Как в домашних условиях отремонтировать светодиодную лампочку

Шаг 5. Ремонт драйверов светодиодных светильников: 2 вида принципов работы

Задача любого драйвера — пропустить через полупроводниковый переход ток, который вызовет его свечение. Ее решают 2 типа конструкций модулей:

1. Простые или дешевые.
2. Дорогие и сложные.

В каждую лед лампу встроен один из них. Поэтому рассказываю об обеих схемах поочередно: при ремонте можете встретить любую.

Простые блоки питания: что плохо

Одна из распространенных схем выглядит следующим образом.

Сразу бросается в глаза, что входное напряжение 220 распределяется на два последовательно включенных потребителя:

1. Резистивно-емкостной делитель, состоящий из сопротивления на 470 кОм и конденсатор 0,2 микрофарады.
2. Диодный мост.

Первый потребитель рассчитан так, что забирает на себя более 200 вольт, а остаток приходится на мост. Пульсирующее напряжение с его выхода сглаживается поляризованным электрическим конденсатором и через токоограничивающий резистор подается на цепочку подключенных светодиодов.

Никаких дополнительных деталей нет, полный минимализм.

При ремонте надо проверить:

• исправность диодного моста;
• целостность электролита:
• состояние светодиодов;
• характеристики резистивно-емкостного делителя
• токопроводящие дорожки и провода.

Самое плохое в этой схеме то, что внутри нее отсутствует гальваническая развязка с бытовой проводкой. Повреждение делителя напряжения сразу подает 220 вольт на всю электронику. Пробой платы и подача фазы на корпус светильника гарантированы.

Эту важную особенность следует учитывать при ремонте, особенно при проведении электрических проверок модуля со снятым защитным корпусом: можно попасть под напряжение.

Даже применение простейшего трансформатора повышает безопасность пользования подобным блоком питания.

Однако простые блоки очень чувствительны к перепадам напряжения в первичной сети. Они подают на диодную лед цепочку нестабилизированное питание, которое:

1. создает неравномерное освещение;
2. значительно сокращает рабочий ресурс светодиодов: быстро теряется их яркость и продолжительность жизни.

Поэтому любой блок питания со стабилизацией напряжения более предпочтителен. Одна из схем, например на базе DA1 типа L7812 показана ниже.

Здесь уже работают два электролитических конденсатора:

1. первый выравнивает напряжение после диодного моста;
2. второй — за схемой стабилизации.

Такая сборка уже лучше защищает полупроводниковые переходы, создает им приемлемые условия работы. Но они еще очень далеки от совершенства.

Вопрос упирается в то, что даже незначительное колебание прямого падения напряжения на каждом светодиоде вызывает большое изменение силы тока через него.

А это очень сильно сказывается на ресурсе. Никакой блок питания со стабилизацией напряжения не справляется с этой задачей. Она возложена на принципиально другие устройства.

Драйверы со стабилизацией тока: преимущества и недостатки

В качестве примера приведу самую простенькую схему на основе DA1 типа SM2082D.

Ее включение обеспечивает протекание стабилизированного тока по всем светодиодам своей цепочки, не сильно зависящее от колебаний уровня внешнего напряжения.

Это уже намного лучше для полупроводниковых лед переходов, но не избавляет от ряда мелких неприятностей. Поэтому схема драйвера для светодиодов постоянно совершенствуется.

Один из ее вариантов на CPC9909 показан ниже.

Здесь на входе используется регулируемое сопротивление Rthm. Оно встроено для обеспечения возможности управления световым потоком – диммированием его величины.

Принцип работы диммера здесь объяснять не стану. Это довольно большая тема для другой статьи. Скоро ее опубликую.

Думаю, что пришла пора показать, как выглядит современный светодиодный источник питания, сколько на нем размещено различных электронных деталей.

Такие модули надежно работают по принципу импульсного преобразования электрической энергии. Их ремонт сложный, но вполне осуществим своими руками.

