Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные причины выхода из строя промышленных, торговых и уличных светодиодных светильников и основные требования к надежным светильникам

Основные причины выхода из строя промышленных, торговых и уличных светодиодных светильников и основные требования к надежным светильникам

Основные причины выхода из строя промышленных, торговых и уличных светодиодных светильников и основные требования к надежным светильникам

Основные причины выхода из строя промышленных, торговых и уличных светодиодных светильников и основные требования к надежным светильникам

Сегодня ни у кого нет сомнения, что настоящее и будущее освещения — это светодиоды.

Нет смысла перечислять все плюсы светодиодного освещения. Особенно, если это касается коммерческого, промышленного и уличного освещения, то есть тех областей, где нужно осветить большое количество площадей и территорий, и при этом часто освещение необходимо 24 часа в сутки. В этих случаях замена на светодиодные светильники позволяет существенно увеличить доход коммерческого предприятия или снизить расходы бюджетных и прочих организаций.

Переход на светодиодное освещение — мероприятие не дешевое, но однозначно необходимое, учитывая длительный срок службы надежных светильников, который составляет 25-30 лет. Окупается такая замена в среднем от полугода до двух лет. И здесь встает вопрос в том, чтобы эту замену провести один раз и надолго, то есть закупить такие светильники, которые гарантированно прослужат 25-30 лет. В погоне за низкой ценой покупатели часто не обращают внимания на качество светильников, надежность производителя и комплектующих, из которых тот производит свою продукцию. Они проводят тендер и закупают светильники с минимальной ценой, что логично. Ведь лучше купить дешево, чем дорого. Но через три года перед ними вновь встает вопрос о замене этих же светильников, т.к. половина изделий из тех, что они закупили, уже вышли из строя, а через год-другой потухнут и остальные. А те, которые не потухли, ничего не экономят, потому что света дают мало, а «кушают» много. (Для справки: светодиоды в светильниках «Эколюмен» имеют эффективность до 180лм/вт.)

Поэтому хотелось бы разобраться, почему тухнут светодиодные светильники, учитывая, что светодиоды — одни из самых надежных источников света. И это не просто наши рассуждения и предположения, а длительный анализ с изучением конкретных поломок. Все чаще и чаще нам приходится менять не устаревшие люминесцентные светильники на светодиодные, а недавно закупленные заказчиком и уже потухшие светодиодные. Чаще всего это светильники китайского производства, но нередко это и изделия российского производителя, собранные на тех же китайских комплектующих, что, по сути, одно и то же. За несколько лет мы изучили сотни вышедших из строя светодиодных светильников различных производителей, как китайских, так и российских, и с полной уверенностью можем вам сообщить основные проблемы светодиодного освещения.

Топ 3. Основные поломки светодиодных светильников:

На первом, безоговорочном, месте это выход из строя драйвера (источника питания) светодиодного светильника.

Драйвер — это основа светильника, так сказать, его сердце и мозг. Драйвер является «посредником» между электрической сетью и светодиодами и питает их током стабилизированного и низкого напряжения, защищая при этом от любых перегрузок и скачков сети. Именно драйвер отвечает за качество света, излучаемого светодиодами, за отсутствие пульсации светового потока, о вреде которой все уже знают. И за отсутствие электромагнитных излучений.

От качества драйвера зависит КПД светильника. Любой, даже самый качественный и надежный драйвер тратит часть энергии на себя, но вопрос в том, сколько он тратит. Драйверы светильников «Эколюмен», которые мы применяем, имеют КПД 90-94%, т.е. они расходуют впустую не более 6-10% энергии. Драйверы «китайских товарищей» часто тратят на себя до 30-40% от общей потребляемой светильником энергии и имеют пульсацию 15-30%, при норме не более 1%. Кстати, просим не путать КПД драйвера и коэффициент его мощности, это две разные величины.

