Як вибрати світлодіодний драйвер. Драйвер та імпульсний блок живлення. Відмінності, принцип роботи. Що краще вибрати? Вибір драйвера для світлодіодної стрічки

Примітка автора: «У мережі є досить велика кількість інформації про живлення світлодіодної продукції, але коли я готував матеріал для цієї статті, знайшов велику кількість абсурдної інформації на сайтах з видачі пошукових систем. При цьому спостерігається або повна відсутність, або неправильне сприйняття базових теоретичних відомостей та понять.

Світлодіоди - найефективніший на сьогоднішній день із усіх поширених джерел світла. За ефективністю криються і проблеми, наприклад, висока вимога до стабільності струму, який їх живить, погана переносимість складних теплових режимів роботи (при підвищеній температурі). Звідси виходить завдання вирішення цих проблем. Давайте розберемося, чим відрізняються поняття блок живлення та драйвер. Для початку заглибимося в теорію.

Джерело струму та джерело напруги

Блок живлення- це узагальнена назви частини електронного пристрою або іншого електроустаткування, що здійснюють подачу та регулювання електроенергії для живлення цього обладнання. Може бути як всередині пристрою, так і зовні, в окремому корпусі.

Драйвер- узагальнена назва спеціалізованого джерела, комутатора чи регулятора живлення для специфічного електроустаткування.

Розрізняють два основні типи джерел живлення:

Джерело напруги.

Джерело струму.

Давайте розглянемо їх відмінності.

Джерело напруги- це таке і джерело живлення напруга на виході якого не змінюється при зміні вихідного струму.

У ідеального джерела напруги внутрішній опір дорівнює нулю, причому вихідний струм може бути нескінченно великим. Насправді ж справа інакша.

Будь-яке джерело напруги має внутрішній опір. У зв'язку з цим напруга може дещо відхилятися від номінального при підключенні потужного навантаження (потужна - мале опір, великий струм споживання), а вихідний струм обумовлюється його внутрішнім пристроєм.

Для реального джерела напруги аварійним режимом є режим короткого замикання. У такому режимі струм різко зростає, його обмежує лише внутрішній опір джерела живлення. Якщо джерело живлення немає захисту від КЗ, він вийде з ладу

Джерело струму- це джерело живлення, струм якого залишається заданим незалежно від опору підключеного навантаження.

Оскільки метою джерела струму є підтримка заданого рівня струму. Аварійним режимом для нього є режим холостого ходу.

Якщо пояснити причину простими словами, то справа така: припустимо, ви підключили до джерела струму з номінальним в 1 Ампер навантаження опором в 1 Ом, то напруга на його виході встановиться в 1 Вольт. Виділиться потужність 1 Вт.

Якщо збільшити опір навантаження, скажімо до 10 Ом, то струм так і буде 1А, а напруга вже встановиться на рівні 10В. Отже, виділиться 10Вт потужності. І навпаки, якщо знизити опір до 0.1 Ома, струм буде однаково 1А, а напруга стане 0.1В.

Холостим ходом називається стан, коли до висновків джерела живлення нічого не підключено. Тоді можна сказати, що на холостому ходу опір навантаження дуже великий (нескінченний). Напруга буде зростати доти, доки не потече струм силою 1А. На практиці, наприклад такої ситуації можна навести котушку запалювання автомобіля.

Напруга на електродах свічки запалювання, коли ланцюг живлення первинної обмотки котушки розмикається, зростає доти, поки його величина не досягне напруги пробою іскрового проміжку, після чого через іскру, що утворилася, протікає струм і розсіється енергія, накопичена в котушці.

Стан короткого замикання джерела струму не є аварійним режимом роботи. При короткому замиканні опір навантаження джерела живлення прагне нулю, тобто. воно нескінченно маленьке. Тоді напруга на виході джерела струму буде відповідним для протікання заданого струму, а потужність, що виділяється, мізерно мала.

Перейдемо до практики

Якщо говорити про сучасну номенклатуру або назви, які даються джерелам харчування більшою мірою маркетологами, а не інженерами, то блоком живленняприйнято називати джерело напруги.

До таких відносяться:

Зарядний пристрій для мобільного телефону (у них перетворення величин до досягнення необхідного зарядного струму та напруги здійснюється встановленими на платі зарядного пристрою перетворювачами).

Блок живлення для ноутбука.

Блок живлення для світлодіодної стрічки

Драйвером називають джерело струму. Основне його застосування в побуті - це харчування окремих і ті та інші звичайній високій потужності від 0.5 Вт.

Живлення світлодіодів

На початку статті було згадано, що світлодіод має дуже високі вимоги до живлення. Справа в тому, що світлодіод живиться струмом. Це пов'язано з . Подивіться на неї.

На малюнку ВАХ діодів різних кольорів:

Така форма гілки (близька до параболи) обумовлена характеристиками напівпровідників і домішок, які в них внесені, а також особливостей pn-переходу. Струм, коли напруга, прикладена до діода менше порогового майже, не росте, вірніше його зростання мізерно малий. Коли напруга на висновках діода досягає порогового рівня, через діод різко починає зростати струм.

Якщо струм через резистор росте лінійно і залежить від його опору та прикладеної напруги, то зростання струму через діод не підпорядковується такому закону. І зі збільшенням напруги на 1% струм може зрости на 100% і більше.

Плюс до цього: у металів опір збільшується при зростанні його температури, а у напівпровідників навпаки – опір падає, а струм починає зростати.

Щоб дізнатися причини цього докладніше потрібно заглибитися в курс "Фізичні основи електроніки" і дізнатися про типи носіїв зарядів, ширину забороненої зони та інші цікаві речі, але робити цього ми не будемо, ці питання ми розглядали.

У технічних характеристиках порогова напруга позначається як падіння напруги в прямому зміщенні, для світлодіодів білого світіння зазвичай близько 3 вольт.

З першого погляду може здатися, що достатньо на етапі проектування та виробництва світильника достатньо подобати і виставити стабільну напругу на виході блоку живлення і все буде добре. На світлодіодних стрічках так і роблять, але їх живлять від стабілізованих джерел живлення, до того ж потужність застосовуваних у стрічках світлодіодах часто мала, десяті і соті частки Ватт.

Якщо такий світлодіод живиться від драйвера зі стабільним вихідним струмом, то при нагріванні світлодіода струм через нього не зросте, а залишиться незмінним, а напруга на його висновках для цього трохи знизиться.

А якщо від блоку живлення (джерела напруги), після нагрівання струм збільшиться, від чого нагрівання буде ще сильнішим.

Є ще один фактор – характеристики всіх світлодіодів (як і інших елементів) завжди відрізняються.

Вибір драйвера: характеристики, підключення

Для правильного вибору драйвера потрібно ознайомитись з його технічними характеристиками, основні це:

Номінальний вихідний струм;

Максимальна потужність;

Мінімальна потужність Не завжди вказується. Справа в тому, деякі драйвера не запустяться якщо до них підключено навантаження менше певної потужності.

Часто в магазинах замість потужності вказують:

Номінальний вихідний струм;

Діапазон вихідних напруг у вигляді (хв.)…(макс.), наприклад 3-15В.

Кількість світлодіодів, що підключаються, залежить від діапазону напруг, пишеться у вигляді (хв) ... (макс), наприклад 1-3 світлодіодів.

Так як струм через всі елементи однаковий при послідовному підключенні, тому до драйвера світлодіоди послідовно підключаються.

Паралельно світлодіоди небажано (скоріше не можна) підключати до драйвера, тому що падіння напруги на світлодіодах можуть трохи відрізнятися і один буде перевантажений, а другий навпаки працювати в режимі нижче номінального.

Підключати більше світлодіодів, ніж визначено конструкцією драйвера, не рекомендується. Справа в тому, що будь-яке джерело живлення має певну максимально допустиму потужність, яку не можна перевищувати. А при кожному підключеному світлодіоді до джерела стабілізованого струму напруга на його виходах зростатиме приблизно на 3В (якщо білий світлодіод), а потужність дорівнюватиме як зазвичай добутку струму на напругу.

Виходячи з цього, зробимо висновки, щоб купити правильний драйвер для світлодіодів, потрібно визначитися зі струмом, який споживають світлодіоди та напругою, що на них падає, і за параметрами підібрати драйвер.

Наприклад, цей драйвер підтримує підключення до 12 потужних світлодіодів на 1Вт, зі струмом споживання в 0.4А.

Ось такий видає струм 1.5А і напруга від 20 до 39В, значить до нього можна підключити, наприклад світлодіод на 1.5а, 32-36В і потужністю 50Вт.

Висновок

Драйвер - це один із типів блоку живлення, розрахований на забезпечення світлодіодів заданим струмом. У принципі однаково як називають це джерело харчування. Блоками живлення називаються джерела живлення для світлодіодних стрічок на 12 або 24 Вольта, вони можуть видавати будь-який струм нижче максимального. Знаючи правильні назви, ви навряд чи помилитеся при придбанні товару в магазинах, і вам не доведеться його міняти.