Я его расписал отдельной статьей с ориентацией на новичков. Рекомендую ознакомиться. Очень надеюсь, что изложенная там информация и разработанный алгоритм последовательных действий пригодится при ремонте драйвера любой светодиодной лампы.

Инструкция по ремонту светодиодных лампочек

Сначала неисправность надо локализовать: как минимум определить, что ремонтировать – драйвер или светоизлучающие элементы. Если логически вычислить по внешним признакам проблему не удалось, можно проверить каждый светодиод – в такой лампе их немного, тест не займет много времени. Скорее всего, LED в данной лампе соединены в одну последовательную цепочку. Можно постараться уточнить – для этого надо соскрести краску с платы, но в данном случае и так все понятно. Пять светодиодов в две или три одинаковые параллельные цепочки не соединить.

Замена smd светодиодов

Проверка и поиск неисправного светодиода выполняется с помощью мультиметра в режиме проверки диодов. Как и обычный полупроводниковый вентиль, LED при приложении испытательного напряжения прямой полярности должен открыться, и мультиметр будет показывать какое-то сопротивление, а при приложении обратного напряжения светодиод будет заперт и сопротивление будет бесконечно большим.

LED с белым цветом свечения открываются при напряжении примерно 3,5 вольта.

Безуспешная попытка прозвонить COB-светодиод мультиметром.

Также следует понимать, что многие светоизлучающие элементы делают по COB-технологии. Она состоит в том, что несколько кристаллов помещают на одну подложку, соединяют, заливают компаундом и покрывают люминофором. В этом случае ни у какого мультиметра не хватит напряжения, чтобы открыть все цепочку кристаллов. Единственный способ проверки – с помощью лабораторного источника питания. Надо подключить зажимы или щупы источника и плавно поднять напряжение от нуля. Если приложена верная полярность, светодиод загорится.

Светодиод загорелся при напряжении 12 вольт.

Неисправный светодиод надо выпаять. Делать это лучше всего с помощью паяльной станции с феном. Если ее нет, можно попробовать паяльником, но он должен быть достаточной мощности. LED закреплены на теплоотводе, который будет забирать много тепла. Чтобы его достаточно прогреть, паяльник должен быть не менее 40 ватт (а лучше – больше). Надо покрыть оба вывода слоем флюса, чтобы сохранять тепло, и попеременно нагревать то одну, то другую сторону. В итоге LED отпаяется.

Выпаивание светодиода паяльником 65 ватт.

После выпайки контактные площадки надо промыть спиртом, при необходимости облудить. Припаивать новый светодиод можно также феном или мощным паяльником.

Схема и восстановление драйвера

Каждый производитель делает драйверы по своему выбору – это касается как общей схемы, так и элементной базы. За доказательствами можно заглянуть в интернет – по соответствующему запросу поисковая система выложит множество картинок, и не факт, что она совпадет с искомой схемой. Поэтому зачастую проще срисовать соединения с платы, благо, что элементов на ней немного. Для данной лампы получилась такая схема.

Схема драйвера, срисованная с дорожек платы.

Анализ подобных схем дает основание предполагать, что DB1 является мостовым выпрямителем, о чем свидетельствует маркировка на его корпусе, а модуль U1 – генератор ШИМ.

Проверить работу выпрямителя можно, замерив напряжение в указанных точках. Оно должно быть около 300 VDC. Если оно значительно меньше, значит, неисправен либо диодный мост, либо оксидный конденсатор на его выходе. Если все в порядке, надо нагрузить выход резистором в несколько сотен ом и осциллографом проверить наличие импульсов на выходе драйвера. Проблема может быть как в микросхеме U1, так и в ее обвязке.

Схема проверки драйвера.