Также драйвер просто обязан иметь гальваническую развязку. Для того, чтобы внешнее высокое напряжение ни при каких условиях не попало на светодиоды и корпус светильника. Ведь это приведет к полному выходу светильника из строя и, что самое главное, — к возможности серьезного поражения человека электрическим током. Дешевые драйверы этой развязки не имеют, и, соответственно, светильники с этими источниками питания не имеют длительного срока службы и при этом опасны для жизни.

Еще стоит обратить внимание, что дешевые драйверы, по определению, не имеют электромагнитной совместимости, т.е. излучают электромагнитное излучение большой величины, которое может вывести из строя электронное оборудование или создать помехи для него. Особенно это опасно, если в одном месте находится большое количество таких (тяжело назвать эти изделия светильниками) коробочек со светодиодами.

Еще одна из самых частых причин выхода из строя драйверов и светильников — это перенапряжения в сети, которые по ряду причин происходят регулярно: это и обрывы нулевого провода, перефазировки, и т.п.

По-настоящему надежные драйверы должны иметь защиту от длительных скачков напряжения до 380В, а если это уличные светильники, то и защиту от грозовых импульсов не менее 6000В. Все это должно проверяться при сертифицировании драйверов и светильников, но многие производители, пользуясь тем, что драйверы не подлежат обязательной сертификации, вместо драйверов применяют «пустышки-понижатели напряжения», которые лишены всех приведенных выше характеристик.

Наши рекомендации:

  • Драйвер должен быть заводской сборки и обязательно иметь сертификат об электрической безопасности и электромагнитной совместимости.
  • Драйвер без гальванической развязки применять запрещено.
  • Драйвер обязан иметь максимальную пульсацию не более 1%.
  • Необходима защита от 380В, а если это уличный светильник, то и грозозащита до 6кВ.
  • Драйвер должен иметь КПД не менее 90% и коэффициент мощности не менее 0,98.

2. СВЕТОДИОДЫ.

На втором месте среди причин выхода из строя светодиодных светильников — быстрая деградация или полное затухание светодиодов.

Помимо причин, указанных выше, светодиоды могут потухнуть сами по себе, вне зависимости от внешних причин и качества драйвера. Основная проблема — это включение светодиодов в максимальные режимы или даже превышающие их. Говоря бытовым языком, светодиоды имеют номинал 1 Вт, а включают их на мощность 2 Вт. Причина понятна: производитель сэкономил на количестве или мощности светодиодов. Светодиоды работают в перегрузке и перегреваются, а для светодиода нет хуже, чем перегрев. Светодиод — это, по сути, «вечный» источник света, но его срок службы существенно сокращается по мере повышения температуры его использования. При номинальном режиме качественный фирменный светодиод должен проработать не менее 100 000 часов. Так же существенно снижается КПД светодиодов, ведь увеличивая ток светодиода в два раза, его световой поток увеличивается лишь в полтора. В результате «экономии» горе-производителей мы получаем светильник с низким КПД и сроком службы, как у обычной лампы накаливания. С другой стороны, мы только что выяснили: чем выше КПД светильника, т.е. соотношение полученного светового потока к его мощности, тем надежней светильник, т.к. это означает, что светодиоды работают в более щадящем режиме.

Читайте так же:
Нарезать резьбу на газовой трубе

Часто к перегреву светодиодов ведет использование светодиодных модулей на текстолитовой, а не алюминиевой основе. Светодиоды через текстолит не могут передать свое тепло на радиатор-корпус светильника и перегреваются. Еще одна причина перегрева светодиодов — это использование пластиковых корпусов, которые являются, по своей сути, термосами, или экономия производителя на размере алюминиевого корпуса, который не способен рассеять тепло, полученное от светодиодов. При этом даже массивные алюминиевые корпуса с ребрами охлаждения часто забиваются пылью, листвой, пухом, насекомыми, что опять же ведет к перегреву светодиодов.