Світлодіодна ілюмінація є відносно новим та перспективним напрямом в облаштуванні інтер'єрів та екстер'єрів. При цьому велика відповідальність полягає у виборі комплектуючих для штучного джерела. Правильно обрана електроніка, до якої належить і led driver, забезпечує довговічну та безперебійну експлуатацію всього комплексу приладів.

Особливості роботи

Схема світлодіодного підключення має на увазі наявність джерела струму постійного типу. Відповідно до наявних стрічок потрібне джерело живлення не 220 В електромережі, а значно менший рівень постійного струму. Привести все до норми допомагає led driver – спеціальний випрямляч.

Для кожного ланцюга характерні фізичні параметри:

своя потужність, Вт;
сила струму, А;
Напруга, В.

Тому необхідно розрахувати та вибрати відповідний світлодіодний драйвер. Нерідко користувачі стикаються з тим, що готовий проект схеми підключення, є світлодіоди, а підібрати або купити оптимальний драйвер живлення світлодіодів немає можливості.

Фактично блок живлення є невеликим за габаритами приладом, що видає на контактах встановлену виробниками напругу і силу струму. В ідеалі ці параметри не залежать від застосовуваного до нього навантаження.

Підключення двох резисторів паралельно

Знаючи закони фізики, можна розрахувати, що при підключенні до джерела струму з напругою 12В споживача з опором 40 Ом (як останній може виступати резистор), то по ланцюгу протікатиме 0,3 А. Якщо ж у схемі братиме участь пара таких паралельних резисторів , то ампераж підніметься до 0,6 А.

Драйвер для світлодіода працює для підтримки стабільної сили струму. Значення напруги в такому випадку здатне змінюватись. При підключенні до нього під час видачі 0,3 А резистора на 40 Ом, споживач живиться напругою 12 В. Якщо ж додати паралельно другий резистор, напруга впаде до 6 В, а сила струму залишиться 0,3 А.

Найкращі драйвери світлодіодів забезпечують будь-якому навантаженню встановлений виробниками параметр струму, незважаючи на значне падіння напруги. При цьому споживачі при опусканні значення напруги до 2 і отриманні 0,3 А будуть такими ж яскравими, як і при 3 В і 0,3 А.

Параметри для вибору

Грамотно вибрати драйвер для світлодіодної стрічки допомагають технічні параметри виробу. Одним із них є потужність. Вона розраховується для будь-якого джерела живлення. Потужність залежить від параметрів компонентів та їх кількості. Допустиме максимальне значення вказано на лицьовій стороні упаковки або тильній частині самого виробу.

Потужність для силових джерел обов'язково підбирається більшою, ніж значення ланцюга. В іншому випадку відбудеться підвищення температури блоку.

Також звертаємо увагу на силу струму та напругу. Кожен завод маркує вироби, вказуючи номінальний ампераж. Для світлодіодів самотужки підбираємо відповідний світлодіодний драйвер. Найбільш популярними є діоди, що споживають 0,35 А або 0,7 А. При цьому стрічки виробники пропонують 12 або 24 В. Маркування на блоках живлення проводиться у вигляді напруги і потужності.

Так як драйвери для світлодіодів можуть розташовуватися зараз в будь-яких умовах, важливо звернути увагу на вологозахищеність і клас герметичності.

Нерідко доводиться застосовувати діоди у вологих умовах, наприклад, поряд з басейном або безпосередньо в ньому. Тоді потрібно звертати увагу на показник IP, який вказує на захист від проникнення вологи. Значення IPX6 демонструє можливість тимчасового затоплення, а IPX9 дозволяє витримувати значний тиск.

ВІДЕО: Світлодіоди - живлення (LED-драйвери)

Варіанти підключення

Розберемо кілька прикладів, як підібрати драйвер для світлодіодів. Можна розібрати все на схемі із шести діодів. Вони можуть підключатись декількома способами, даючи потрібний результат.

Послідовно

У такому разі вибираємо джерело з 12 В напруги і струмом 0,3 А. Основна перевага методу полягає в тому, що по всьому контуру до споживачів надходить рівний ампераж. При цьому всі елементи випромінюють однакову яскравість. Мінусом підключення є необхідність при значному збільшенні діодів мати джерело з великою номінальною напругою.

Паралельно

У такій ситуації достатньо світлодіодного драйвера, що видає на контактах 6 В. Однак, струм, який споживатиме схема, підвищиться вдвічі до 0,6 А в порівнянні з аналогічним послідовним підключенням. Мінуси полягають у тому, що струми, що протікають для кожної ділянки, фізично матимуть відмінності через фізичні параметри діодів. В результаті вийде невелика різниця у світінні ділянок.

У даних схемах, зібраних власноруч, можна скористатися допомогою драйверів для світлодіодів, аналогічних паралельному з'єднанню. При цьому встановиться яскравість, рівна для кожної ділянки ланцюга. У схемі є суттєвий мінус. Він очевидний, тому що при старті через невеликі відмінності в характеристиках якісь елементи запустяться раніше за інші. У цей час по них надходитиме струм подвоєного номіналу. Виробники допускають короткочасне перевищення значення, але застосовувати на практиці цю схему все ж таки не рекомендується. Перед тим як підібрати драйвер для світлодіодів, необхідно оцінити всі ризики.

З'єднувати подібним чином більше двох діодів у жодному разі не можна, адже якимсь із них піде надзвичайно великий ампераж, що призведе до миттєвого виходу їх з ладу.

У наведених прикладах світлодіодний драйвер брався у кожному випадку з потужністю 3,6 Вт. Це значення не впливало на способи підключення. Виходячи з реального прикладу видно, що підбирати джерело живлення необхідно у процесі придбання діодів. Імовірність вибору на наступних етапах суттєво знижує шанси знайти потрібний блок.

Класифікація елементів

На прилавках можна виявити два основних типи драйверів для світлодіодів:

імпульсний тип
лінійний.

Перші є приладами, що забезпечують виході каскад імпульсів високої частоти. Останнє покоління їх використовує принцип широтно-імпульсної модуляції. Фактично усереднений параметр сили струму розраховується як відношення ширини імпульсу їхнього періоду. Параметр визначається коефіцієнтом наповнення.

Лінійні на виході забезпечують значення від струму генератора. Формується стабілізація струму, а напруга буде варіабельною. Усі налаштування проводяться в плавному режимі без утворення високочастотних електромагнітних перешкод. Навіть при відносно невеликому ККД (близько 85%) та простоті конструкції їх сфера діяльності обмежується малопотужними стрічками або світлодіодними лампами.

ШИМ-драйвери є більш широко популярними через свої позитивні експлуатаційні характеристики:

тривалий термін;
ККД до 95%;
Мінімальні габарити.

Мінусом для останніх є високий рівень перешкод, на відміну лінійних.

Диференціюються драйвери з наявності або відсутності гальванічної розв'язки. У першому випадку забезпечується більший ККД, підвищена надійність та достатня безпека.

Для підключення до стандартної електромережі світлодіодів можуть використовуватися і той, і інший тип драйверів, але переважними є ті, де є гальванічна розв'язка. Саме вона відповідає за безпечну експлуатацію ламп. Якщо такої розв'язки немає, завжди є ризик ураження струмом.

Термін експлуатації

Навіть самі виробники заявляють, що драйвер служить менше, ніж оптика. Якщо остання розрахована на 30 тисяч годин, то випрямляч у найкращому разі пропрацює 1000 годин. Пов'язаний такий розрив у часі з наступними обставинами:

перепади напруги в електромережі як у більшу, так і меншу сторону більш ніж на 5%;
різниця робочої температури у процесі роботи;
підвищена вологість, якщо йдеться про такі приміщення;
інтенсивність – що більше працює і менше вимикається, то триваліший термін роботи.

Перше, що приймає на себе основний удар — конденсатор, що згладжує, у яких при підвищеній вологості, температурі і при стрибках напруги починає інтенсивно випаровуватися електроліт. При його нестачі рівень пульсацій збільшує, що призводить до виходу з ладу лід-драйвера.

Але найцікавіше, що скорочує термін роботи неповна завантаженість. Якщо ви купили елемент на 150 ват, а навантаження не перевищує 70, 80, що залишилися, будуть повертатися в мережу і провокувати її перевантаження. Завжди правильно вибирайте робочі елементи, щоб максимально порівняти ефективність та реальні умови.

ВІДЕО: Просте джерело живлення для світлодіодів

Світлодіодне освітлення набуло великої популярності. Серед освітлювальних приладів даного класу дуже зручна світлодіодна стрічка за рахунок легкості її монтажу. Для забезпечення стабільного електроживлення потрібен перетворювач напруги драйвер для світлодіодної стрічки. Так званий led driver гарантує користувачеві якість свічення та довговічність роботи світлодіодів.