В стабилизаторе тока применяются достаточно специфичные компоненты, к тому же тип их определить можно далеко не всегда (отсутствие опубликованных схем от производителя, отсутствие внятной маркировки на корпусе), поэтому приобрести элементы на замену сгоревшим получится далеко не всегда, даже через интернет. Единственный доступный способ ремонта в этом случае – использование лампы-донора.

Рекомендуем ознакомиться: Как сделать ремонт драйверов светодиодных ламп

Что нам понадобится для ремонта светодиодных ламп

Никаких сложных инструментов для починки светодиодной лампы не понадобится:

• Паяльник. В приоритете паяльники с тонким жалом.
• Припой и канифоль (также можно использовать флюс или кислоту для пайки, смотря что есть под рукой).
• Пинцет. Так как детали нельзя трогать руками, этот инструмент определённо будет полезен.
• Держатель. Вместо него можно использовать помощника, который будет держать плату канифоли во время пайки.
• Газовая горелка. Благодаря ей можно будет очень быстро отпаять сломанную деталь, а затем припаять новую. Купить её можно в любом табачном магазине. Однако, можно не тратиться на горелку и использовать обычную турбозажигалку.
• «Донор». Это может быть ещё одна сломанная лампочка. Из неё можно будет вынуть нужные детали и поставить в другую лампу. В качестве донора можно использовать светодиодную лампочку, которую уже нельзя починить.
• Суперклей. Он понадобиться после починки что бы приклеить на место плафон.

Шаг 1. Разбираемся: почему перегорает светодиодная лампа у нас в квартире и принимаем меры

Производители заверяют, что их устройства способны светить до 50 тысяч часов (в нормальных условиях эксплуатации) или более. Они указывают эти цифры на упаковочной коробке.

Дают гарантию на длительный срок.

На деле же Led светильники нас разочаровывают: не вырабатывают свой ресурс. Вот и надо разобраться: почему перегорает светодиодная лампа раньше заявленного срока, чтобы меньше заниматься ее ремонтом.

А причины могут быть разными. Они зависят от условий эксплуатации или конструкции светильника. В любом случае делайте для себя выводы и принимайте меры. Я свел все сведения в таблицу.

Причины повреждения	Что происходит	Рекомендуемые меры
Плохое электроснабжение с перепадами напряжения.	Повышенное напряжение выводит из строя электронные компоненты блоков питания и драйверы, выжигает светодиоды.	Для защиты от импульсов перенапряжения устанавливайте во вводной щит УЗИП. От критических перепадов напряжения и обрыва нуля спасает реле контроля напряжения. Промышленный стабилизатор напряжения обеспечивает качественное поддержание уровня амплитуды при плохом входном уровне.
Нарушение теплоотвода.	Перегрев электронных компонентов и их выгорание.	Размещая светильники в верхней (наиболее нагретой) части потолка обеспечивайте им обдув или хотя бы естественную вентиляцию. Исключите маленькие закрытые пространства внутри подвесных и натяжных потолков для работающих лед диодов.
Монтаж осветительной цепи тонкими проводами, плохие контактные соединения.	Нагревающаяся проводка передает свое тепло электронике.	Используйте медные провода сечением 1,5 мм кв. Периодически выполняйте внутренний осмотр схемы, прожимайте контакты.
Воздействия внешней среды и атмосферные явления.	Повышенная влажность разлагает металлические части. Вибрации и удары повреждают конструкцию. Пыль ухудшает теплообмен, снижает изоляцию.	Правильно подбирайте конструкцию корпуса прибора по IP. Избегайте работу светильника без защитных корпусов в тяжелых условиях эксплуатации.
Некачественная продукция	Преждевременная поломка	Приобретайте LED светильники у надежных поставщиков.

Призываю вас сделать правильный вывод: проще один раз обеспечить нормальные условия для работы светодиодов и приобрести нормальную продукцию, а не заведомый брак, чем постоянно заниматься ремонтом.

Устройство диодного прибора

В этой части статьи будет описано устройство диодного прибора и принцип работы его деталей.