Еще один важный параметр светодиодов — это цветовая температура, т.е. теплый или холодный свет. «Китайцев» здесь можно выявить по высокой цветовой температуре 6000К и выше. Это холодная, приближающаяся к голубой цветовая температура. Светодиоды с такой температурой имеют более низкую себестоимость, что и привлекает наших азиатских друзей. Слишком теплый свет — 3000К и ниже — тоже ни к чему: теряется правильное понимание цвета окружающих предметов. Оптимальной для освещения офисных, промышленных, коммерческих помещений и улицы принята температура в районе 4000-5000К.

Наши рекомендации:

  • Светодиоды должны иметь высокий КПД, не менее 130-140 лм/вт. При возможности нужно запросить документацию на светодиоды, где указан срок жизни светодиода в зависимости от температуры, узнать, на какой ток они подключены в данном светильнике. Это, разумеется, возможно, только если производитель использует светодиоды известной марки. Если он не способен предоставить данную информацию или предоставляет ее с иероглифами, лучше уйти от такого поставщика. Китайская рулетка ведь никому не интересна…
  • Светодиоды должны излучать световой поток с температурой не выше 5000К.
  • Светодиоды должны быть размещены на алюминиевой основе (для лучшего теплоотвода).

Применение пластиковых корпусов категорически противопоказано. Корпус для IP20…IP40 должен быть, как минимум, стальной, а для IP54 и выше обязательно применение алюминиевых корпусов. Алюминиевые корпуса у уличных светильников должны иметь обтекаемую форму и не иметь наружных ребер охлаждения, способных задерживать мусор, пыль и др. посторонние элементы на своей поверхности. В крайнем случае, расстояние между ребрами должно быть не менее 70-100 мм.

3. КОРПУС СВЕТИЛЬНИКА И ЕГО ГЕРМЕТИЧНОСТЬ.

На третьем месте причины выхода из строя являются нарушения герметичности корпусов светильников в случае их применения во влажных, пыльных помещениях или на улице.

Влага внутри светильника способна в течение быстрого времени вывести из строя любой, даже самый надежный светильник. Причин нарушения герметичности несколько.

Если это пластиковый корпус, то он подвержен постоянному перегреву, т.к. не способен передать тепло наружу. Ввиду перегрева происходит деформация корпуса и, соответственно, нарушение его герметичности. Если это стальной корпус с заявленными характеристиками IP54 и выше, то стоит понимать, что штампованный корпус из тонкостенного металла 0,3-0,5 мм не способен создать герметичную конструкцию. Получить герметичный светильник с нормальной теплопередачей возможно только при использовании алюминиевого корпуса.

И опять НО. Даже у герметичных алюминиевых светильников есть одна существенная проблема. Т.к. они герметичные, внутри из-за постоянной разницы температур корпуса и воздуха образуется конденсат. Многие используют клапан выравнивания давления. Иногда помогает, но ненадолго. Самый надежный клапан через пару лет выходит из строя. Выход один, в светильнике не должно быть герметичных полостей. Чаще всего самая большая полость светильника это отсек драйвера. Большинство производителей в уличных светильниках использует более дешевые драйверы IP20 и соответственно размещают их в герметичных полостях. В светильниках «Эколюмен» драйверы имеют степень защиты IP67 и расположены в продуваемых отсеках. Вторая полость это светодиодная часть.

В светильниках «Эколюмен» применение вторичной оптики IP67 позволило отказаться от необходимости этих полостей.

Наши рекомендации:

  • Пластику — категорически «НЕТ» при любом назначении светильника, кроме одного — освоить чужие деньги и через полгода вновь вернуться к этому вопросу для освоения вновь выделенных средств.
  • Но это маловероятно, т.к., скорее всего, вас уволят через полгода, когда начнут тухнуть светильники.
  • Если светильник должен иметь степень защиты IP54 и выше, обязательно применение алюминиевых корпусов. Это всего лишь немногим дороже, но надолго.
  • В уличном светильнике не должно быть герметичных полостей способных накапливать конденсат.