Призначення та принцип роботи

Драйвер для світлодіода – це електронний пристрій, стабілізований імпульсний перетворювач. Функціональне призначення полягає в стабілізації струму, що надходить до led-лампи. Саме струму, на відміну від блоку живлення, що стабілізує напругу. На сьогоднішній день блоки живлення називають драйверами для світлодіодів, основна умова - стійкі параметри живлення постійним струмом.

Блок живлення трансформує змінну напругу 220 В постійне заданої величини.Підходить для запитки світлодіодних стрічок, Led планок та окремих світлодіодів, зібраних по одному паралельно, коли напруга на всіх елементах незмінна. У цьому випадку вихідна напруга, вказана на корпусі блока живлення, повинна відповідати значенню, вказаному на світлодіодній стрічці. А струм, заявлений на БП, повинен бути вищим за струм навантаження всіх світлодіодів складання.

Приклад розрахунку: 1 метр світлодіодної стрічки напруги 12 В із щільністю діодів 60 штук на метр споживає 0,4 А, 5 метрів споживає 2 А, блок живлення повинен бути з вихідною напругою 12 В та зі струмом вище 2 А (5 Ампер підійде). Але в цій статті йтиметься саме про лід-драйвери, які стабілізують струм.

Драйвер забезпечує рівномірне світіння більш розгалужених світлодіодних конструкцій, у яких спостерігається різне падіння напруги на світлодіодах. Стабілізатор надає однакове значення струму у всіх точках, а вихідна напруга змінюється у заданому діапазоні. Потужність складної світлодіодної схеми зростає, але як забезпечити повноцінне електроживлення?

При змінному струмі значна частка потужності губиться на резисторах зборки, що згладжують, і ККД падає. Але з драйвером, що стабілізує струм, опір, що згладжує, не потрібні, а ККД залишається дуже високим.

Застосовуються для запиту світлодіодного освітлення від електричної мережі 220 В приміщеннях. Для живлення лід-діодів у автомобілях, велосипедних фарах, ручних ліхтариках.

Основні характеристики

Параметри вказані на корпусі лід-драйвера:

Номінальна потужність – визначає навантаження, яке можна підключити до цього перетворювача, залежить від потужності кожного діода, кольору та кількості.
Робочий струм – прямо пропорційний потужності світлодіодів та інтенсивності їхнього випромінювання.
Вихідна напруга залежить від схеми з'єднання світлодіодів та їх кількості.

Потужність номінальна розраховується за такою формулою:

де PLED - потужність одного діода (часто зустрічаються 0,35 А і 0,7 А),

N – кількість діодів у схемі.

Потужність драйвера (вказана на корпусі) має бути більшою за розрахункове значення на 20–30%. Pmax = 1,3 * Рн. Потужність навантаження залежить від кольору таким чином:

червоний діод має падіння напруги 1,9-2,4 при 0,35 А. Потужність складе в середньому 0,75 Вт.
зелений діод має падіння напруги 3,3-3,9 при 0,35 А. Потужність складе в середньому 1,25 Вт.

Драйвером на 10 Вт можна запитати 13 червоних або 8 зелених світлодіодів.

Існують майже всі кольори світлодіодів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, синій, білий. Величини падіння напруги можна подивитися у техдокументації на діод.

Види

За типом пристрою драйвери поділяються на лінійні та імпульсні:

Лінійні - ґрунтуються на струмовому генераторі з р-канальним транзистором. Дають плавну стабілізацію струму при нестабільному напрузі. Проста конфігурація, невеликий ККД = 85%, дешевизна та велика тепловіддача припускають використання у малопотужних схемах світлодіодів. Плюс - плавний режим роботи, що не створює високочастотні електромагнітні перешкоди.
Імпульсні – утворюють на виході високочастотні імпульси. Принцип роботи - ШІМ (широтно-імпульсна модуляція). Середня величина вихідного струму забезпечується коефіцієнтом заповнення (відношення тривалості імпульсу до кількості повторень). Зміна значення середнього струму на виході відбувається через варіацію величини заповнення від 10 до 80% при незмінній частоті імпульсів. Широке застосування отримали завдяки високому ККД (95%), тривалому терміну служби та малим розмірам. До мінусів відноситься високий рівень перешкод.

За наявності гальванічної розв'язки, яка надає підвищений ККД, надійність і безпеку, перевагу варто віддавати драйверам, що мають цю властивість. Якщо гальванічної розв'язки немає, драйвер коштує дешевше, але є небезпека удару електрострумом (немає захисту).

Строк служби

Перетворювач живлення служить менше, ніж світлодіоди. Оптика пропрацює 100 тисяч годин, а робота драйвера залежить від експлуатаційних умов – стрибків напруги, перепадів температур, вологості та робочого навантаження. Неповна завантаженість перетворювача потужністю шкідлива тим, що невикористана потужність повертається в мережу, створюючи навантаження драйверу.

Термін служби також залежить від якості:

низької якості – 20 тисяч годин (підходить для експлуатації у побутових приміщеннях);
середньої якості – 50 тисяч годин;
високої якості із брендових компонентів – 70 тисяч годин.

Слід робити вибір, виходячи з окупності.

Схема драйвера для світлодіодів своїми руками

Для виготовлення звичайного драйвера для світлодіода своїми руками знадобиться 2 транзистори та 2 резистори. Стабілізацію струму, що протікає через діод, робить потужний польовий n-канальний транзистор VT2. Резистор R2 встановлює найбільший струм, що надходить на світлодіод, виконує функцію датчика струму для транзистора VT1 ланцюга зворотного зв'язку.

Коли струм, що проходить через VT2, збільшується, напруга R2 падає і транзистор VT1 відкривається, знижуючи напругу на затворі VT2. Струмова значення на діоді зменшується і відбувається стабілізація вихідного струму. Запитати схему можна блоком живлення 12в та 0,5А.

Вхідна напруга повинна бути мінімум на 1-2 В більше падіння напруги на діоді. Опір R2 повинен розсіювати потужність 1–2 Вт, залежно від потрібного струму та напруги живлення. Транзистор VT2 розрахований струм не менше 500 мА: IRFЯ48, IRFZ44N, IRF530. VT1 - малопотужний біполярний npn транзистор: BC547, 2N3904, 2N2222, 2N5088 потужністю 0,125-0,25 Вт, опором 100 вОм. Монтаж можна зробити без плати, оскільки кількість компонентів невелика.

Як підібрати драйвер для світлодіодів

На ринку пропонується широкий вибір драйверів для світлодіодів. Багато стабілізаторів не відповідають зазначеним параметрам, часто цим грішать китайські виробники. Недорогі драйвери "підозрілих" виробників можуть занижувати потужність і замість позначених 50 Вт фактично видавати 40 Вт. До того ж, у них нетривалий час роботи. Перед покупкою слід надавати перевагу брендовим виробникам з великою кількістю годин роботи.

Розрахунок вибору драйверів для світлодіодів

Перед придбанням пристрою необхідно визначити, які параметри потрібні для драйвера. Взяти для прикладу 6 світлодіодів струмом 0,3 А з падінням напруги 12В. Вибір драйвера визначається схемою з'єднання світлодіодів:

У всіх трьох випадках потужність драйвера однакова, становить 3,6 Вт (Ват), розраховується за формулою:

де I – сила струму (Ампер), U – напруга (Вольт).

Потужність перетворювача залежить від схеми з'єднання світлодіодів, а залежить лише від кількості.

Придбати цей товар можна в:

інтернет-магазинах виробників, Aliexpress чи Ebay;
спеціальних пунктах реалізації електроніки та радіодеталей.

Завдяки малому енергоспоживання, теоретичної довговічності та зниження ціни стрімко витісняють лампи розжарювання та енергозберігаючі. Але, незважаючи на заявлений ресурс роботи до 25 років, часто перегорають, навіть не відслуживши гарантійного терміну.

На відміну від ламп розжарювання, 90% світлодіодних ламп, що перегоріли, можна успішно відремонтувати своїми руками, навіть не маючи спеціальної підготовки. Представлені приклади допоможуть Вам відремонтувати світлодіодні лампи, що відмовили.

Перш, ніж братися за ремонт світлодіодної лампи, потрібно представляти її пристрій. Незалежно від зовнішнього вигляду та типу застосовуваних світлодіодів, всі світлодіодні лампи, в тому числі і філаментні лампочки, влаштовані однаково. Якщо видалити стінки корпусу лампи, то всередині можна побачити драйвер, який є друкованою платою із встановленими на ній радіоелементами.

Будь-яка світлодіодна лампа влаштована та працює наступним чином. Напруга живлення з контактів електричного патрона подається на висновки цоколя. До нього припаяно два дроти, через які напруга подається на вхід драйвера. З драйвера напруга живлення постійного струму подається на плату, на якій розпаяні світлодіоди.

Драйвер є електронним блоком – генератором струму, який перетворює напругу мережі живлення в струм, необхідний для світіння світлодіодів.

Іноді для розсіювання світла або захисту від дотику людини до незахищених провідників плати зі світлодіодами її закривають захисним склом, що розсіює.