Назначение и разновидности цоколей

Цоколь в лампах изготавливается из метала, керамики или пластика, выдерживающий высокие температуры.

Также в светодиодных лампах от именитых производителей не применяется пайка для закрепления цоколя. Благодаря этому возможность окисления или подлипания к патрону светильника равна нулю.

В списке ниже будут приведены самые распространённые виды цоколей:

• E14 и E Такие цоколи есть в лампах, которые используются в быту.
• E Используется только в мощных лампах (вроде лампочек для фонарного столба или освещения заводских помещений).
• G4, GU3, GU10. Предназначены для полноценной замены галогенных ламп.
• GX Такие цоколи используются в светильниках для потолков или мебели.
• G Используется в трубчатых лампах T8.

Роль драйвера светодиодной лампы

Драйвер – одна из важнейших частей светодиодной лампы. Он представляет собой маленькую деталь, которая выступает как блок питания. Благодаря драйверу нейтрализуются перепады напряжения, которые могут возникать из-за сбоя электросети, а ток продолжает поступать в лампочку, создавая из электричества свет.

Сейчас в лампочках используются два основных вида драйверов – электронный и конденсаторный. Они оба обладают своими преимуществами и недостатками.

Электронный драйвер используется для производства светодиодных ламп от именитых производителей из-за своей надёжности и дороговизны. Но не все могут себе позволить такой драйвер, поэтому бедные производители берут конденсаторные драйвера из-за дешевизны.

Особенности монтажной платы

Это основная часть лампы. Монтажная плата выступает как подставка для светодиодов и деталей. Для производства таких плат используются разные материалы, но более популярным является анодированный алюминиевый сплав.

Иногда производители предугадывает поломку и стараются облегчить ремонт, нумеруя на монтажной плате светодиоды и разъёмы для них. Это помогает не только при ремонте, но и при сборке лампы на заводе.

Плата в светодиодной лампе показывает небывалую эффективность – благодаря ей абсорбируется до 90% тепла, которое возникает во время работы лампочки.

Нюансы устройства LED-элементов

Диоды для генерации света в лампе могут стоять разные. В основном используются два вида чипов:

1. SMD-чип.
2. COB-чип.

Чем их больше – тем мощнее лампа, а значит и генерируемая температура устройства тоже растёт.

Нужно заметить, что при ремонте чипов нельзя просто заменить один чип на другой. Нужно заменять на ту же модель, что и остальные. Если такой возможности нет– придётся заменять все чипы.

Специфика работы радиатора

Слишком большая температура плохо влияет на лампу, из-за чего она просто перегорает. Для того, чтобы этого не произошло, и нужен радиатор. Хотя, некоторые производители пытаются на нём сэкономить, просто проделывая отверстия в лампе.

Если покупать бюджетную лампу, то стоит подготовиться к довольно быстрому перегоранию, так как в бюджетных моделях используются радиаторы из плохих материалов (пластик или стекло). Именитые производители вставляют радиаторы из метала с антикоррозийным покрытием, что намного продлевает жизнь их лампам.

Также некоторые, в основном китайские, производители вставляют в лампы радиаторы из керамики. Да, теплоотвод в таком случае будет отличным, но при этом понижается устойчивость лампы к физическому воздействию.

Несколько слов про оптику

В светодиодных лампах вместо стекла используется рассеиватель. Благодаря ему свет концентрируется под нужным углом.

Превосходство рассеивателя над стеклом состоит в его безопасности. При перегорании стекло может просто треснуть и нанести травмы людям в помещении. Рассеиватель же из-за такого не разрушается.

Однако, не во всех лампах используется рассеиватель. Иногда для этого применяются линзы, сделанные из более практичных материалов. Они не разрушаются, а значит – не ремонтируются.

Как разобрать

Ремонт светодиодной лампочки начинается с того, что ее надо разобрать. Вакуума в ней нет, так что это возможно. Светорассеиватель и цоколь обычно без проблем отделяются. Они соединяются при помощи насечек на различных частях.