В заключение хочется добавить! Прежде чем закупить крупную партию светильников, купите один образец. Изучите изделие сами или попросите это сделать того, кто разбирается в электронике и светотехнике. Кроме понятия «минимальная цена», при закупке светильника должно понятие «качество, надежность и эффективность изделия». Ведь вы хотите закупить эти светильники на десятилетия. Ну и нашим коллегам-производителям светодиодных светильников, также хотелось бы дать совет: не гонитесь за сиюминутной прибылью. Для вас не будет лучшей награды, чем покупатель, который, осветив свое предприятие светильниками вашего производства через много лет скажет вам спасибо за ваши изделия. А ваши конкуренты, которые продавали «коробочки со светодиодами», уже три раза поменяли свое юридическое лицо и теперь прячутся от своих клиентов.

Ремонт светодиодных ламп

Продолжительность работы светодиодных ламп во многом зависит от условий эксплуатации. Для того чтобы источники света прослужили как можно дольше, нужно хорошо знать, как выполнить ремонт светодиодных ламп, устройство и электрические схемы этих источников света. Своевременно принятые меры позволят существенно увеличить их срок службы. При наличии определенных навыков, вполне реально отремонтировать светодиодную лампу своими руками.

Как определить повреждение

Для того чтобы быстро определить неисправность, нужно хорошо представлять себе, как устроена светодиодная лампа. Ее конструкция значительно сложнее, чем у обычных осветительных приборов. Каждая модель состоит из цоколя, встроенного драйвера стабилизатора тока, корпуса-рассеивателя, а также диодов источников светового излучения.

Работа светодиодных источников света основана на процессе, во время которого электрическая энергия преобразуется в световую. После включения питания, напряжение поступает к диодному мосту. После прохождения через всю схему, напряжение выпрямляется и к блоку светодиодов оно подается уже с нормальным рабочим значением. Следовательно, светодиодные лампы рассчитаны на подключение к сети напряжением 220 В, а стабилизация электрических параметров до необходимых величин осуществляется с помощью встроенного драйвера.

Чаще всего лампа перестает работать, когда какой-либо элемент схемы выходит из строя. Прежде чем выполнять разборку и ремонт светодиодной лампы, необходимо проверить наличие других возможных проблем. Иногда может просто отсутствовать напряжение на самом выключателе, то есть причина уже не в самой лампе, а в электропроводке. Тем не менее, как показывает практика, чаще всего проблема именно в самой лампе. Для того чтобы обнаружить неисправность, лампу нужно аккуратно разобрать разъединив детали корпуса.

Читайте так же:
Насосно компрессорные трубы и их назначение

Конструктивные особенности некоторых моделей не дают возможности их разборки обычными способами. Разъединить детали корпуса можно только после разогрева корпуса феном. После разборки проводится визуальная оценка степени повреждений. Начинать следует с внешнего вида деталей платы, затем проверяется качество пайки светодиодов, чтобы обнаружить возможный нагар и расплавленные участки. При отсутствии видимых повреждений и деформаций, поиск неисправностей нужно продолжать с помощью тестера или мультиметра.

Определение поврежденных элементов мультиметром

Во многих случаях проблема заключается в выходе из строя токоограничивающего конденсатора. Чтобы проверить работоспособность, конденсатор нужно выпаять из платы. Однако при проверке мультиметром возможна ошибка в полученных данных, поэтому неисправную плату рекомендуется сразу заменить рабочей. Следует помнить, чтобы токоограничивающий конденсатор имел напряжение более 400 В.

Проверка самих диодов на предмет пробоя также выполняется с помощью мультиметра. Все элементы поочередно проверяются в соответствующем режиме. Если все диоды оказались работоспособными, необходимо продолжить поиск неисправностей и выполнить проверку токоограничивающих резисторов. При отсутствии видимых внешних повреждений, можно предположить, что неисправность связана с обрывом токопроводящей дорожки.