Про філаментні лампи

На вигляд філаментна лампа схожа на лампу розжарювання. Пристрій філаментних ламп відрізняється від світлодіодних тим, що в якості випромінювачів світла в них використовується не плата зі світлодіодами, а скляна заповнена герметична газом колба, в якій розміщені один або кілька філаментних стрижнів. Драйвер знаходиться у цоколі.

Філаментний стрижень є скляною або сапфіровою трубкою діаметром близько 2 мм і довжиною близько 30 мм, на якій закріплені і з'єднані послідовно покриті люмінофором 28 мініатюрних світлодіодів. Один філамент споживає потужність близько 1 Вт. Мій досвід експлуатації показує, що філаментні лампи набагато надійніші, ніж виготовлені на базі SMD світлодіодів. Гадаю, згодом вони витіснять усі інші штучні джерела світла.

Приклади ремонту світлодіодних ламп

Увага, електричні схеми драйверів світлодіодних ламп гальванічно пов'язані з фазою електричної мережі і тому слід бути обережними. Дотик до оголених ділянок схеми підключеної до електричної мережі може призвести до ураження електричним струмом.

Ремонт світлодіодної лампи
ASD LED-A60, 11 Вт на мікросхемі SM2082

В даний час з'явилися потужні світлодіодні лампи, драйвери яких зібрані на мікросхемах типу SM2082. Одна з них пропрацювала менше ніж рік і потрапила мені в ремонт. Лампочка безсистемно гасла і знову запалювалася. При постукуванні по ній вона відгукувалася світлом чи гасінням. Стало очевидно, що несправність полягає у поганому контакті.

Щоб дістатися електронної частини лампи потрібно за допомогою ножа підчепити скло, що розсіює, в місці зіткнення його з корпусом. Іноді відокремити скло важко, тому що при його посадці на кільце, що фіксує, наносять силікон.

Після зняття світлорозсіювального скла відкрився доступ до світлодіодів та мікросхеми – генератора струму SM2082. У цій лампі одна частина драйвера була змонтована на алюмінієвій платі світлодіодів, а друга на окремій.

Зовнішній огляд не виявив дефектних пайок або урвищ доріжок. Довелося знімати плату зі світлодіодами. Для цього спочатку був зрізаний силікон і плата підчеплена за край лезом викрутки.

Щоб дістатися драйвера, розташованого в корпусі лампи, довелося його відпаяти, розігрівши паяльником одночасно два контакти і зрушити вправо.

З одного боку друкованої плати драйвера було встановлено лише електролітичний конденсатор ємністю 6,8 мкФ на напругу 400 В.

На звороті плати драйвера був встановлений діодний міст і два послідовно з'єднаних резистора номіналом по 510 кОм.

Для того, щоб розібратися в якій із плат пропадає контакт, довелося їх з'єднати, дотримуючись полярності, за допомогою двох проводків. Після простукування по платах ручкою викрутки стало очевидним, що несправність криється в платі з конденсатором або контактах проводів, що йдуть з цоколя світлодіодної лампи.

Так як паяння не викликали підозр спочатку перевірив надійність контакту в центральному виведенні цоколя. Він легко виймається, якщо підчепити його за край лезом ножа. Але контакт був надійним. Про всяк випадок залудив провід припоєм.

Гвинтову частину цоколя знімати складно, тому вирішив паяльником пропаяти пайки дротів, що підходять від цоколя. При дотику до однієї з пайок дріт оголився. Виявилася «холодна» пайка. Так як дістатися зачистки дроту можливості не було, то довелося змастити його активним флюсом «ФІМ», а потім припаяти заново.

Після складання світлодіодна лампа стабільно випромінювала світло, незважаючи за удари по ній рукояткою викрутки. Перевірка світлового потоку на пульсації показала, що вони значні частотою 100 Гц. Таку світлодіодну лампу можна встановлювати тільки в світильники для загального освітлення.

Електрична схема драйвера
світлодіодної лампи ASD LED-A60 на мікросхемі SM2082

Електрична схема лампи ASD LED-A60 завдяки застосуванню в драйвері для стабілізації струму спеціалізованої мікросхеми SM2082 вийшла досить простою.

Схема драйвера працює в такий спосіб. Напруга живлення змінного струму через запобіжник F подається на випрямний діодний міст, зібраний на мікроскладанні MB6S. Електролітичний конденсатор С1 згладжує пульсації, а R1 служить для розрядки при відключенні живлення.

З позитивного виведення конденсатора напруга живлення подається безпосередньо на послідовно включені світлодіоди. З виведення останнього світлодіода напруга подається на вхід (висновок 1) мікросхеми SM2082, мікросхемі струм стабілізується і далі з її виходу (висновок 2) надходить на негативний висновок конденсатора С1.

Резистор R2 визначає величину струму, що протікає через світлодіоди HL. Величина струму обернено пропорційна його номіналу. Якщо номінал резистора зменшити, струм збільшиться, якщо номінал збільшити, то струм зменшиться. Мікросхема SM2082 дозволяє регулювати резистором величину струму від 5 до 60 мА.

Ремонт світлодіодної лампи
ASD LED-A60, 11 Вт, 220 В, E27

У ремонт потрапила ще одна світлодіодна лампа ASD LED-A60 схожа на вигляд і з такими ж технічними характеристиками, як і відремонтована вище.

При включенні лампа на мить запалювалася і далі не світила. Така поведінка світлодіодних ламп зазвичай пов'язана з несправністю драйвера. Тому одразу приступив до розбирання лампи.

Світлорозсіювальне скло знялося з великими труднощами, так як по всій лінії контакту з корпусом воно було, незважаючи на наявність фіксатора, рясно змащене силіконом. Для відділення скла довелося по всій лінії зіткнення з корпусом за допомогою ножа шукати податливе місце, але без тріщини в корпусі не обійшлося.

Для отримання доступу до драйвера лампи на наступному кроці потрібно було витягти світлодіодну друковану плату, яка була запресована в контурі в алюмінієву вставку. Незважаючи на те, що плата була алюмінієва, і можна було витягати її без побоювання появи тріщин, всі спроби не мали успіху. Плата трималася намертво.

Витягти плату разом з алюмінієвою вставкою теж не вдалося, оскільки вона щільно прилягала до корпусу і була посаджена зовнішньою поверхнею на силікон.

Вирішив спробувати вийняти платню драйвера з боку цоколя. Для цього спочатку з цоколя був підібраний ножем, і вийнятий центральний контакт. Для зняття різьбової частини цоколя довелося трохи відігнути її верхній буртик, щоб місця кернення вийшли із зачеплення за основу.

Драйвер став доступним і вільно висувався до певного положення, але повністю вийняти його не виходило, хоча провідники від світлодіодної плати були відпаяні.

У платі зі світлодіодами у центрі був отвір. Вирішив спробувати витягти плату драйвера за допомогою ударів по її торцю через металевий стрижень, протягнутий через отвір. Плата просунулась на кілька сантиметрів і щось уперлася. Після подальших ударів тріснув по кільцю корпус лампи і плата із основою цоколя відокремилися.

Як виявилося, плата мала розширення, яке плічками вперлося в корпус лампи. Схоже, платі надали таку форму обмеження переміщення, хоча досить було зафіксувати її краплею силікону. Тоді драйвер витягувався б з будь-якої сторони лампи.

Напруга 220 з цоколя лампи через резистор - запобіжник FU подається на випрямний міст MB6F і після нього згладжується електролітичним конденсатором. Далі напруга надходить на мікросхему SIC9553, що стабілізує струм. Паралельно включені резистори R20 та R80 між висновками 1 та 8 MS задають величину струму живлення світлодіодів.

На фотографії представлена типова електрична принципова схема, наведена виробником мікросхеми SIC9553 у китайському датасіті.

На цій фотографії представлений вигляд драйвера світлодіодної лампи з боку установки вивідних елементів. Так як дозволяло місце, зниження коефіцієнта пульсацій світлового потоку конденсатор на виході драйвера був замість 4,7 мкФ впаяний на 6,8 мкФ.

Якщо Вам доведеться виймати драйвера з корпусу даної моделі лампи і не вийде витягти світлодіодну плату, то можна за допомогою лобзика пропилити корпус лампи по колу трохи вище за гвинтову частину цоколя.

Зрештою, всі мої зусилля з вилучення драйвера виявилися корисними тільки для пізнання пристрою світлодіодної лампи. Драйвер виявився справним.

Спалах світлодіодів у момент включення був викликаний пробоєм у кристалі одного з них в результаті кидка напруги при запуску драйвера, що і ввело мене в оману. Треба було насамперед продзвонити світлодіоди.

Спроба перевірки світлодіодів мультиметром не призвела до успіху. Світлодіоди не світилися. Виявилося, що в одному корпусі встановлено два послідовно включені світловипромінюючі кристали і щоб світлодіод почав протікати струм необхідно подати на нього напругу 8 В.

