Ремонт светодиодных ламп

236

Работа светодиодной лампы построена на свойствах некоторых материалов излучать свет при определенных условиях. Рабочий элемент лампы, светодиод – это полупроводниковое устройство, которое излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды светятся только при условии прохождения постоянного тока.

ремонт светодиодных ламп
Как работает светодиод:

Рассмотрим его работу на примере широко распространенного SMD-светодиода в корпусе 5730.

Его характеристики представлены в таблице:

таблица

ремонт светодиодных ламп
Пиковый прямой ток (IFPM) 260 мА
Прямой ток (IFM) 180 мА
Обратное напряжение (VR) 5 В
Рассеиваемая мощность (PD) 0,63 Вт
Угол рассеивания света 120°
Тип линзы светодиода Прозрачный
Рабочая температура (TOPR) -40°С – +85°С
Температура хранения (TSTG) -40°С – +100°С
Температура пайки (TSOL) 260°С

Если в двух словах описать его работу, можно сказать так:

светодиод преобразует электрический ток в световое излучение. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на диэлектрической основе, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Для повышения устойчивости светодиода, пространство между кристаллом и пластиковой линзой заполнено прозрачным силиконом. Алюминиевая основа предназначена для отвода избыточного тепла. Собственно, при нормальных условиях выделяется совсем небольшое количество тепла.

ремонт светодиодных ламп

Чем больше ток проходит через светодиод, тем ярче он светит. Однако, из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода, диод нагревается и при большом токе может сгореть – расплавятся соединительные проводники или будет прожжен сам полупроводник. Следовательно, для обеспечения требуемого значения напряжения, в лампе должен быть блок питания – драйвер, а также система отвода избыточного тепла – радиатор.
Рассмотрим устройство LED-лампы подробнее.

ремонт светодиодных ламп

Составляющие части светодиодной лампы:
1. Рассеиватель:
-рассеиватель устраняет неравномерности светового потока и слишком высокую яркость отдельных излучающих элементов. Он обеспечивает освещение под определенным углом (для бытовых ламп — угол рассеивания должен быть как можно больше).
2. Плата со светодиодами:
-плата на алюминиевой основе, на которой размещены светодиоды. При этом, количество светодиодов очень важно для теплообмена, следовательно, должно соответствовать конструкции лампы. Между платой и радиатором находится термопаста, которая способствует передаче тепла, которую раз в год необходимо менять.
3. Радиатор:
-качественный радиатор предназначен для того, чтобы эффективно отводить тепло от компонентов лампы и не давать светодиодам возможности перегреваться. Конструкция радиатора с ребрами позволяет эффективнее отводить и рассеивать избыток тепла.
4. Цоколь:
-вкручивается в патрон светильника и обеспечивает с ним надежный контакт. Изготовлен, как правило, из латуни с никелевым покрытием. Для защиты от пробивания электрическим током цоколь большинства LED-ламп имеет полимерную основу.
5. Драйвер:
-электронная схема, которая предназначена для преобразования переменного напряжения электросети в постоянный ток такого номинала, который необходим для работы светодиодов. Слишком большой ток приводит к деградации светодиодов, которые в итоге перегорают. Качественный драйвер обеспечивает стабильную работу лампы при прыжках сетевого напряжения, обеспечивает работу светодиодов без пульсаций. Схем драйверов LED-ламп довольно много.

ремонт светодиодных ламп

Ниже приведены лишь некоторые из них:

Драйверы бывают как простые, где напряжение ограничивается за счет резистора или конденсатора, так и более совершенные с использованием микросхем. Такой драйвер не только ограничивает напряжение, но и обеспечивает оптимальное энергопотребление, а также различные функции ограничения и защиты. Конечно, драйверы на микросхемах более современные и прогрессивные, но при этом более сложные в изготовлении, а это напрямую влияет на стоимость лампы.

Работа лампы и поиск неисправности:
Принцип работы светодиодной лампы достаточно прост: от электросети через контакты на драйвер подается переменный ток, там он выпрямляется и направляется на светодиоды, которые «превращают» его в свет. Избыток тепла отводится с помощью платы, на которой размещены светодиоды и радиатор.ремонт светодиодных ламп
Хотя на первый взгляд LED-лампы разные, они имеют одинаковую конструкцию и сделаны по одним принципам схемотехники. Поэтому, если разобраться в их работе и отремонтировать одну лампу, каждый последующий ремонт будет легче.
В большинстве современных ламп — источником света являются SMD-светодиоды, которые соединены последовательно.