В некоторых случаях наблюдается моргание светодиодных ламп. Основной причиной мерцания считается токоограничивающий конденсатор, в котором может быть недостаточное рабочее напряжение. Для устранения этой неисправности конденсатор выпаивается с платы, а вместо него устанавливается аналогичная деталь, с минимальным напряжением 400 В. Кроме того, данную поломку можно устранить путем параллельного подключения дополнительного конденсатора вместе с тем, у которого недостаточное рабочее напряжение. В результате, два конденсатора выдадут совокупную емкость, обеспечивающую равномерный свет без моргания.

Проверка светодиодов тестером

Одной из причин неисправности светодиодной лампы считается выход из строя излучателя. Как правило данный элемент перегорает, что становится заметным в связи с появлением черного нагара. Но, не все светодиоды являются неисправными, поэтому необходимо произвести проверку каждого из них. В разных моделях ламп количество установленных светодиодов отличается и может доходить до нескольких десятков штук.

Поиск неисправного диода осуществляется с помощью тестера. В процессе проверки сравнивается уровень сопротивления перехода светодиодов во время прямого включения. В другом случае проверку можно выполнить подручными средствами. Нужно воспользоваться резистором, сопротивлением от 150 до 1000 Ом, соединенным последовательно с обычной батарейкой с напряжением от 1,5 до 9 вольт. Выводы с минимальным напряжением подносят к каждому диоду поочередно в прямом подключении. Если светодиод неисправен, он не будет излучать свет. В этом случае не требуется выпаивать светодиоды с общей платы.

Основные причины неисправностей

Срок службы светодиодных ламп в первую очередь зависит от того, в каких условиях они эксплуатируются. Сроки, заявляемые производителями, далеко не всегда совпадают с реальностью. Обычно это происходит из-за низкого качества кристаллов, очень быстро теряющих свои свойства. Работоспособность ламп в заводских условиях оценивается необъективно. То есть, они не соответствуют тем условиям, в которых лампочки будут реально эксплуатироваться.

К основным причинам неисправностей относятся следующие:

  • Частые перепады напряжения. Обычно светодиодные лампы выдерживают без последствий лишь незначительные колебания электрических параметров. В случае заметных скачков напряжения, на источник света оказывается сильное негативное воздействие. В качестве положительного момента следует отметить, что другие виды ламп еще хуже реагируют на перепады сетевого напряжения.
  • Неправильный выбор светильника. В основном это связано с конфигурацией плафона, непригодной для использования в конкретном месте. Поэтому риск перегревания в таких случаях значительно возрастает, что в первую очередь негативно влияет на светодиоды.
  • Низкое качество конструктивных элементов. В первую очередь это кристаллы элементы, излучающие свет. Снижение себестоимости изделий ведет к преждевременному выходу их из строя.
  • Ошибки в устройстве системы освещения. Прежде всего это касается электропроводки: сечение проводов не подходит, осветительные приборы подключены неправильно.
  • Негативное влияние внешних факторов. Постоянное воздействие ударов и сильных вибраций способно вывести из строя даже светодиодные лампы, несмотря на повышенную прочность пластиковой колбы.

Для того чтобы не допустить преждевременного выхода из строя источников света, необходимо максимально устранить негативное влияние всех перечисленных факторов. Особое внимание следует уделить электропроводке. Во время покупки светильника следует проводить внешний осмотр, оценивать его качество и работоспособность.

Алгоритм поиска неисправности в драйвере LED лампы или Эркюль Пуаро отдыхает

Недавно один знакомый попросил меня помочь с проблемой. Он занимается разработкой LED ламп, попутно ими приторговывая. У него скопилось некоторое количество ламп, работающих неправильно. Внешне это выражается так – при включении лампа вспыхивает на короткое время (менее секунды) на секунду гаснет и так повторяется бесконечно. Он дал мне на исследование три таких лампы, я проблему решил, неисправность оказалась очень интересной (прямо в стиле Эркюля Пуаро) и я хочу рассказать о пути поиска неисправности.