Мультиметр або тестер, включений в режим вимірювання опору, видає напругу в межах 3-4 В. Довелося перевіряти світлодіоди за допомогою блока живлення, подаючи з нього на кожний світлодіод напруга 12 через струмообмежуючий резистор 1 кОм.

В наявності не було світлодіода для заміни, тому замість нього контактні майданчики були замкнуті краплею припою. Для роботи драйвера це безпечно, а потужність світлодіодної лампи знизиться лише на 0,7 Вт, що практично непомітно.

Після ремонту електричної частини світлодіодної лампи, корпус, що тріснув, був склеєний швидковисихаючим суперклеєм «Момент», шви загладжені оплавленням пластмаси паяльником і вирівняні наждачним папером.

Для інтересу виконав деякі виміри та розрахунки. Струм, що протікає через світлодіоди, становив 58 мА, напруга 8 В. Отже потужність, що підводиться на один світлодіод становить 0,46 Вт. При 16 світлодіодах виходить 7,36 Вт замість заявлених 11 Вт. Можливо, виробником вказана загальна потужність споживання лампи з урахуванням втрат у драйвері.

Заявлений виробником термін служби світлодіодної лампи ASD LED-A60, 11 Вт, 220, E27 у мене викликає великі сумніви. У малому обсязі пластмасового корпусу лампи з низькою теплопровідністю виділяється значна потужність - 11 Вт. В результаті світлодіоди та драйвер працюють на гранично допустимій температурі, що призводить до прискореної деградації їх кристалів і, як наслідок, до різкого зниження часу їхнього напрацювання на відмову.

Ремонт світлодіодної лампи
LED smd B35 827 ЕРА, 7 Вт на мікросхемі BP2831A

Поділився зі мною знайомий, що купив п'ять лампочок, як на фото нижче, і всі вони за місяць перестали працювати. Три з них він встиг викинути, а дві, на моє прохання, приніс для ремонту.

Лампочка працювала, але замість яскравого світла випромінювала мерехтливе слабке світло з частотою кілька разів на секунду. Відразу припустив, що спучився електролітичний конденсатор, зазвичай якщо він виходить з ладу, лампа починає випромінювати світло, як стробоскоп.

Світлорозсіювальне скло знялося легко, приклеєне не було. Воно фіксувалося за рахунок прорізу на його обідку та виступу в корпусі лампи.

Драйвер був закріплений за допомогою двох пайок до друкованої плати зі світлодіодами, як в одній із вищеописаних ламп.

Типова схема драйвера на мікросхемі BP2831A, взята з даташита, наведена на фотографії. Плата драйвера була витягнута і перевірені всі прості радіоелементи, виявилися справними. Довелося зайнятися перевіркою світлодіодів.

Світлодіоди в лампі були встановлені невідомого типу з двома кристалами в корпусі та огляд дефектів не виявив. Методом послідовного з'єднання між собою висновків кожного із світлодіодів швидко визначив несправний та замінив його краплею припою, як на фотографії.

Лампочка пропрацювала тиждень і знову потрапила до ремонту. Закоротив наступний світлодіод. Через тиждень довелося закоротити черговий світлодіод, і після четвертої лампочки викинув, бо набридло її ремонтувати.

Причина відмови лампочок подібної конструкції очевидна. Світлодіоди перегріваються через недостатню поверхню тепловідведення, і ресурс їх знижується до сотень годин.

Чому допустимо замикати висновки згорілих світлодіодів у LED лампах

Драйвер світлодіодних ламп на відміну від блоку живлення постійної напруги на виході видає стабілізовану величину струму, а не напруги. Тому незалежно від опору навантаження в заданих межах струм буде завжди постійним і, отже, падіння напруги на кожному з світлодіодів залишатиметься незмінним.

Тому при зменшенні кількості послідовно з'єднаних світлодіодів у ланцюзі пропорційно зменшуватиметься і напруга на виході драйвера.

Наприклад, якщо до драйвера послідовно підключено 50 світлодіодів, і на кожному з них падає напруга величиною 3, то напруга на виході драйвера становив 150 В, а якщо закоротити 5 з них, то напруга знизиться до 135, а величина струму не зміниться.

Але коефіцієнт корисної дії (ККД) драйвера, зібраного за такою схемою буде низьким і втрати потужності, становитимуть понад 50%. Наприклад, для LED лампочки MR-16-2835-F27 знадобиться резистор номіналом 6,1 кОм потужністю 4 вати. Вийде, що драйвер на резисторі споживатиме потужність, що перевищує потужність споживання світлодіодами і його розмістити в маленький корпус LED лампи, через виділення більшої кількості тепла буде неприпустимо.

Але якщо немає іншого способу відремонтувати світлодіодну лампу і дуже треба, то драйвер на резистори можна розмістити в окремому корпусі, все одно споживана потужність такої LED лампочки буде вчетверо менше, ніж лампи розжарювання. При цьому треба зауважити, що чим більше буде в лампочці послідовно включених світлодіодів, тим вищим буде ККД. При 80 послідовно з'єднаних світлодіодах SMD3528 знадобиться вже резистор номіналом 800 Ом потужністю 0,5 Вт. Місткість конденсатора С1 потрібно буде збільшити до 4,7 µF.

Пошук несправних світлодіодів

Після зняття захисного скла з'являється можливість перевірки світлодіодів без відклеювання друкованої плати. Насамперед проводиться уважний огляд кожного світлодіода. Якщо виявлено навіть найменшу чорну точку, не кажучи вже про почорніння всієї поверхні LED, то він точно несправний.

При огляді зовнішнього вигляду світлодіодів потрібно уважно оглянути і якість пайок їх висновків. В одній з лампочок, що ремонтуються, виявилося погано припаяних відразу чотири світлодіоди.

На фото лампочка, у якої на чотирьох LED були дуже маленькі чорні крапки. Я одразу помітив несправні світлодіоди хрестами, щоб їх було добре видно.

Несправні світлодіоди можуть не мати змін зовнішнього вигляду. Тому необхідно кожен LED перевірити мультиметром або стрілочним тестером, включеним у режим вимірювання опору.

Зустрічаються світлодіодні лампи, в яких встановлені на вигляд стандартні світлодіоди, в корпусі яких змонтовано відразу два послідовно включені кристали. Наприклад, лампи серії ASD LED-A60. Для продзвонювання таких світлодіодів необхідно прикласти до його висновків напругу більше 6 В, а будь-який мультиметр видає не більше 4 В. Тому перевірку таких світлодіодів можна виконати лише подавши на них з джерела живлення напругу більше 6 (рекомендується 9-12) через резистор 1 кОм .

Світлодіод перевіряється, як і звичайний діод, в один бік опір має дорівнювати десяткам мегаом, а якщо поміняти щупи місцями (при цьому змінюється полярність подачі напруги на світлодіод), то невеликим, при цьому світлодіод може тьмяно світитися.

Під час перевірки та заміни світлодіодів лампу необхідно зафіксувати. Для цього можна використовувати відповідного розміру круглу банку.

Можна перевірити справність LED без додаткового джерела постійного струму. Але такий метод перевірки можливий, якщо справний драйвер лампочки. Для цього необхідно подати на цоколь LED лампочки напругу живлення і висновки кожного світлодіода послідовно закорочувати між собою перемичкою з дроту або, наприклад, губками металевого пінцета.

Якщо раптом усі світлодіоди, засвітяться, значить, закорочений точно несправний. Цей метод придатний, якщо несправний лише один світлодіод із усіх у ланцюзі. При такому способі перевірки потрібно врахувати, що якщо драйвер не забезпечує гальванічної розв'язки з електромережею, як, наприклад, на наведених вище схемах, то дотик рукою до пайок LED небезпечний.

Якщо один або навіть кілька світлодіодів виявилися несправними і замінити їх нічим, то можна просто закоротити контактні майданчики, до яких були припаяні світлодіоди. Лампочка працюватиме з таким самим успіхом, лише дещо зменшиться світловий потік.

Інші несправності світлодіодних ламп

Якщо перевірка світлодіодів показала їх справність, то значить, причина непрацездатності лампочки полягає в драйвері або в місцях паяння провідників струмопідведення.

Наприклад, у цій лампочці було виявлено холодне паяння провідника, що подає напругу живлення на друковану плату. Копіть, що виділяється через погану пайку, навіть осіла на струмопровідні доріжки друкованої плати. Кіптява легко пішла протиранням ганчір'ям, змоченим у спирті. Провід був випаяний, зачищений, залужений і знову запаяний у плату. Із ремонтом цієї лампочки поталанило.

З десяти лампочок, що відмовили, тільки в однієї був несправний драйвер, розвалився діодний місток. Ремонт драйвера полягав у заміні діодного моста чотирма діодами IN4007, розрахованими на зворотну напругу 1000 і струм 1 А.

Пайка SMD світлодіодів

Для заміни несправного LED його необхідно випаяти, не пошкодивши друкарські провідники. З плати донора також потрібно випаяти на заміну світлодіод без пошкоджень.

