вольт. Это связано с тем, что увеличение сопротивления нагрузки (из-за холостого хода) приводит к увеличению напряжения.
Правда, этот способ помогает точно проверить не все драйвера. Есть блоки, которые в хороших условиях будут выдавать нелогичные данные или вообще не запускаться. В такой ситуации проверить устройство поможет нагрузочный резистор, имитирующий потребление светодиода. Вы должны выбрать его в соответствии с характеристиками контроллера. Например, при постоянном выходном токе 23-35В 600мА сопротивление резистора должно быть в пределах от 23/0,6 = 38 Ом до 35/0,6 = 58 Ом.
Если выходное напряжение правильное при подключенном нагрузочном резисторе, контроллер работает правильно.
Самый простой способ починить светодиодную лампочку с неисправным драйвером — заменить этот компонент. Купить подходящую модель можно не только в специализированных магазинах, но и в Интернете. Например, Алиэкспресс предлагает широкий выбор запчастей, хотя там нужно быть очень внимательным, чтобы выбрать качественный товар (иногда даже сами продавцы плохо разбираются в вопросе). Иногда подходящие драйвера можно найти у мастеров, профессионально занимающихся ремонтом лампочек. А если светодиодный прожектор из диодов был сделан своими руками, разобраться в своем устройстве и устранить проблему будет даже проще, чем купить или собрать новый.
Как подбирать драйвер, если неизвестна мощность светодиодного модуля
У многих любителей бывают ситуации, когда необходимо работать с прожектором, при котором неизвестны мощность, ток и напряжение светодиодного чипа. Следовательно, в такой ситуации сложнее найти замену и водителя.
Здесь необходимо посчитать количество диодов в светодиодной матрице и сложить их индикаторы. В таких светодиодных модулях используются диоды с напряжением 3 В, током 300-330 мА и мощностью 1 Вт. Соответственно, общее напряжение массива 27 В с током 300 мА (при подключении в ряд). Следовательно, для его работы необходим контроллер с выходным напряжением 20-36 В.
Возьмем пример с более сложной матрицей, состоящей из двух рядов параллельно соединенных диодов. Каждый ряд имеет напряжение примерно 30 В при токе 300 мА. Из-за параллельного соединения контроллер должен иметь выход 30 вольт и 600 мА.
Устраняем мигание LED-прожектора
Рано или поздно каждый владелец светодиодного прожектора сталкивается с проблемой мерцания. Причиной такого поведения может быть неисправность электронных компонентов или выход из строя светодиодов. В этом разделе рассмотрим, как отремонтировать светодиодную лампочку мощностью 10 Вт. Эта мощность самая распространенная, да и общая конструкция устройств схожа, поэтому решение проблемы универсальное.
Светодиод представляет собой массив из 9 кристаллов, мощность каждого из которых составляет 1 Вт. Эти кристаллы соединены в три последовательные цепи и заполнены люминофором — веществом, преобразующим полученную энергию в свет. Светодиод мощностью 10 Вт состоит из трех рядов кристаллов, которые подключены параллельно питанию, поступающему от драйвера.
Если один из светодиодных кристаллов перегорит, то во время работы он будет мигать. Характер мерцания может быть как периодическим, с равными паузами, так и хаотичным. По разным причинам выгорание матрицы может привести к полному отключению светодиодного элемента или выходу из строя одной-двух линеек кристаллов.
Почему матрица мигает или не светится при перегорании
Заполненные люминофором кристаллы соединены между собой проводами, которые в случае качественных изделий выполнены из золота, а в недорогих устройствах – из меди. Чрезмерный нагрев матрицы и соединительных контактов приводит к отсоединению этих проводов от кристаллов. Поэтому отключается весь массив или его часть. После остывания нить возвращается в исходное положение и работа возобновляется. После повторного нагрева до критической точки контакт снова разрывается, и массив отключается. Этот цикл продолжается бесконечно во время работы, представляя наблюдателю мерцающую лампочку. Полный выход светодиода из строя происходит, когда одна из нитей накала перегревается настолько, что отваливается от стекла.
Зная такое поведение, можно своими руками проверить состояние массива диодных прожекторов. Для этого нужно вооружиться не слишком острым предметом и надавить на места на матрице, в которые проходят соединительные нити. Конечно, в этот момент должен быть включен прожектор. Если нажатие на один из каналов включает устройство, проблема найдена. В этом случае остается правильно заменить поврежденный чип.
Важная информация! Матрицу, сгоревшую хотя бы на одну линейку кристаллов, нужно менять немедленно. Остальные элементы освещения утратят свою эффективность и быстро выйдут из строя.