LED лампа выглядит вот так:


Рис 1. Внешний вид разобранной LED лампы

Разработчик применил любопытное решение – тепло от работающих светодиодов забирается тепловой трубкой и передается на классический алюминиевый радиатор. По словам автора, такое решение позволяет обеспечить правильный тепловой режим для светодиодов, минимизируя тепловую деградацию и обеспечивая максимально возможный срок службы диодов. Попутно увеличивается срок службы драйвера питания диодов, так как плата драйвера оказывается вынесенной из теплового контура и температура платы не превышает 50 градусов Цельсия.

Такое решение – разделить функциональные зоны излучения света, отвода тепла и генерации питающего тока – позволило получить высокие эксплуатационные характеристики лампы по надежности, долговечности и ремонтопригодности.
Минус таких ламп, как ни странно, прямо вытекает из ее плюсов – долговечная лампа не нужна производителям :). Историю о сговоре производителей ламп накаливания о максимальном сроке службы в 1000 часов все помнят?

Ну и не могу не отметить характерный внешний вид изделия. Мой «госконтроль» (жена) не разрешил мне ставить эти лампы в люстру, где они видны.

Вернемся к проблемам драйвера.

Вот так выглядит плата драйвера:


Рис 2. Внешний вид платы LED драйвера со стороны поверхностного монтажа

И с обратной стороны:


Рис 3. Внешний вид платы LED драйвера со стороны силовых деталей

Изучение ее под микроскопом позволило определить тип управляющей микросхемы – это MT7930. Это микросхема контроля обратноходового преобразователя (Fly Back), обвешанная разнообразными защитами, как новогодняя елка – игрушками.

В МТ7930 встроены защиты:

• от превышения тока ключевого элемента
• понижения напряжения питания
• повышения напряжения питания
• короткого замыкания в нагрузке и обрыва нагрузки.
• от превышения температуры кристалла

Читайте так же:
Отвертки виды и названия

Декларирование защиты от короткого замыкания в нагрузке для источника тока носит скорее маркетинговый характер 🙂

Принципиальной схемы на именно такой драйвер добыть не удалось, однако поиск в сети дал несколько очень похожих схем. Наиболее близкая приведена на рисунке:

Рис 4. LED Driver MT7930. Схема электрическая принципиальная

Анализ этой схемы и вдумчивое чтение мануала к микросхеме привело меня к выводу, что источник проблемы мигания – это срабатывание защиты после старта. Т.е. процедура начального запуска проходит (вспыхивание лампы – это оно и есть), но далее преобразователь выключается по какой-то из защит, конденсаторы питания разряжаются и цикл начинается заново.

Внимание! В схеме присутствуют опасные для жизни напряжения! Не повторять без должного понимания что вы делаете!

Для исследования сигналов осциллографом надо развязать схему от сети, чтобы не было гальванического контакта. Для этого я применил разделительный трансформатор. На балконе в запасах были найдены два трансформатора ТН36 еще советского производства, датированные 1975 годом. Ну, это вечные устройства, массивные, залитые полностью зеленым лаком. Подключил по схеме 220 – 24 – 24 -220. Т.е. сначала понизил напряжение до 24 вольт (4 вторичных обмотки по 6.3 вольта), а потом повысил. Наличие нескольких первичных обмоток с отводами дало мне возможность поиграть с разными напряжениями питания – от 110 вольт до 238 вольт. Такое решение конечно несколько избыточно, но вполне пригодно для одноразовых измерений.


Рис 5. Фото разделительного трансформатора

Из описания старта в мануале следует, что при подаче питания начинает заряжаться конденсатор С8 через резисторы R1 и R2 суммарным сопротивлением около 600 ком. Два резистора применены из требований безопасности, чтобы при пробое одного ток через эту цепь не превысил безопасного значения.