Випаювати SMD світлодіоди простим паяльником, не пошкодивши їхній корпус, практично неможливо. Але якщо використовувати спеціальне жало для паяльника або на стандартне жало надіти насадку, зроблену з мідного дроту, завдання легко вирішується.

Світлодіоди мають полярність і при заміні потрібно правильно його встановити на друковану плату. Зазвичай, друковані провідники повторюють форму висновків на LED. Тому припуститися помилки можна тільки при неуважності. Для запаювання світлодіода достатньо встановити його на друковану плату та прогріти паяльником потужністю 10-15 Вт його торці з контактними майданчиками.

Якщо світлодіод згорів на вугілля, і друкована плата під ним обвуглилась, то перш ніж встановлювати новий світлодіод потрібно обов'язково очистити місце друкованої плати від гару, так як вона є провідником струму. При очищенні можна виявити, що контактні майданчики для паяння світлодіода обгоріли або відшарувалися.

У такому випадку світлодіод можна встановити, припаяючи його до сусідніх світлодіодів, якщо друковані доріжки ведуть до них. Для цього можна взяти відрізок тонкого дроту, зігнути його вдвічі чи троє, залежно від відстані між світлодіодами, залудити та припаяти до них.

Ремонт світлодіодної лампи серії "LL-CORN" (лампа-кукурудза)
E27 4,6 Вт 36x5050SMD

Пристрій лампи, яка в народі називається лампа-кукурудза, зображеної на фотографії нижче відрізняється від вищеописаної лампи, тому технологія ремонту інша.

Конструкція ламп на LED SMD подібного типу дуже зручна для ремонту, тому є доступ для продзвонювання світлодіодів та їх заміни без розбирання корпусу лампи. Щоправда, я лампочку все одно розібрав для інтересу, щоб вивчити її пристрій.

Перевірка світлодіодів LED лампи-кукурудзи не відрізняється від вищеописаної технології, але треба врахувати, що в корпусі світлодіода SMD5050 розміщено відразу три світлодіоди, які зазвичай включаються паралельно (на жовтому колі видно три темні точки кристалів), і при перевірці повинні світитися всі три.

Несправний світлодіод можна замінити на новий або закоротити перемичкою. На надійність роботи лампи це не вплине, лише непомітно для ока, зменшиться трохи світловий потік.

Драйвер цієї лампи зібраний за найпростішою схемою, без трансформатора, що розв'язує, тому дотик до висновків світлодіодів при включеній лампі неприпустимо. Лампи такої конструкції неприпустимо встановлювати у світильники, до яких можуть діти діти.

Якщо всі світлодіоди справні, значить, несправний драйвер і щоб до нього дістатися лампу доведеться розбирати.

Для цього потрібно зняти обідок із боку, протилежного цоколю. Маленькою викруткою чи лезом ножа потрібно, пробуючи по колу, знайти слабке місце, де обідок найгірше приклеєний. Якщо обідок піддався, то працюючи інструментом як важелем, обідок неважко відійде по всьому периметру.

Драйвер був зібраний за електричною схемою, як і у лампи MR-16, тільки С1 стояв ємністю 1 µF, а С2 - 4,7 µF. Завдяки тому, що дроти, що йдуть від драйвера до цоколя лампи, були довгими, драйвер легко вийняв із корпусу лампи. Після вивчення його схеми драйвер був вставлений назад у корпус, а обідок приклеєний на місце прозорим клеєм «Момент». Світлодіод, що відмовив, замінений справним.

Ремонт світлодіодної лампи "LL-CORN" (лампа-кукурудза)
E27 12 Вт 80x5050SMD

При ремонті потужнішої лампи, 12 Вт, такої ж конструкції світлодіодів, що відмовили, не виявилося і щоб дістатися до драйверів, довелося розкривати лампу за вище описаною технологією.

Ця лампа зробила мені сюрприз. Провід, що йшов від драйвера до цоколя, виявився коротким, і витягти драйвер з корпусу лампи для ремонту було неможливо. Довелося знімати цоколь.

Цоколь лампи був виготовлений з алюмінію, закернений по колу і тримався міцно. Довелося висвердлювати точки кріплення свердлом 1,5 мм. Після цього підчеплений ножем цоколь легко знявся.

Але можна обійтися і без свердління цоколя, якщо вістрям ножа по колу піддевати і трохи відгинати його верхню кромку. Попередньо слід нанести мітку на цоколі та корпусі, щоб цоколь було зручно встановлювати на місце. Для надійного закріплення цоколя після ремонту лампи достатньо буде надіти його на корпус лампи таким чином, щоб точки на цоколі потрапили на старі місця. Далі продавити ці точки гострим предметом.

Два дроти були приєднані до різьблення притиском, а два інші запресовані в центральний контакт цоколя. Довелося ці дроти перекусити.

Як і очікувалося, драйверів було два однакових, які живлять по 43 діоди. Вони були закриті термоусаджувальною трубкою і з'єднані разом скотчем. Для того щоб драйвер можна було знову помістити в трубку, я зазвичай її акуратно розрізаю вздовж друкованої плати з боку установки деталей.

Після ремонту драйвер огортається трубкою, яка фіксується пластмасовою стяжкою або замотується кількома витками нитки.

В електричній схемі драйвера цієї лампи вже встановлені елементи захисту, для захисту від імпульсних викидів С1 і R2, R3 для захисту від кидків струму. При перевірці елементів одразу було виявлено на обох драйверах в обриві резистори R2. Схоже, що на світлодіодну лампу було подано напругу, що перевищує допустиму. Після заміни резисторів під рукою на 10 Ом не виявилося, і я встановив на 5,1 Ом, лампа запрацювала.

Ремонт світлодіодної лампи серії "LLB" LR-EW5N-5

Зовнішній вигляд лампочки цього типу вселяє довіру. Алюмінієвий корпус, якісне виконання, чудовий дизайн.

Конструкція лампочки така, що її без застосування значних фізичних зусиль неможлива. Так як ремонт будь-якої світлодіодної лампи починається з перевірки справності світлодіодів, то перше, що довелося зробити, це зняти пластмасове захисне скло.

Скло фіксувалося без клею на проточці, зроблена в радіаторі буртиком усередині нього. Для зняття скла потрібно кінцем викрутки, яка пройде між ребрами радіатора, спертися за торець радіатора і як підняти важелем скло вгору.

Перевірка світлодіодів тестером показала їхню справність, отже, несправний драйвер, і треба до нього дістатися. Плата з алюмінію була прикручена чотирма гвинтами, які я відкрутив.

Але всупереч очікуванням за платою опинилася площина радіатора, змащена теплопровідною пастою. Плату довелося повернути на місце та продовжити розбирати лампу з боку цоколя.

У зв'язку з тим, що пластмасова частина, до якої кріпився радіатор, трималася дуже міцно, вирішив піти перевіреним шляхом, зняти цоколь і через отвір витягти драйвер для ремонту. Висвердлив місця кернення, але цоколь не знімався. Виявилося, що він ще тримався на пластмасі за рахунок різьбового з'єднання.

Довелося відокремлювати пластмасовий перехідник від радіатора. Тримався він, як і захисне скло. Для цього було зроблено запив ножівкою по металу в місці з'єднання пластмаси з радіатором і за допомогою повороту викрутки з широким лезом деталі були відокремлені один від одного.

Після відпаювання висновків від друкованої плати світлодіодів драйвер став доступним для ремонту. Схема драйвера виявилася складнішою, ніж у попередніх лампочок, з роздільним трансформатором і мікросхемою. Один з електролітичних конденсаторів 400 V 4,7 µF був здутий. Довелося його замінити.

Перевірка всіх напівпровідникових елементів виявила несправний діод Шоттки D4 (на фото знизу зліва). На платі стояв діод Шоттки SS110, замінив наявним аналогом 10 BQ100 (100 V, 1 А). Прямий опір у діодів Шоттки вдвічі менше, ніж у звичайних діодів. Світлодіодна лампочка засвітила. Така сама несправність виявилася й у другої лампочки.

Ремонт світлодіодної лампи серії "LLB" LR-EW5N-3

Ця світлодіодна лампа на вигляд дуже схожа на "LLB" LR-EW5N-5, але конструкція її дещо відрізняється.

Якщо уважно придивитися, то видно, що на стику між алюмінієвим радіатором і сферичним склом, на відміну від LR-EW5N-5, є кільце, в якому закріплено скло. Для зняття захисного скла досить невеликою викруткою підчепити його на місці стику з кільцем.

На алюмінієвій друкованій платі встановлено три дев'ять кристалічних надяскравих LED. Плата прикручена до радіатора трьома гвинтами. Перевірка світлодіодів показала їхню справність. Отже, необхідно ремонтувати драйвер. Маючи досвід ремонту схожої світлодіодної лампи "LLB" LR-EW5N-5, я не став відкручувати гвинти, а відпаяв струмопідвідні дроти, що йдуть від драйвера і продовжив розбирати лампу з боку цоколя.

