Ремонт светодиодных led ламп электрические схемы

Ремонтируем светодиодную лампу на 220В своими руками

Если лампы накаливания считаются неремонтопригодными, а в компактных люминесцентных светильниках можно восстановить только работу электронного балласта, то в светодиодной лампе можно отремонтировать абсолютно всё. Главное – выявить неисправную деталь и найти ей достойную замену. О ремонте светодиодных лампочек и пойдет речь в данной статье.

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. Ко второй – дешевые изделия китайского производства без системы охлаждения, собранные с применением R-C-преобразователя напряжения. Об этом подробно рассказывалось в данной статье.

Ниже разберем все причины поломок лампочек из обеих категорий и расскажем, как отремонтировать неработающую LED лампу.

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.

Причины поломки

Несмотря на стремительно растущий ассортимент светодиодных ламп на 220В, их внутреннее устройство основано на общих принципах схемотехники. Визуальные конструктивные и схемные отличия носят исключительно экономический характер. Поэтому восстановив работоспособность одной лампы, ремонт каждой последующей будет проходить быстрее. Особенно это правило работает с дешёвыми китайскими светодиодными лампочками.

Конечно отличия между светодиодными лампами присутствуют. С них и начнём. Первое – это количество светодиодов в лампе. Оно зависит от мощности LED-лампы и типа самих светодиодов. В лампах и светодиодных светильниках первого поколения устанавливали светодиоды с линзой, сейчас же всё базируется на SMD элементах. Часто на плате размещают не более 10 одноваттных светодиодов, реже встречаются модели, внутри которых находятся около 50 светодиодов малой мощности. В любом случае все они соединены между собой последовательно. Это означает, что при выходе из строя одного светодиода, остальные перестают светиться. Почему светодиоды с заявленным сроком службы 30 тыс. ч. так быстро умирают? Причин несколько: использование элементной базы низкого качества, отсутствие стабилизации по току, перегрев кристалла, скачки сетевого напряжения. Некоторые производители изначально «перегружают» светодиоды, чтобы произвести впечатление на покупателя высокой яркостью от миниатюрного светодиодного светильника.

Ремонт

Какой бы ни была причина поломки, отремонтировать светодиодную лампу можно. Но чтобы выяснить причину поломки необходимо добраться до ее начинки. Разборка светодиодной лампы начинается со снятия рассеивателя. Он либо посажен на корпус с помощью герметика, либо держится на защелке. Если рассеиватель вращается отдельно от корпуса, то его легко снять путём надавливания. Если он приклеен, то вскрывается корпус с помощью тонкой отвертки. Исключением являются LED-лампочки со стеклянной колбой. Как правило, разобрать светодиодную лампу такого образца без повреждения колбы сложно, поэтому в большинстве случаев они неремонтопригодны.

Замена светодиодов

Разобравшись с колбой, переходим к внимательному рассмотрению печатной платы. В идеале (в фирменных образцах) на ней расположены только SMD светодиоды. Хуже, если рядом с ними есть другие планарные элементы, а с обратной стороны запаяны конденсаторы. В таком исполнении плата быстро перегревается и одна из деталей выходит из строя. Определить неисправный светодиод просто. Он или частично почернел или под люминофором появилась маленькая чёрная точка. В любом случае оставшиеся кристаллы нужно проверить мультиметром. В режиме прозвонки исправные светодиоды будут слегка светиться. Сгоревший элемент нужно заменить на аналогичный рабочий. Как правило, на плате указана модель установленных smd led. Замену лучше производить при помощи паяльной станции или промышленного фена.

Существует и другой способ ремонта. Если на плате много мелких светодиодов (около 60 штук), то отсутствие одного сильно не повлияет на работу оставшихся. Поэтому вместо перегоревшего элемента можно запаять перемычку в виде тонкого проводка.

Ремонт драйвера

Если при тестировании все светодиоды оказались рабочими, то придётся искать неисправность в драйвере. В дорогих и некоторых бюджетных вариантах драйвер выполнен в виде отдельной платы и находится в цокольной части. Как правило, ремонт led драйвера начинается со снятия платы со светодиодами либо с разборки металлического цоколя лампы. Дальнейшие действия по ремонту не имеет точной инструкции, так как у каждого производителя схема светодиодной лампы своя. Придётся действовать исходя из особенности конструкции. Элементная база драйвера в разных лампах может сильно отличаться. Тем не менее основные детали можно диагностировать самостоятельно. С помощью мультиметра проверяем на отсутствие короткого замыкания выводы диодов и транзисторов, сравниваем номиналы резисторов.