В большинстве своем части светодиодной лампы держатся на защелках

Есть два варианта. Более простой при разборке и более сложный. В простом детали лампы соединены только за счет механических защелок. В более сложном кроме защелок есть еще и силикон, который обеспечивает водонепроницаемость лампы. Такие экземпляры можно эксплуатировать при повышенной влажности. Разбирать светодиодную лампу нужно так:

• Зажать в руках цоколь и повернуть против часовой стрелки радиатор. Светорассеиватель снимается точно также.
• В некоторых ЛЭД лампочках соединения залиты силиконом. В этом случае поворачивай, не поворачивай, ничего не двигается. Присмотревшись, можно увидеть герметик. В этом случае нужен растворитель. Его набираете в шприц (без иголки или с толстой иглой), аккуратно вводите жидкость по периметру. Выдержать его надо 5-10 минут, после чего снова повторить попытку. С первого раза обычно не получается разобрать светодиодную лампочку, но три-четыре захода помогают.

Платы внутри лампы или вставляются в пазы, или также держатся на защелках. Их проще отодвинуть плоской отверткой, одновременно выдавливая плату вверх. Усилия не должны быть чрезмерными, так как защелки пластиковые и могут сломаться.

Причины для ремонта светодиодных ламп: устройство, электрические схемы

Перед тем как приступить к ремонту светодиодных ламп своими руками, важно выяснить причины их сбоя. Заявленный эксплуатационный срок  ламп может не совпадать с реальными сроками

Это происходит из-за кристаллов плохого качества.

Существуют такие причины неисправностей осветительных приборов:

• перепады напряжения не так сильно влияют на работу электрических деталей, заметные колебания показателей напряжений могут спровоцировать появление неисправности;
• неподходящий светильник. Если выбран неправильный плафон, то может произойти перегрев источника освещения.
• светоизлучающие элементы плохого качества способствуют быстрому выходу из строя изделий;
• неправильная установка системы освещения оказывает негативное влияние на электропроводку;
• сильные вибрации и удары могут способствовать поломке подобного оборудования.

Разбор устройства позволяет определить точные причины поломок

Чтобы не пришлось делать ремонт светодиодной лампочки своими руками, нужно минимизировать воздействие перечисленных факторов на лампу.

Частые проблемы, возникающие с лед – устройствами        

Часто требуется провести ремонт светодиодных ламп своими руками, при проблемах с конденсатором. Чтобы осуществить проверку, его придется выпаять из платы. Можно измерить напряжение элемента мультиметром. Этим же прибором осуществляется проверка рабочего состояния диодов.

На схеме изображен порядок подсоединения драйверов

В некоторых случаях наблюдается моргание светодиодных элементов. Подобное происходит, если неисправен токоограничивающий конденсатор. Причиной поломки может стать сгоревший излучатель. Неисправность можно увидеть далеко не по всем светодиодам, поэтому придется проверять каждую деталь. Чтобы найти проблемный диод применяется тестер.

Делая ремонт, вы можете поэкспериментировать со светодиодными элементами. Например, подобрать теплые или холодные температуры света. В некоторых устройствах нет сглаживающего конденсатора и выпрямителя. Их можно установить с помощью паяльника.

Тестирование источников освещения производится при помощи мультиметра или пробника

Устройство

Условно все светодиодные лампочки можно разделить на 2 категории: сделанные с учетом всех особенностей светодиодов и собранные без учета этих особенностей. К первой категории относятся дорогостоящие фирменные образцы, имеющие в своей конструкции качественный токовый драйвер и хорошую систему отвода тепла от чипов светодиодов.

данной статье

Стоит отметить, что в последнее время некоторые производители из первой категории выпускают LED-лампы высокой мощности с малоэффективной системой охлаждения. Это приводит к быстрой деградации светодиодов и, как следствие, потере яркости светильника.