Итак, конденсатор по питанию медленно заряжается (это время порядка 300-400 мс) и когда напряжение на нем достигает уровня 18,5 вольт – запускается процедура старта преобразователя. Микросхема начинает генерировать последовательность импульсов на ключевой полевой транзистор, что приводит к возникновению напряжения на обмотке Na. Это напряжение используется двояко – для формирования импульсов обратной связи для контроля выходного тока (цепь R5 R6 C5) и для формирования напряжения рабочего питания микросхемы (цепь D2 R9). Одновременно в выходной цепи возникает ток, который и приводит к зажиганию лампы.

Почему же срабатывает защита и по какому именно параметру?

Первое предположение

Срабатывание защиты по превышению выходного напряжения?

Для проверки этого предположения я выпаял и проверил резисторы в цепи делителя (R5 10 ком и R6 39 ком). Не выпаивая их не проверить, поскольку через обмотку трансформатора они запараллелены. Элементы оказались исправны, но в какой-то момент схема заработала!

Я проверил осциллографом формы и напряжения сигналов во всех точках преобразователя и с удивлением убедился, что все они – полностью паспортные. Никаких отклонений от нормы…

Дал схеме поработать часок – все ОК.

А если дать ей остыть? После 20 минут в выключенном состоянии не работает.

Очень хорошо, видимо дело в нагреве какого-то элемента?

Но какого? И какие же параметры элемента могут уплывать?

В этой точке я сделал вывод, что на плате преобразователя имеется какой-то элемент, чувствительный к температуре. Нагрев этого элемента полностью нормализует работу схемы.
Что же это за элемент?

Второе предположение

Подозрение пало на трансформатор. Проблема мыслилась так – трансформатор из-за неточностей изготовления (скажем на пару витков недомотана обмотка) работает в области насыщения и из-за резкого падения индуктивности и резкого нарастания тока срабатывает защита по току полевого ключа. Это резистор R4 R8 R19 в цепи стока, сигнал с которого подается на вывод 8 (CS, видимо Current Sense) микросхемы и используется для цепи ОС по току и при превышении уставки в 2.4 вольта отключает генерацию для защиты полевого транзистора и трансформатора от повреждений. На исследуемой плате стоит параллельно два резистора R15 R16 с эквивалентным сопротивлением 2,3 ома.

Но насколько я знаю, параметры трансформатора при нагреве ухудшаются, т.е. поведение системы должно быть другим – включение, работа минут 5-10 и выключение. Трансформатор на плате весьма массивный и тепловая постоянная у него ну никак не менее единиц минут.
Может, конечно в нем есть короткозамкнутый виток, который исчезает при нагреве?

Перепайка трансформатора на гарантированно исправный была в тот момент невозможна (не привезли еще гарантированно рабочую плату), поэтому оставил этот вариант на потом, когда совсем версий не останется :). Плюс интуитивное ощущение – не оно. Я доверяю своей инженерной интуиции.

К этому моменту я проверил гипотезу о срабатывании защиты по току, уменьшив резистор ОС по току вдвое припайкой параллельно ему такого же – это никак не повлияло на моргание лампы.

Значит, с током полевого транзистора все нормально и превышения по току нет. Это было хорошо видно и по форме сигнала на экране осциллографа. Пик пилообразного сигнала составлял 1,8 вольта и явно не достигал значения в 2,4 вольта, при котором микросхема выключает генерацию.

К изменению нагрузки схема также оказалась нечувствительна – ни подсоединение второй головки параллельно, ни переключение прогретой головы на холодную и обратно ничего не меняло.

Третье предположение

Я исследовал напряжение питания микросхемы. При работе в штатном режиме все напряжения были абсолютно нормальными. В мигающем режиме тоже, насколько можно было судить по формам сигналов на экране осциллографа.

По прежнему, система мигала в холодном состоянии и начинала нормально работать при прогреве ножки трансформатора паяльником. Секунд 15 погреть – и все нормально заводится.

Прогрев микросхемы паяльником ничего не давал.

И очень смущало малое время нагрева… что там может за 15 секунд измениться?