Конденсаторы в неудовлетворительном состоянии лучше заменить на такие же новые. Если в схеме присутствует специализированная микросхема (интегральный драйвер), то нужно скачать её описание (даташит). Затем замерить напряжение на её выходе и сделать вывод о работоспособности.

В дешёвых лампочках, собранных по так называемому китайскому стандарту, все детали источника напряжения размещены на одной плате со светодиодами. Принципиальная схема такого псевдодрайвера очень проста, а его ремонт сводится к замене одного из конденсаторов.

Потеря ёмкости конденсатора является причиной мерцания светодиодной лампы.

Неисправный электролитический конденсатор визуально сверху вздут. Починить эту неисправность можно только заменой компонента. Рекомендуется использовать конденсатор ёмкостью не меньше чем 4,7 мкФ и напряжением 400В с максимальной рабочей температурой 105°C. Компонент с большей ёмкостью не поместится. Неисправность неполярного конденсатора может быть наглядно не видна. Поэтому определять её лучше экспериментально. Для этого мультиметром измеряют переменное напряжение на входе диодного моста и постоянное напряжение – на выходе.

Гораздо реже в недорогой светодиодной лампочки выходит из строя диодный мост и токоограничивающий резистор. Их пригодность легко проверяется без выпаивания. Номинал резистора должен соответствовать маркировке на его корпусе, а выводы диодного моста не должны звониться накоротко.

Прочие неисправности

Кроме стандартного набора поломок, есть вероятность столкнуться с нестандартными неисправностями. Например, так называемый эффект холодной пайки. Это когда визуально все элементы запаяны, а на самом деле один из контактов на плате имеет микротрещину, возникшую от некачественной пайки или перегрева. Опытные мастера всегда пропаивают сомнительные контакты, а также выводы элементов, которые в процессе работы сильно нагреваются.

Стоит отметить, что китайские лампочки славятся некачественной сборкой. В результате все элементы схемы могут быть рабочими, но светодиоды не зажигаются. Как правило, в этом случае ремонт led лампы сводится к внимательному осмотру всей конструкции и поиску отпавшего провода. Иногда в процессе сборки под корпусом остаются кусочки проводов или выводов от резисторов, которые становятся причиной короткого замыкания.

Ремонт светодиодной лампы своими руками – занятие несложное и под силу даже начинающим радиолюбителям. Стоит учесть, что какова бы ни была причина поломки, ремонт обойдется намного дешевле, чем покупка новой лампочки.

Источник

Ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками за 4 шага: инструкция для домашнего мастера

Современные Led светильники прочно входят в наш быт, позволяют значительно снижать потребление электроэнергии, но, в силу разных обстоятельств, периодически выходят из строя.

Поэтому простой ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками в домашних условиях является актуальной задачей для любого умельца.

В статье я показываю поэтапный порядок его выполнения за 4 шага, доступных мастеру с начальными навыками электрика.

Чтобы отремонтировать неисправный Led светильник домашнему мастеру потребуется:

1. оценить его конструкцию;
2. выявить неисправность;
3. заменить отказавшую деталь.

Эта простая последовательность действий служит базой последующего описания.

Как конструкция светодиодной лампы 220 В влияет на ее ремонт: 3 важных особенности

Здесь важно четко понимать процессы, сопровождающие преобразование электрической энергии в световой поток, которые заложены в устройство светильника.

2 технологии создания светового потока источником света: 2 подхода к ремонту Led ламп

Все лед светильники на 220 В условно можно разделить на 2 класса, использующие:

• обычные твердотельные кристаллы на светодиодах DIP, SMD или COB типа;

• светоизлучающие нитевидные элементы типа «Filament», выполненные из большого количества последовательных цепочек светодиодных кристаллов.

Они обладают общими конструкторскими решениями:

• выполнены под единый стандартизированный тип цоколя, обычно Е 27 или Е14;

• имеют однотипную систему подключения полупроводниковых переходов к сети 220 вольт через упрощенный блок питания или драйвер.

Однако филаментная лампа имеет более сложное устройство:

• у нее цепочки светодиодных кристаллов собраны единой нитью, закрытой в стеклянной колбе с покрытием люминофора, корректирующим качество светодиодного освещения;
• филаментные нити так сориентированы в пространстве, что свет от источника излучается равномерно во все стороны, как у лампочки Ильича;
• вся осветительная конструкция помещена в герметично закрытый стеклянный корпус и заполнена гелием, улучшающим отвод тепла от полупроводниковых элементов;
• мощность одной нити подобрана так, что составляет 1 ватт. Это позволяет визуально оценивать потребление филаментного источника по их количеству.