Схема соединения показана на рисунке.
Поэтому, выход из строя одного из них приводит к тому, что и другие тоже работать не будут. Наиболее распространенная неисправность ламп — именно перегорание светодиодов. Чаще всего — одного из них. Крайне редко случаются ситуации, когда из строя выходят сразу несколько светодиодов.
Перегореть светодиоды могут по разным причинам. Это может быть использование компонентов низкого качества, отсутствие стабилизации по току, перегрева светодиодов, скачки напряжения в электросети. При этом некоторые производители сразу перегружают светодиоды, чтобы заинтересовать покупателя высокой яркостью лампы небольшого размера.ремонт светодиодных ламп
Но какой бы ни была причина поломки, в большинстве случаев восстановить работу светодиодной лампы возможно. Более того, такой ремонт под силу выполнить даже начинающим радиолюбителям. А расходы будут значительно меньше, чем стоимость новой лампы.
Для выяснения причины необходимо разобрать лампу – снять рассеиватель и добраться середины лампы. Рассеиватель может быть приклеен к корпусу, поэтому нужно аккуратно (например, тонкой отверткой) отсоединить его от корпуса. Исключением являются лампы со стеклянным рассеивателем. Такие лампы зачастую не подлежат ремонту.
В рассеивателе размещена плата со светодиодами. В качественных лампах на ней установлены только светодиоды. Плата, на которой размещены еще и другие компоненты, будет быстрее перегреваться, а компоненты будут выходить из строя.
Следующий шаг – это визуальный осмотр платы. Определить светодиод, который перегорел, в большинстве случаев можно визуально – на нем четко видно черную точку, или следы от выгорания.
Но в некоторых случаях светодиод может выглядеть неповрежденным. Провести проверку и выявить неисправность светодиода можно с помощью мультиметра. Большинство современных мультиметров имеют функцию тестирования диодов. Порядок проверки следующий: замыкаем красный щуп на анод светодиода, а черный на катод. Хороший светодиод загорается. При изменении полярности щупов — на дисплее мультиметра будет только цифра «1», диод светиться не будет. Нерабочий светодиод при проверке также не светится.

Как заменить светодиод в LED-лампе:
Теперь, когда определён неисправный светодиод, нужно его заменить. Светодиод припаян к плате. В то же время, перегревание является критическим в его работе. В технической спецификации светодиодов указаны рекомендации по пайке. Например, для SMD-светодиода 5730, который широко используется благодаря хорошему соотношению размеров, мощности и светового потока — температура пайки 260°С (в течение не более двух секунд).
Если конструкция лампы позволяет, плату надо снять с радиатора, отпаять контакты драйвера, и уже после этого приступать к замене светодиода. Плату удобно закрепить на держателе (так мы освобождаем обе руки) и, опять же, если конструкция лампы позволяет, прогреть термофеном снизу. Температуру при этом задать не очень высокую, в пределах 100 ÷ 150°С, чтобы не повредить «живые» светодиоды.
Снимать с платы старый светодиод удобнее термопинцетом, который одновременно прогревает оба вывода. Или можно делать это изготовленным собственноручно его упрощённым аналогом – скрученным медным проводником, который разогревается от жала паяльника.

ремонт светодиодных ламп
На место неисправного нужно установить новый светодиод такого же типа. Маркировка светодиодов, как правило, обозначена на плате лампы. При установке нужно соблюдать полярность.
Существует и другой, на первый взгляд более простой способ ремонта – на место неисправного светодиода запаять перемычку, то есть, замкнуть контактные площадки, к которым был подсоединён старый светодиод. Выглядеть это будет примерно так:

ремонт светодиодных ламп
Если на плате много светодиодов и все они включены последовательно, отсутствие одного не будет существенно влиять на работу других. Однако напряжение на рабочих диодах увеличится и вероятность того, что они будут выходить из строя, достаточно высока. Это не касается качественных ламп, драйвер которых задает необходимый ток и будет уменьшать напряжение до уровня, безопасного для работы светодиодов.

Нравится схема? Поделитесь с другом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

10 + одиннадцать =