Ремонт светодиодных мощных прожекторов

Одним из современных видов светодиодных источников света для уличного освещения является светодиодный прожектор.

Электрическая схема светодиодного прожектора принципиально не отличается от схемы светодиодной лампы. Основное отличие заключается в их конструкции, так как требуется обеспечить работоспособность в широком диапазоне температур в условиях осадков. Поэтому ремонт прожекторов своими руками мало чем отличается от ремонта светодиодных ламп и даже проще, так как не возникает трудностей при разборке. Для получения доступа к драйверу и светодиодам прожектора достаточно отвинтить всего несколько винтов.

На фотографии приведена типовая электрическая схема драйвера светодиодного прожектора. Принцип работы схемы любого драйвера прожектора одинаковый.

Напряжение из сети 220в. подается на вход драйвера через предохранитель F1, фильтруется с помощью LС элементов и выпрямляется диодным мостом. Далее сглаживается электролитическим конденсатором С13. На выводах конденсатора имеется постоянное напряжение — около 280 В.

С конденсатора C13 напряжение подается через токоограничивающие резисторы на стабилитрон D12 и вывод 6 микросхемы. Стабилитрон обеспечивает питание микросхемы напряжением 9 В, которое является опорным для работы драйвера в целом. С конденсатора C13 напряжение поступает так же через обмотку трансформатора Т1.1 на вывод полевого транзистора Q1 работающего в ключевом режиме.

Работает драйвер следующим образом. С вывода 5 микросхемы на затвор транзистора Q1 поступают высокочастотные импульсы, благодаря которым сопротивление между его стоком и истоком становиться близким к нулю. В этот момент через первичную обмотку трансформатора проходит ток, благодаря которому на вторичной обмотке появляется напряжение. Оно выпрямляется быстродействующим диодом SF28 и сглаживается электролитическим конденсатором SC1. Величина тока, протекающего через LED матрицу, определяется величиной сопротивления резисторов, установленных с 3 вывода микросхемы на общий провод.

Наиболее часто выходят из строя – электролитические конденсаторы (их легко определить по внешнему виду — вздуты), диоды мостового выпрямителя, полевой транзистор, высокочастотный диод и стабилитрон (в случае его обрыва выходит из строя микросхема).

Почему перегорела светодиодная матрица в прожекторе?

Обычно они выходят из строя из-за перегрева. Решил разобраться, почему в данном прожекторе, не смотря на толстостенный дюралюминиевый корпус, являющийся одновременно и радиатором, перегорела светодиодная матрица.

Первое, что бросается в глаза, это крепление матрицы с помощью двух винтов, а не четырех, что предусмотрено ее конструкцией. Головки винтов были конической формы, что могло привести при сильном закручивании винтов к деформации подложки матрицы. Бывают случаи, что есть все 4 винта, только не зажаты как следует.

Причина выгорания светодиодной матрицы стала очевидной после осмотра ее обратной стороны. Участок подложки, противоположный прогоревшему участку со светодиодами не был покрыт теплопроводящей пастой, хотя паста на корпусе прожектора была нанесена равномерно.

Обычно участок радиатора, к которому прижимается тепловыделяющий элемент, шлифуется. В прожекторе это правило нарушено вдвойне, так как площадь корпуса, к которой прижимается светодиодная матрица, не шлифована, и еще окрашена краской типа шагрень, что существенно снижает отвод тепла с матрицы.

Исходя из выше сказанного, можно сделать заключение, что светодиодная матрица вышла из строя из-за перегрева по причине плохого ее прижима к корпусу прожектора при сборке.

Перед установкой матрицы в корпус прожектора, место ее контакта нужно обработать наждачной бумагой до блеска алюминия и нанести свежую термопасту.

Причины неисправности прожектора:

Зачастую поломка светодиодного фонаря происходит из-за перегрева матрицы. Перегрев влечет за собой сгорание предохранителей. Таким образом, косвенными причинами, приводящими к дисфункции прибора, считаются:

• короткое замыкание;
• подключение сверхтоков;
• перенапряжение;
• подключение к неправильной сети;
• несоблюдение схемы подключения устройства.

Рассмотрим, как образуется дефект матрицы более подробно. Матрица—это устройство, работающее при помощи кристаллов. Их, как правило, насчитываются десятки, и в случае выхода из строя трех или пяти кристаллов, приспособление продолжает работать в прежнем режиме. Полное сгорание матрицы требует вмешательства. В таких ситуациях идеально провести полную замену матрицы.

Важно! В процессе ремонтных работ следует дополнительно заизолировать проводники прожектора.

Также, практически во всех случаях происходит отказ светодиодных источников от работы исключительно из-за неисправности драйверов, которые питают кристаллическую поверхность прожектора. Если ваше устройство пришло в негодность в процессе гарантийного периода, в торговой точке, вам должны оказать помощь и сделать замену приспособления бесплатно. В противном случае, прибегать к ремонту придется самостоятельно либо оплачивать специалистам.

Ремонт прожектора своими руками
Прежде чем приступить к ремонтным работам, следует обзавестись необходимым инструментом, а также уточнить причину неисправности светодиодных прожекторов и их устранение провести должным образом.