По этому вопросу существует другое техническое обоснование.

Альтернативное мнение: лампа Филамент, включенная без колбы, обеспечивает работу светодиодов с открытым внутренним пространством, обеспечивающим их охлаждение за счет естественной циркуляции воздуха.

Этот прием вполне можно использовать для источников света, расположенных в сухих помещениях, недоступных для случайного прикосновения человека. Впрочем, выбор вы можете сделать самостоятельно.

Когда какой-то кристалл нити филамента повреждается, то вся цепочка выходит из строя. Ее надо полностью заменять. Других вариантов ремонта нет, как и запчастей в продаже. Поэтому такие дефектные лампочки вначале накапливают, а затем собирают одну исправную из нескольких поврежденных.

С приведенной особенностью ремонта лед ламп с филаментовыми нитями приходится мириться. У домашнего мастера нет технических возможностей обойти эту проблему.

Почему при ремонте Led светильника 220 В необходимо учитывать температурные условия его эксплуатации

Обратите внимание на то, что нагрев полупроводниковых переходов развивается комплексным действием трех факторов:

1. протеканием тока через цепочки светодиодов;
2. нагревом драйвера;
3. условиями внешней среды, когда светильник расположен в ограниченном пространстве с ухудшенными условиями теплоотвода.

Обычно последние два компонента являются основными причинами возникновения неисправностей. Их обязательно учтите.

Возрастание значения прямого тока через любой светодиод не только повышает световой поток источника, но и увеличивает тепловые потери, которые постепенно отклоняют реальную характеристику от идеальной прямой линии, ухудшая ее.

Нагрев же конструкции полупроводникового перехода значительно снижает общий ресурс светильника.

Чтобы предотвратить повышенный нагрев полупроводников, производители добавляют в конструкцию внутреннего теплоотвода внешние радиаторы охлаждения, которые дополнительно забирают повышенную температуру и рассеивают ее в атмосферу.

При ремонте поврежденных лед светильников необходимо обращать внимание на условия работы, которым они подвергались при эксплуатации. Вполне вероятно, что их учет позволит создать более совершенную конструкцию или продлить ресурс восстановленного источника.

Например, можно усилить внешний радиатор, сделать ему принудительную или естественную вентиляцию, что актуально для led ламп, встроенных в подвесные или натяжные потолки.

Ведь когда комфортная для человека температура на уровне пола достигает порядка +20 градусов, то в верхнем замкнутом пространстве она уже может вырасти до +30.

Если же эту лампочку поместить под навесом на улице, то зимний морозец в -30 на открытом воздухе сам создаст идеальные условия для ее охлаждения.

Что надо знать про конструкцию драйвера для светодиодной и филаментной лампы 220 вольт при ее ремонте

Основная трудность, с которой сталкиваются производители — это ограниченный объем места, в котором необходимо вместить драйвер или блок питания светодиодов.

По этой причине они вынуждены:

• применять упрощенные малогабаритные блоки питания типа ASD JCDR 5,5W GUS.3, собранные на отдельной плате;

• или создавать дополнительную пластиковую вставку внутри колбы около цоколя и монтировать в этом увеличенном пространстве более совершенный драйвер. Один из вариантов его исполнения показываю ниже.

Как видите, схема драйвера, встроенного внутрь лед лампы 220 В, может значительно отличаться у каждой модели. Самый простой вариант имеет в своем составе:

1. резистивно-емкостной делитель напряжения, который, кстати, выделяет дополнительное тепло при прохождении тока по активному сопротивлению;
2. диодный мост;
3. сглаживающий пульсации напряжения конденсатор;
4. токоограничивающий резистор.

Это самая проблемная схема для Led ламп не только потому, что она нагревает полупроводниковые переходы, но еще и не обеспечивает стабилизацию тока в них.

А они очень чувствительны даже к незначительным колебаниям напряжения.

Поэтому качественный драйвер создается со встроенной схемой стабилизации тока.

Как выполнить ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками за 5 шагов: подробная инструкция в картинках

Для работы потребуется не хитрый инструмент домашнего мастера:

• нож электрика, который можно заменить даже канцелярским;
• паяльник электрический с набором для пайки;
• мультиметр цифровой или даже старенький тестер;
• небольшой набор электронных компонентов. Их вполне можно взять из других перегоревших led ламп аналогичной конструкции.