Пластмасове сполучне кільце цоколя з радіатором знялося насилу. При цьому його частина відкололася. Як виявилося, воно було прикручено до радіатора трьома шурупами. Драйвер легко витягнувся з корпусу лампи.

Самонарізи, що прикручують пластмасове кільце цоколя, закриває драйвер, і побачити їх складно, але вони знаходяться на одній осі з різьбленням, до якої прикручена перехідна частина радіатора. Тому тонкою хрестоподібною викруткою до них можна дістатися.

Драйвер був зібраний за трансформаторною схемою. Перевірка всіх елементів, крім мікросхеми, не виявила тих, хто відмовив. Отже, несправна мікросхема, в Інтернеті навіть згадки про її тип не знайшов. Світлодіодну лампочку відремонтувати не вдалося, знадобиться на запчастини. Натомість вивчив її пристрій.

Ремонт світлодіодної лампи серії "LL" GU10-3W

Розібрати світлодіодну лампочку GU10-3W, що перегоріла, із захисним склом виявилося, на перший погляд, неможливо. Спроба витягти скло призводила до його надколу. При додатку великих зусиль скло тріскалося.

До речі, у маркуванні лампи буква G означає, що лампа має штирьовий цоколь, буква U, що лампа відноситься до класу енергозберігаючих лампочок, а цифра 10 – відстань між штирями в міліметрах.

Лампочки LED з цоколем GU10 мають спеціальні штирі і встановлюються в патрон з поворотом. Завдяки штирям, що розширюються, LED лампа защемляється в патроні і надійно утримується навіть при трясці.

Для того, щоб розібрати цю LED лампочку, довелося в її алюмінієвому корпусі на рівні поверхні друкованої плати свердлити отвір діаметром 2,5 мм. Місце свердління потрібно вибрати так, щоб свердло при виході не пошкодило світлодіод. Якщо під рукою немає дриля, то отвір можна виконати товстим шилом.

Далі в отвір простягається невелика викрутка і, діючи, як важелем піднімається скло. Знімав скло біля двох лампочок без проблем. Якщо перевірка світлодіодів тестером показала їхню справність, то далі виходить друкована плата.

Після відокремлення плати від корпусу лампи, відразу стало очевидно, що як в одній, так і в іншій лампі згоріли резистори, що обмежують струм. Калькулятор визначив смугами їх номінал, 160 Ом. Так як резистори згоріли у світлодіодних лампочках різних партій, то очевидно, що їх потужність, судячи з розміру 0,25 Вт, не відповідає потужності, що виділяється при роботі драйвера при максимальній температурі навколишнього середовища.

Друкована плата драйвера була добротно залита силіконом, і я не став від'єднувати її від плати зі світлодіодами. Обрізав висновки згорілих резисторів біля основи і до них припаяв потужніші резистори, які опинилися під рукою. В одній лампі впаяв резистор 150 Ом потужністю 1 Вт, у другій два паралельно 320 Ом потужністю 0,5 Вт.

Для того щоб виключити випадковий дотик виведення резистора, до якого підходить мережна напруга з металевим корпусом лампи, він був ізольований краплею термоклею. Він водостійкий, чудовий ізолятор. Його я часто застосовую для герметизації, ізоляції та закріплення електропроводів та інших деталей.

Термоклей випускається у вигляді стрижнів діаметром 7, 12, 15 та 24 мм різних кольорів, від прозорого до чорного. Він плавиться в залежності від марки при температурі 80-150 °, що дозволяє розплавляти його за допомогою електричного паяльника. Достатньо відрізати шматок стрижня, розмістити у потрібному місці та нагріти. Термоклей набуде консистенції травневого меду. Після остигання стає знову твердим. При повторному нагріванні знову стає рідким.

Після заміни резисторів працездатність обох лампочок відновилася. Залишилося лише закріпити друковану плату та захисне скло у корпусі лампи.

При ремонті світлодіодних ламп для закріплення друкованих плат та пластмасових деталей я використовував рідкі цвяхи «Монтаж» момент. Клей без запаху добре прилипає до поверхонь будь-яких матеріалів, після засихання залишається пластичним, має достатню термостійкість.

Достатньо взяти невелику кількість клею на кінець викрутки та нанести на місця зіткнення деталей. Через 15 хвилин клей уже триматиме.

При приклеюванні друкованої плати, щоб не чекати, утримуючи плату на місці, оскільки дроти виштовхували її, зафіксував плату додатково в кількох точках за допомогою термоклею.

Світлодіодна лампа почала блимати як стробоскоп.

Довелося ремонтувати пару світлодіодних ламп із драйверами, зібраними на мікросхемі, несправність яких полягала в миготінні світла з частотою близько одного герца, як у стробоскопі.

Один екземпляр світлодіодної лампи починав блимати відразу після включення протягом перших кількох секунд і потім лампа починала світити нормально. З часом тривалість миготіння лампи після включення почала збільшуватися, і лампа почала блимати безперервно. Другий екземпляр світлодіодної лампи почав блимати безперервно раптово.

Після розбирання ламп виявилося, що у драйверах вийшли з ладу електролітичні конденсатори, встановлені відразу після випрямляльних мостів. Визначити несправність було легко, оскільки корпуси конденсаторів були здуті. Але навіть якщо на вигляд конденсатор виглядає без зовнішніх дефектів, то все одно ремонт світлодіодної лампочки зі стробоскопічним ефектом потрібно починати з його заміни.

Після заміни електролітичних конденсаторів справними стробоскопічними ефектами зник і лампи стали світити нормально.

Онлайн калькулятори для визначення номіналу резисторів
з кольорового маркування

При ремонті світлодіодних ламп виникає потреба у визначенні номіналу резистора. За стандартом маркування сучасних резисторів проводиться шляхом нанесення на їх корпуси кольорових кілець. На прості резистори наноситься 4 кольорові кільця, а на резистори підвищеної точності – 5.

Драйвер для світлодіодного світильника - найважливіший елемент схеми, що забезпечує гарну яскравість, ефективність та тривалу експлуатацію джерел світла. З його допомогою відбувається трансформація змінного струму промислової мережі напругою 220 В постійний струм потрібного значення (12/24/48 В). Розберемося у всіх функціях електротехнічного елемента та вкажемо важливі критерії вибору пристроїв.

Поняття мережного драйвера та його призначення

Драйвер - електронний компонент, який надходить напруга змінного струму, відбувається стабілізація і виходить напруга постійного струму. Тут важливо розуміти, що йдеться про отримання струму. Для перетворення напруги використовуються звичайні блоки живлення (на корпусі вказується значення вихідної напруги). Блоки живлення експлуатуються у діодних стрічках.

Головна характеристика перетворювача для світлодіодних освітлювальних приладів – вихідний струм.Для навантаження використовують допоміжні led-діоди чи інші напівпровідники. Практично завжди драйвер живиться від промислової мережі 220, а діапазон напруги на виході починається від 2 - 3 і закінчується десятками Вольт. Щоб підключити три світлодіоди на 3 Вт, необхідний електронний драйвер із вихідною напругою 9 – 21 В та струмом 780 мА. При невеликому навантаженні універсальний пристрій характеризується низьким коефіцієнтом корисної дії (ККД).

Для живлення фар транспортних засобів застосовують джерело з постійною напругою від 10 до 35 В. Якщо потужність невисока, драйвер необов'язковий, але потрібний відповідний резистор. Даний компонент - незамінна частина побутового вимикача, але при комутації led-діода до змінної мережі 220 не можна розраховувати на надійну і довговічну роботу.

Принцип роботи

Перетворювач виступає джерелом струму. Розберемося на відмінності виробу від блока живлення - джерела напруги.

На виході кожного перетворювача напруги маємо певну напругу, яка не пов'язана із навантаженням. Наприклад, якщо підключити до блоку живлення 12 опір 40 Ом, через нього йти струм 300 мА. Якщо встановити два резистори паралельно, то в сумі вийде струм 600 мА, хоча напруга залишиться ідентичною.

Що стосується драйвера, він дає однаковий струм, незважаючи на напругу, що змінюється в меншу або більшу сторону. Візьміть резистор 30 Ом та з'єднайте його з драйвером на 225 мА. Напруга впаде до 12 В. Якщо виконати комутацію двох паралельно з'єднаних резисторів по 30 Ом кожен, струм все одно залишиться рівним 225 мА, але напруга зменшиться вдвічі - до 6 В.

Звідси висновок: якісний драйвер гарантує навантаженню заданий вихідний струм незалежно від напруги, що змінюється. В результаті led-діод при подачі напруги 5 буде світити однаково яскраво в порівнянні з джерелом живлення на 10 В за умови збереження ідентичного струму.

Технічні характеристики

Необхідність придбання драйвера виникає, якщо було знайдено цікавий світильник без перетворювача струму. Інший варіант – створення джерела світла з нуля шляхом придбання кожного елемента окремо.

Перед покупкою перетворювача струму вивчіть три основні параметри:

вихідний ампераж;
робоча потужність;
вихідний вольтаж.