Это связано с тем, что кристаллы соединены последовательно параллельно в кристалле, а питание контроллера подается в виде постоянного тока. Поэтому после истощения одной линии оставшиеся две получают силу тока в 1,5 раза больше номинальной. Работа под повышенной нагрузкой приводит к еще большему нагреву матрицы и быстрому выгоранию остальных нитей.
Ремонтируем матрицу
Замена светодиода при перегорании микросхем в массиве не очень сложная процедура. После приобретения компонента с аналогичными характеристиками и специальной термопасты, необходимой для его установки, необходимо:
- Снимите корпус отражателя, отвернув болты крепления корпуса.
- Снимите линзу или стекло.
- Снимите диффузор.
- Открутите винты крепления матрицы и аккуратно отпаяйте выводы. Для этого лучше всего подойдет бесконтактная паяльная станция с термофеном.
- Смажьте новый светодиод термопастой.
- Припаяйте светодиодные провода и прикрутите крепеж.
При подключении светодиода крайне важно соблюдать полярность клемм. Опытные установщики также рекомендуют замену проводки при замене светодиода в недорогих китайских прожекторах. Производители, как правило, используют материал с минимальным сечением, что не совсем надежно. В этом случае лучше использовать термоусадочную трубку. Они сохраняют свои изоляционные свойства даже при воздействии диодного нагрева.
Установка в прожектор диодного моста и конденсатора
Печатную плату для установки шести радиоэлементов я делать не стал, тем более, что для светодиодной лампы была подходящая плата драйвера. Припаял к нему дополнительные элементы, припаял предохранитель и токоограничивающий резистор.
Выводы, идущие от светодиодной матрицы, были припаяны непосредственно к выводам конденсатора, а их выводы уже были на плате. Один из проводов силового кабеля был припаян к плате, а второй к выводу выключателя, а оттуда к плате.
Для изоляции печатной платы использовалась укороченная упаковка таблеток Тик-Так. Идеально подходит по размеру. В упаковке сделана прорезь под кабель питания.
Светодиодный прожектор исправлен без использования драйвера и можно приступать к его тестированию. При первом включении не включился. Оказалось, что предохранитель, установленный на ток защиты 1 А, не выдержал пускового тока заряда конденсатора и сгорел.
Увеличивать номинал токоограничивающего резистора не хотелось, поэтому пришлось поставить предохранитель на 2 А. При многократном включении-выключении и длительной работе лампочка светила безотказно. Тело немного прогревается.
Как разобрать светодиодный прожектор с приклеенным стеклом
Конструкция многих светильников такова, что к остальным компонентам можно получить доступ, только сняв стекло. В дорогих точечных светильниках часто прикручивается рамка со стеклом. В большинстве приборов эконом-класса стекло приклеено к отсеку отражателя с помощью герметика, и его бывает трудно удалить.
Как снять стекло со светодиодного прожектора
Если вам нужно разобрать прибор с приклеенным стеклом, в качестве первого шага можно попробовать аккуратно соскоблить герметик (хотя бы его часть) острым ножом или маленькой отверткой. Если не помогло, то нужно попробовать прогреть рамку по периметру строительным феном и вытащить острым предметом. Если здесь не получится, есть другой способ.
Закрутите заднюю часть корпуса лампы
На задней стороне большинства ламп находится винт, предназначение которого, вероятно, — заглушка для герметизации внутренней части после установки. Иногда достаточно открутить этот винт, чтобы давление внутри лампы сравнялось с атмосферным (вакуум может возникнуть из-за охлаждения воздуха внутри прибора). После этого можно попробовать повторить операцию, нагрев и поддев край. Если так не получится, то нужно найти винт с такой же резьбой, но длиннее. Этот винт необходимо завинтить на место до упора. После этого нужно снова попробовать нагреть соединение, медленно затягивая винт. А когда стекло сдвинется, вынуть его в этом месте и продолжить нагрев по периметру,аккуратно оторвав его на оставшуюся часть длины.
Замена деталей
Запасные части можно найти в магазинах, торгующих светодиодным оборудованием. Выбирать нужно по техническим параметрам, но также необходимо контролировать габариты установки. Может оказаться, что в продаже есть подходящий драйвер по техническим характеристикам, но не по габаритам и установочным размерам. В этом случае необходимо оценить возможность установки в существующий корпус и по возможности просверлить дополнительные отверстия для крепления.
Купить запчасти можно также через интернет, в российских и зарубежных магазинах. Если поиск по ключевому слову не дает желаемого результата (особенно для светоизлучающих матриц), на некоторых китайских рынках есть функция поиска по фотографиям. В некоторых случаях этот метод работает.
Даже в качестве доноров можно использовать однотипные аксессуары, вышедшие из строя. Из 2-3 неисправных лампочек часто можно собрать исправную.