Шаг №1. Особенности вскрытия корпуса и внутреннего осмотра схемы

Любая лампочка имеет защитный кожух, изолирующий электрические детали от внешней среды, предотвращающий их повреждение. Для ремонта его необходимо вскрыть без разрушения, чтобы иметь возможность восстановления работоспособности.

Корпуса светодиодных ламп чаще всего выполняются из пластика. Хотя встречается стеклянная колба, что характерно не только для ламп Филамент. Тонкое стекло хрупкое, а в разбитом состоянии оно очень опасно: можно порезаться.

Как разобрать колбу из пластика

Вариантов сборки пластиковой конструкции довольно много. Корпус собирается из нескольких съемных частей и может крепиться:

• защелками;
• клеем типа силиконового;
• комбинированным способом.

Перед началом разборки его просто надо внимательно осмотреть и прощупать руками места стыковок. Мне рекомендовали их прогревать феном: клей разрушается, позволяя легко отсоединять детали.

Но я этот способ не стал проверять. Допускаю, что нагрев может повредить некачественный пластик. Тогда корпус будет безвозвратно поврежден.

Места стыков следует аккуратно прорезать тонким лезвием острого ножа. Хорошо подходит обычный канцелярский, предназначенный для реза бумаги.

Располагать его надо по линии стыка. Избегать сильных нажатий. Пальцы держать в стороне.

После нескольких прорезов рекомендую осматривать состояние стыка.

Металлическую деталь с цоколя можно снять с помощью любого электрического патрона. Лампа вкручивается в него, а затем движениями рук вытягивается металлическая вкладка из пластикового основания.

Однако надо учитывать, что там припаяны провода, подающие напряжение питания 220 вольт к драйверу питания.

Удаленный второй контакт лампочки также можно подклинить ножом и отсоединить колпачок. На нем тоже с обратной стороны припаян провод.

Вместо ножа удобно использовать инструмент стоматолога или сделать острый крючок. Им процарапывают стык склеенных деталей на небольшую глубину порядка двух миллиметров. Затем царапину углубляют по кругу несколько раз.

Периодически проверяют возможность разъединения деталей руками.

Обращайте внимание на способ крепления электронной платы с драйвером питания и светодиодами. Она тоже может быть приклеена силиконовым клеем, который будет мешать дальнейшей разборке. Его тоже следует удалить.

Как разобрать корпус из стекла

Попытки откручивания цоколя с помощью пассатиж, когда колба зафиксирована защитным покрытием в руке, обычно заканчиваются раздавливанием стекла и повреждением корпуса, который уже не подлежит восстановлению.

Относительно аккуратно можно срезать основание цоколя около пластиковой вставки фрезой бормашинки. Но, необходимо принять меры безопасности от получения травм стеклянной пылью.

Этот метод эффективнее, чем традиционный молоток или обмотка колбы толстой ниткой с керосином, последующим поджиганием, а затем резким охлаждением водой: стекло может лопнуть не в запланированном направлении.

Фреза позволяет сделать ровный срез, который обеспечит склейку колбы после ремонта.

Шаг №2. Как проверить целостность светодиодной сборки

По старой привычке некоторые мастера путают обычные светодиоды DIP типа и модули SMD.

Разница в том, что для современных осветительных приборов выпускаются готовые матрицы с несколькими полупроводниковыми кристаллами, чаще всего тремя и одним общим токоограничивающим резистором, а в светодиодных лентах они подключаются индивидуально.

Старые светодиоды DIP типа достаточно прозванивать мультиметром в режиме омметра или прозвонки.

Проверка SMD матрицы

Схема включения такого SMD модуля тоже имеет два внешних контакта.

К внутренним точкам коммутации доступа нет. Если пытаться зажечь эти светодиоды от цифрового мультиметра, то его выходного напряжения 2-3 вольта просто не хватит для проведения качественной проверки.

Поэтому такую работу выполняют батарейкой «Крона» или блоком питания с выходным напряжением 9-12 В.

Касаться выводов каждого SMD проводами от батарейки необходимо кратковременно, только для выявления момента начала вспышки: ток свечения ничем не контролируется. Не забывайте проверять полярность подключения.

Неисправный SMD модуль нужно заменить другим, который можно взять с аналогичной дефектной лампы, выбранной для разборки.

В сети интернет встречаются рекомендации по шунтированию выводов перегоревшего светодиода. Тогда свечение восстанавливается. Но, общее сопротивление цепочки полупроводниковых переходов при этом уменьшается, что увеличивает нагрузку на драйвер и ток через все полупроводники.