Вихідна напруга розраховується виходячи із схеми підключення до живлення та числа світлодіодів. Значення струму впливає на потужність і рівень свічення. Вихідного струму драйвера для led-діодів має бути достатньо для постійного та яскравого свічення.

Потужність виробу повинна бути вищою від сумарного значення всіх світлодіодів. Для розрахунку використовується формула P = P (led) × X, де

P(led) – потужність діода;
X – число діодів.

Для гарантії тривалої експлуатації драйвера потрібно орієнтуватися на запас потужності - купуйте перетворювачі номінальною потужністю на 20 - 30% вище за необхідне значення. Не забувайте про колірний фактор, безпосередньо пов'язаний з падінням напруги. Остання величина змінюється залежно від різних кольорів.

Термін придатності

Термін експлуатації драйвера дещо менший у порівнянні з оптичною складовою світлодіодного світильника – близько 30 000 годин. Це пов'язано з низкою причин: стрибками напруги, змінами температури, вологості та навантаженням на перетворювач.

Одне з вразливих місць - конденсатор, що згладжує, в якому з часом випаровується електроліт. У більшості випадків це відбувається при монтажі в приміщеннях з високою вологістю або підключення до мережі, де є стрибки напруги. Підхід спричинить підвищення пульсацій на виході пристрою, що негативно впливає на led-діоди.

Нерідко термін служби драйвера зменшується через часткове завантаження. Якщо використовується пристрій потужністю 200 Вт із зменшеним у два рази навантаженням (100 Вт), половина від номінального значення повернеться до мережі, що спричинить перевантаження та частіші збої живлення.

Види драйверів

Існують дві основні категорії перетворювачів струму для світлодіодів – лінійного та імпульсного типів. На лінійному устаткуванні вихід - генератор струму, що гарантує стабілізацію при будь-яких перепадах напруги. Компонент виконує плавне підстроювання без утворення електромагнітних хвиль високої частоти. Прості та дешеві вироби з ККД нижче 80 %, що обмежує область використання до світлодіодів та стрічок малої потужності.

Принцип дії імпульсних драйверів складніший - на виході утворюється серія імпульсів струму високої частоти.

Частота появи імпульсів струму завжди стала, але коефіцієнт заповнення може змінюватися в діапазоні 10 - 80%, що призводить до зміни значення вихідного струму. Компактні габарити та високий ККД (90 – 95 %) зумовили широке поширення імпульсних драйверів. Їх головний недолік - більше електромагнітних перешкод (порівняно з лінійними).

На вартості драйвера позначається наявність чи відсутність гальванічної розв'язки. В останньому випадку пристрій зазвичай дешевший, але надійність значно нижча через ймовірність ураження струмом.

Димований драйвер

Діммер – пристрій, що дозволяє регулювати яскравість джерел світла. Більшість драйверів підтримують цю функцію. З їх допомогою знижується інтенсивність освітлення у світлий час, розставляються акценти на певних предметах інтер'єру, виконується зонування кімнати. Все це надає можливість зниження витрат на електроенергію та збільшення ресурсу окремих компонентів.

Китайські драйвери

Дешеві та низькоякісні китайські драйвери характеризуються відсутністю корпусу. Розмір вихідного струму зазвичай вбирається у 700 мА. На тлі мінімальної вартості та (можливо) наявності гальванічної розв'язки недоліки виглядають значно серйознішими:

короткий термін експлуатації;
ненадійність – дешеві елементи для схем;
великі радіочастотні перешкоди;
численні пульсації;
слабкий захист від високої температури та підвищення/зниження напруги.

Як підібрати драйвер

Якщо хочете отримати якісний пристрій, який прослужить кілька років і виконуватиме необхідні функції, рекомендуємо уникати придбання дешевих китайських виробів. Не завжди фізичні параметри таких збігаються із заявленими значеннями. Не купуйте прилади, які не мають гарантійних талонов.

Найпростіший, середній за якістю та ціною варіант – перетворювач струму без корпусу, що підключається до промислової мережі напругою 220 В. Вибираючи ту чи іншу модифікацію пристрою, можна використовувати його для одного або кількох світлодіодів. Це відмінні елементи, що застосовуються у лабораторних дослідженнях та експериментах. Для квартири та будинку бажано купувати драйвери з корпусом, оскільки за його відсутності знижуються надійність та безпека експлуатації.

Готові мікросхеми перетворювачів струму для світлодіодних світильників

На ринку можна зустріти готові мікросхеми перетворення струму. Нижче розглянемо найпопулярніші з усіх:

Supertex HV9910 - імпульсний перетворювач зі струмом до 10 мА, що не підтримує розв'язку.
ON Semiconductor UC3845 - пристрій імпульсного типу, вихідний струм якого дорівнює 1А.
Texas Instruments UCC28810 – драйвер імпульсного типу з підтримкою розв'язки та вихідним струмом не більше 750 мА.
LM3404HV – відмінний варіант для живлення світлодіодів високої потужності. Роботу побудовано за принципом перетворювача резонансного типу. Для підтримки номінального струму використовується резонансний ланцюг, що складається з конденсатора та напівпровідникового діода Шоттки. При виборі опору RON можна задати необхідну частоту комутації.
Maxim MAX16800 – лінійний драйвер для малої напруги (12 В). Вихідний струм налічує трохи більше 350 мА. Дана схема драйвера для світлодіодної лампи – чудовий варіант для потужного led-діода або ліхтарика. Підтримується димування.

Самостійне складання перетворювача для світлодіодів 220 В

Розглянута схема нагадує блок живлення імпульсного типу. Наприклад візьмемо простий блок живлення імпульсного типу, який має гальванічної розв'язки. Головні переваги подібної схеми – простота та надійність.

При виборі методу дійте обережно, оскільки немає жодних обмежень щодо вихідного струму. Світлодіоди живляться від належних їм 1,5 - 2 А, але якщо по необережності торкнутися руками оголених проводів, значення струму зросте до десятків ампер і станеться сильний удар.

Найпростіша схема перетворювача струму на 220 містить три каскаду:

дільник напруги з ємнісним резистором;
кілька діодів (міст);
стабілізатор напруги.

У першому каскаді ємнісний резистор використовується для самостійної підзарядки конденсатора, що не має відношення до роботи самої схеми. Номінал не має значення і зазвичай становить від 100 кОм до 1 МОм за потужності не більше 1 Вт. З цією метою не можна вибирати електролітичний конденсатор.

Струм через конденсатор проходить доти, доки він повністю не зарядиться. Чим нижча ємність конденсатора, тим швидше завершиться процес. Конденсатор на 0,3 мкФ пропустить через себе меншу частину загальної напруги мережі.

Діодний міст використовується для трансформації змінної напруги на постійне. Після того, як конденсатор «відсіче» практично весь вольтаж, діодний міст видасть постійний струм з напругою 20 – 22 Ст.

На третьому каскаді встановлюють фільтр, що згладжує, для стабілізації напруги. Конденсатор та діодний міст зменшують напругу. Будь-які зміни напруги в мережі позначаються на вихідній амплітуді діодного мосту. Для зменшення пульсації паралельно до схеми підключають електролітичний конденсатор.

Самостійне складання перетворювача на 10 Ватт

Якщо хочете своїми руками збудувати мережний драйвер для живлення потужного світлодіода, скористайтесь електронними платами від зіпсованих економок. Найчастіше подібні світильники припиняють роботу саме через лампи, що перегоріли, хоча електронна плата продовжує функціонувати. Усі компоненти можуть застосовуватись для створення блоку живлення, драйвера та інших електротехнічних приладів. У процесі будуть потрібні конденсатори, діоди, транзистори та дроселі.

Розберіть ртутну лампу потужністю 20 Вт, що вийшла з ладу (підходить для драйвера на 10 Вт). У такому випадку гарантується, що дросель витримає навантаження. Зі збільшенням потреб потужності для мережного драйвера доведеться вибирати потужнішу економку або замість дроселя скористатися аналогом з величезним сердечником.

Виконайте 20 витків на обмотці та паяльником підключіть її до випрямляча (діодного мосту). Подайте напругу від промислової мережі 220 В та мультиметром виміряйте отримане значення на виході діодного мосту. При використанні інструкції вийде значення в районі 9 - 10 В. Світлодіодне джерело споживає 0,8 при номіналі 900 мА. Оскільки ви подаватимете струм зменшеного значення, зможете продовжити термін експлуатації led-діода.

Висновок

Незважаючи на простоту і надійність, світлодіоди більш складні і вимогливі, ніж інші джерела світла. Взяти самі джерела харчування. Наприклад, якщо перевищити потужність струму живлення люмінесцентної лампи на 15 - 25%, показники не погіршаться. У разі світлодіодів термін їх експлуатації знизиться у кілька разів. Наявність мережного драйвера гарантує подачу однакового вихідного струму незалежно від стрибків напруги мережі. Тому не варто економити на купівлі даних пристроїв.