Схемы драйверов и их принцип работы

Чтобы провести успешный ремонт, необходимо четко представлять, как лампа работает. Одним из основных узлов любой светодиодной лампы является драйвер. Схем драйверов для светодиодных ламп на 220 В существует множество, но условно их можно разделить на 3 типа:

1. Со стабилизацией тока.
2. Со стабилизацией напряжения.
3. Без стабилизации.

Только устройства первого типа, по своей сути, являются драйверами. Они ограничивают ток через светодиоды. Второй тип лучше назвать блоком питания для светодиодной ленты. Третий вообще как-то назвать сложно, но его ремонт, как я указывал выше, самый простой. Рассмотрим схемы ламп на драйверах каждого типа.

Драйвер со стабилизацией тока

Драйвер лампы, схему которой ты видишь ниже, собран на интегральном стабилизаторе тока SM2082D. Несмотря на кажущуюся простоту он является полноценным и качественным, да и ремонт его несложен.

Сетевое напряжение через предохранитель F подается на диодный мост  VD1-VD4, а затем, уже выпрямленное, на сглаживающий конденсатор С1. Полученное таким образом постоянное напряжение поступает на светодиоды лампы HL1-HL14, включенные последовательно, и вывод 2 микросхемы DA1.

С первого же вывода этой микросхемы на светодиоды поступает напряжение, стабилизированное по току. Величина тока зависит от номинала резистора R2. Резистор R1 довольно большой величины, шунтирующий конденсатор, в процессе работы схемы не участвует. Он нужен для того, чтобы быстро разрядить конденсатор, когда ты выкрутишь лампочку. В противном случае, взявшись за цоколь, ты рискуешь получить серьезный удар током, поскольку С1 останется заряженным до напряжения 300 В.

Драйвер со стабилизацией напряжения

Эта схема, в принципе, тоже довольно качественная, но подключать ее к светодиодам нужно несколько иначе. Как я уже говорил выше, такой драйвер правильнее было бы назвать блоком питания, поскольку он стабилизирует не ток, а напряжение.

Здесь сетевое напряжение сначала поступает на балластный конденсатор С1, снижающий его до величины примерно 20 В, а затем уже на диодный мост VD1-VD4. Далее выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С2 и подается на интегральный стабилизатор напряжения. Снова сглаживается (С3) и через токоограничивающий резистор R2 питает цепочку светодиодов, включенных последовательно. Таким образом, даже при колебаниях сетевого напряжения ток через светодиоды останется постоянным.

Отличие этой схемы от предыдущей как раз в данном токоограничивающем резисторе. По сути, это схема светодиодной ленты с балластным блоком питания.

Драйвер без стабилизации

Драйвер, собранный по этой схеме, – чудо китайской схемотехники. Тем не менее, если в сети напряжение нормальной величины и не сильно скачет, он работает. Устройство собрано по простейшей схеме и не стабилизирует ни ток, ни напряжение. Оно просто понижает его (напряжение) до примерной нужной величины и выпрямляет.

На этой схеме ты видишь уже знакомый тебе гасящий (балластный) конденсатор, зашунтированный для безопасности резистором. Далее напряжение поступает на выпрямительный мост, сглаживается конденсатором обидно малой емкости – всего 10 мкФ – и через токоограничивающий резистор поступает на цепочку светодиодов.

Что можно сказать о таком «драйвере»? Поскольку он ничего не стабилизирует, напряжение на светодиодах и, соответственно, ток через них напрямую зависят от входного напряжения. Если оно завышено, то лампа быстро сгорит. Если «скачет», то будет мигать и лампочка.

Такое решение обычно используется в бюджетных лампах китайских производителей. Назвать его удачным, конечно, сложно, но оно встречается довольно часто и при нормальном напряжении в сети может работать достаточно долго. Кроме того, такие схемы легко поддаются ремонту.