Когда он не справляется с возросшей мощностью, то повышенный ток снижает ресурс всей схемы. Эту особенность надо учитывать. Поэтому рекомендую избегать таких ситуаций или впаивать простые диоды с похожими электрическими характеристиками.

Светодиодная матрица сборки по технологии COB

Здесь используется принцип размещения внутри тела одной матрицы на объединенной подложке довольно большого числа полупроводниковых кристаллов. Их сверху покрывают общим слоем люминофора, улучшающим оптические характеристики.

Проверку исправности светодиодов типа COB лучше проводить питанием от стандартного драйвера.

Аналогичным образом проверяют исправность филаментных нитей ламп Filament.

Шаг №3. Оценка технического состояния и ремонт драйвера питания

Стабильное свечение SMD модулей создает только хорошо стабилизированный ток без пульсаций. Его сглаживают на всех блоках питания полярные электролитические конденсаторы.

Они имеют один существенный недостаток: при нагреве и длительной эксплуатации электролит внутри них высыхает, что приводит к потере емкости, нарушению режима работы.

При внутреннем осмотре схемы всегда визуально оценивайте строгость геометрической формы электролитов. Показываю такой дефект конденсатора на фотографии импульсного блока питания.

Малейшие отклонения от идеального состояния свидетельствуют о его неисправностях.

У проблемных драйверов рекомендую всегда замерять емкость сглаживающих конденсаторов цифровым мультиметром.

При наличии свободного места на корпусе электролит лучше заменить более емким. Тогда риск его будущего повреждения значительно снижается.

Резистор RC делителя напряжения тоже станет лучше работать с сопротивлением такого же номинала, но повышенной мощности — возникнет меньшее выделение тепла.

Выходные параметры блоков питания необходимо оценивать электрическими замерами на рабочем режиме под нагрузкой, а не на холостом ходу.

Драйверы с трансформаторами на вторичной стороне обмотки имеют менее опасное напряжение.

Нанесение тонкого ровного слоя термопасты между соприкасающимися составными частями радиатора охлаждения снижает нагрев, улучшает теплоотвод.

Шаг №4: Проверка оптических и электрических характеристик: о вреде пульсаций и перенапряжений

Самый вредный для здоровья параметр светодиодных ламп сети 220 вольт: пульсации света

Занимаясь ремонтом важно заботиться о конечной цели восстановления рабочих характеристик, учитывать влияние освещения на глаза человека, создавать наилучшие условия зрению.

Очень многие лед светильники, особенно бюджетных моделей, обладают вредными пульсациями, а то и мигают во включенном состоянии.

Проверить этот параметр в домашних условиях можно визуально или с помощью цифрового фотоаппарата, который сейчас встроен практически в каждый смартфон или мобильный телефон.

Вредные для глаза пульсации будут заметны. Для более точного их определения существуют специальные измерительные приборы.

Светодиодные лампы с излишними пульсациями после ремонта нельзя вводить в эксплуатацию. Их конструкцию необходимо дорабатывать за счет модернизации драйвера питания.

Как защитить светодиодную лампу от перенапряжений при аварийных режимах

Рекомендую обратить внимание на этот вопрос, ибо светодиоды очень чувствительны к повышению напряжения и могут быстро выйти из строя. Особенно актуально это требование для дешевых блоков питания.

Они просто не могут содержать все элементы, обеспечивающие качество работы импульсных блоков питания.

Снизить долю риска повреждения полупроводниковых переходов позволяет модульная защита, устанавливаемая в любом месте перед светильником.

Конденсатор, варистор и резистор — вот и все детали, которые потребуются для сборки такого модуля.

Заканчивая материал, подчеркиваю: прекрасно понимаю, что цена на светодиодные лампы сейчас уже не такая высокая, как раньше. Кому-то проще пойти в магазин, купить новую лампочку взамен сгоревшей и не мучиться с ремонтом.

Тем более, что филаментная лампа белорусского производства обладает хорошим качеством, светит равномерно во все стороны также, как с нитью накаливания, а по цене практически не отличается от Led ламп, продаваемых из Китая.

Однако всегда есть умельцы, желающие делать все самостоятельно. Я описал ремонт светодиодных ламп 220 В своими руками для тех людей, которые ищут информацию по этому вопросу и желают его выполнить.

Эту же тему хорошо излагает владелец видеоролика ElENBlog

Рекомендую его посмотреть и напоминаю, что у вас сейчас благоприятное время для того, чтобы задать вопрос или прокомментировать статью.

Источник