Восстановление работоспособности 50W осветителя своими руками
Очень часто причиной выхода из строя фокуса может быть чрезмерный нагрев матрицы.
Ремонт состоит из последовательности действий:
- матрицу необходимо снять, открутив винты и выпаяв токопроводящие элементы;
- удалить слой старой засохшей термопасты;
- промыть контактные площадки на корпусе и на матрице спиртом;
- нанести слой термопасты;
- затяните винты и припаяйте токопроводящие части на место.
Ссылка! С матрицей нужно обращаться бережно. Его «геометрия» не может быть изменена. Используются только «родные» винты.
Если уже есть 2-3 перегоревших диода, их желательно заменить, не дожидаясь полного выгорания. Если он частично сгорит, все устройство не сможет нормально работать. В дальнейшем и контроллер, и преобразователь напряжения выйдут из строя.
Особенности ремонта
Не всегда нужно спешить выбрасывать бракованный товар. Во многих случаях его можно отремонтировать.
Если в матрице несколько явно неисправных светодиодов, можно попробовать их перепаять и заменить на новые. Пайку необходимо производить аккуратно и быстро, не допуская перегрева соседних элементов и соединительных дорожек. Если количество неисправных излучающих элементов небольшое (1 или 2), можно закрыть место снятого элемента в надежде, что контроллер настроит нормальный режим.
Перемычка вместо неисправного элемента
Но злоупотреблять этим методом ремонта не стоит.
Чтобы починить контроллер, нужно попытаться найти его электрическую схему в Интернете. Почти все недорогие контроллеры диммирования используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) и имеют примерно одинаковую структуру:
- выпрямитель (диодный мост);
- сглаживающий фильтр;
- чип драйвера;
- кнопка питания.
Типичный способ поиска неисправности можно рассмотреть на примере распространенного контроллера на микросхеме CL1502.
Схема драйвера в CL1502
Для проверки первых двух элементов достаточно тестера. Алгоритм последовательной проверки указан в таблице.
Отсутствие напряжения в одной точке | а | два | 3 |
Дефектные изделия | Проверить напряжение на входных клеммах контроллера, исправность элементов R0, CX1, VR1 | Проверить состояние диодного моста D1, D2, D3, D4 | Проверьте состояние сглаживающих фильтрующих элементов (в основном L1, C1, C2) |
Далее нужно проверить наличие напряжения на выводе 4 микросхемы, оно должно быть 40-50 В.
Опасно! Схема питания бестрансформаторная, каждый элемент находится под полным сетевым напряжением относительно земли. Строго соблюдайте меры безопасности!
При наличии осциллографа и навыков работы с ним можно выполнить дополнительную проверку. В точке 4 должны быть импульсы. Если их нет, то неисправна микросхема. Если импульсы идут, а выходного напряжения между точками 5 и 6 нет, необходимо проверить элементы силового ключа (в основном элементы D5, L2, C5).
При установке новой светодиодной матрицы следует соблюдать пару важных моментов:
- полностью удалить с посадочного места остатки старой термопасты, промыть поверхность растворителем и после высыхания нанести достаточный слой новой пасты;
- прикрепите новую матрицу, используя полное количество винтов (не используйте два винта вместо четырех), чтобы обеспечить полное и ровное прилегание к радиатору.
Остатки старой термопасты необходимо полностью удалить
В редких случаях неисправная светодиодная лампа не подлежит ремонту. Обычно его можно восстановить. Экономическая целесообразность ремонта в каждом конкретном случае определяется владельцем осветительного прибора.
Полезные советы
-
- Не перегревайте поверхность. Время сварки — 2 секунды. Перегрев массива разрушит кристаллы светодиодов.
- Температура жала паяльника должна быть оптимальной. Холодный наконечник не позволит быстро паять, но его температура разрушит кристаллы матрицы точно так же, как и перегретый.
- При разборке электронных устройств надевайте антистатический браслет.
- Обезжирить и промыть спиртом.
- Обратите внимание на полярность полупроводниковых элементов и электролитических конденсаторов. Провода называются по наличию контакта от розетки к плате.
- Ремонт проекторов любой мощности требует таких же знаний.
- Перед эксплуатацией прочтите инструкцию проектора.
Для ремонта лампочки необходимы базовые знания в области электротехники, навыки обращения с паяльником и измерительным оборудованием. Это требует умения читать электрические схемы и некоторой аккуратности.
Для продления срока службы лампочки нужно:
- создать качественный режим отвода тепла (зазоры между корпусом и стеной, отсутствие нагревательных элементов вблизи очага);
- периодически чистите оптику прожектора (грязь ухудшит светоотдачу и при нагреве будет перегревать прожектор);
- следите за герметичностью прожектора (попадая в прибор влага неизменно будет окислять элементы, создавать ненужные контакты и разрушать нужные).