Частыми претендентами на ремонт считаются светодиодные устройства китайского производства с общей мощностью 10 Ватт, следовательно, рассмотрим устранение проблем на примере такого прибора. Ознакомимся с алгоритмом действий:

Открепляем крышку корпуса прибора, чтобы добраться к внутреннему механизму.
Снимаем стеклянную защиту и рассеиватель света.
Отпаиваем светодиодный источник от матрицы.
Припаиваем его же к новой работоспособной кристаллической панели.
Закрепляем каждый болт, проверяем прожектор мультиметром. Если прозвонка показывает рабочее положение, значит, крепим фонарь на свое место и наслаждаемся дальнейшей его работой.

Важно знать! Перед установкой новой матрицы необходимо соблюсти полярность.

Обращаем внимание новичков, после устранения неисправности, следует действовать в обратном порядке. Кроме того, есть возможность выяснить сбои в работе по следующим признакам:

• мерцание лампочки;
• тусклое горение;
• смена оттенков светодиода;
• деформация проводов и нарушение изоляции.

Как работает прожектор?
Прибор работает благодаря совместной работе нескольких установленных систем: оптики, источников питания, драйверов и теплоотводящих элементов. Внутри корпуса находятся светодиоды и маленькие электронные элементы. Источник питания приводит напряжение к светодиодному элементу, который преобразовывает ток в световые лучи, за счет чего происходит свечение прожектора. Вот такая вот физика!

Внимание! Нельзя вскрывать герметичный корпус светодиодного прожектора без надобности.

Проверяем драйвер:
Напоминаю, что слово “драйвер” – это маркетинговый ход для обозначения источника питания, предназначенного под конкретную матрицу с определенным током и мощностью.

Для того, чтобы проверить драйвер без светодиода (вхолостую, без нагрузки), достаточно просто подать на его вход 220В. На выходе должно появиться постоянное напряжение, по значению чуть большее, чем верхний предел, указанный на блоке.

Например, если на блоке драйвера указан диапазон 28-38 В, то при включении его вхолостую напряжение на выходе будет примерно 40В. Это объясняется принципом работы схемы – для поддержания тока в заданном диапазоне ±5% при увеличении сопротивления нагрузки (вхолостую = бесконечность) напряжение тоже должно увеличиваться. Естественно, не до бесконечности, а до некоторого верхнего предела.

Однако, этот способ проверки не позволяет судить об исправности светодиодного драйвера на 100%.

Дело в том, что встречаются исправные блоки, которые при включении вхолостую, без нагрузки, или вообще не запустятся, или будут выдавать непонятно что.

Предлагается подключить к выходу светодиодного драйвера нагрузочный резистор, чтобы обеспечить ему нужный режим работы. Как подобрать резистор – по закону дядюшки Ома, глядя на то, что написано на драйвере.

Например, если написано Output 23-35 VDC 600 mA, то сопротивление резистора будет от 23/0,6=38 Ом до 35/0,6=58 Ом. Выбираем из ряда сопротивлений: 39, 43, 47, 51, 56 Ом. Мощность должна быть соответственная. Но если взять 5 Вт, то на несколько секунд для проверки его хватит.

Внимание! Выход драйвера, как правило, гальванически развязан от сети 220В. Однако, следует быть осторожным – в дешевых схемах трансформатора может не быть!

Если при подключении нужного резистора напряжение на выходе – в указанных пределах, делаем вывод, что светодиодный драйвер исправен.

Хотя, часто бывают такие случаи, что на выходе питание завышено, но пишется 30-36 вольт. На самом деле при измерении показал мультиметр аж 46 вольт. Естественно, эти матрицы китайские перегреваются и долго не живут. В этом случае, нам нужно «сбить температуру» матрицы или иными словами-уменьшить ток на выходе с драйвера. Что нужно для этого? Посмотрите на схему драйвера вверху, внизу справа, на истоке полевого транзистора спаралелены три резистора на сопротивление 0,36 Ом. Так вот, это сопротивление нужно будет уменьшить, чтоб снизить нагрузку на стоке транзистора. Добиться напряжения при подключенной матрице — 32-36 вольт. Таким вот не хитрым способом можно увеличить срок службы прожекторов.

Проверяем светодиодную матрицу:
Для проверки можно использовать лабораторный блок питания. Подаем напряжение заведомо меньшее, чем номинал. Контролируем ток. Светодиодная матрица должна загореться.

Контролируем ток дальше и аккуратно повышаем напряжение так, чтобы ток достиг номинала. Матрица будет гореть полной яркостью. Она на 100% исправна.

Что делать, если мощность светодиодного модуля неизвестна?
Бывают ситуации, когда имеется светодиодный чип, но его мощность, ток и напряжение неизвестны. Соответственно, его затруднительно купить, а если он исправен, то непонятно, как подобрать адаптер.

Для меня это было большой проблемой, пока я не разобрался. Делюсь с вами, как по внешнему виды светодиодной сборки определить, на какое она напряжение, мощность и ток.

Дало в том, что в светодиодных матрицах прожекторов используются диоды мощностью 1 Вт. Ток таких диодов равен 300…330 мА. Естественно, всё это примерно, в пределах погрешности, но на практике работает точно.

В данной матрице 9 диодов включены последовательно, ток у них один (300 мА), а напряжение 3 Вольта. В итоге, общее напряжение 3х9=27 Вольт. Для таких матриц нужен драйвер с током 300 мА, напряжением примерно 27В (обычно от 20 до 36В). Мощность одного такого диода, как я говорил, около 9 Вт, но в маркетинговых целях этот прожектор будет на мощность 10 Вт.

Пример 10 Вт – немного нетипичный, из-за особенного расположения светодиодов.