В какой-то момент сел и методично, логически отсек все гарантированно работающее. Раз лампа загорается — значит цепи запуска исправны.
Раз нагревом платы удается запустить систему и она часами работает — значит и силовые системы исправны.
Остывает и перестает работать — что-то зависит от температуры…
Трещина на плате в цепи обратной связи? Остывает и сжимается, контакт нарушается, нагревается, расширяется и контакт восстанавливается?
Пролазил тестером холодную плату — нет обрывов.

Что же еще может мешать переходу от режима запуска в рабочий режим.

От полной безнадеги интуитивно припаял параллельно электролитическому конденсатору 10 мкф на 35 вольт по питанию микросхемы такой же.

Читайте так же:
Самодельная печь на солярке

И тут наступило счастье. Заработало!

Замена конденсатора 10 мкф на 22 мкф полностью решило проблему.

Вот он, виновник проблемы:


Рис 6. Конденсатор с неправильной емкостью

Теперь стал понятен механизм неисправности. Схема имеет две цепи питания микросхемы. Первая, запускающая, медленно заряжает конденсатор С8 при подаче 220 вольт через резистор в 600 ком. После его заряда микросхема начинает генерировать импульсы для полевика, запуская силовую часть схемы. Это приводит к генерации питания для микросхемы в рабочем режиме на отдельной обмотке, которое поступает на конденсатор через диод с резистором. Сигнал с этой обмотки также используется для стабилизации выходного тока.

Пока система не вышла в рабочий режим — микросхема питается запасенной энергией в конденсаторе. И ее не хватало чуть-чуть — буквально пары-тройки процентов.
Падения напряжения оказалось достаточно, чтобы система защиты микросхемы срабатывала по пониженному питанию и отключала все. И цикл начинался заново.

Отловить эту просадку напряжения питания осциллографом не получалось — слишком грубая оценка. Мне казалось, что все нормально.

Прогрев же платы увеличивал емкость конденсатора на недостающие проценты — и энергии уже хватало на нормальный запуск.

Понятно, почему только некоторая часть драйверов отказала при полностью исправных элементах. Сыграло роль причудливое сочетание следующих факторов:

• Малая емкость конденсатора по питанию. Положительную роль сыграл допуск на емкость электролитических конденсаторов (-20% +80%), т.е. емкости номиналом 10 мкф в 80% случаев имеют реальную емкость около 18 мкф. Со временем емкость уменьшается из-за высыхания электролита.
• Положительная температурная зависимость емкости электролитических конденсаторов от температуры. Повышенная температура на месте выходного контроля — достаточно буквально пары-тройки градусов и емкости хватает для нормального запуска. Если предположить, что на месте выходного контроля было не 20 градусов, а 25-27, то этого оказалось достаточно для практически 100% прохождения выходного контроля.

Производитель драйверов сэкономил конечно, применив емкости меньшего номинала по сравнению с референс дизайн из мануала (там указано 22 мкф) но свежие емкости при повышенной температуре и с учетом разброса +80% позволили партию драйверов сдать заказчику. Заказчик получил вроде бы работающие драйверы, которые со временем стали отказывать по непонятной причине. Интересно было бы узнать – инженеры производителя учли особенности поведения электролитических конденсаторов при повышении температуры и естественный разброс или это получилось случайно?

Можно ли починить светодиодную лампу и как это сделать?

Из-за большой стоимости LED-лампы выкидывать ее после поломки – не лучшая идея. Обидно, если она сломалась на следующий день после истечения гарантии. Данная статья особенно актуальна для тех, у кого сравнительно новые лампочки, яркость которых еще не уменьшилась после короткого времени работы.

Для определения причины поломки и проведения даже легкого ремонта светодиодных ламп своими руками необходимо иметь достаточно знаний об их строении и принципе работы. Практика показывает, что большинство моделей ломается по пустяковым причинам, их можно устранить в домашних условиях, даже не имея достаточного опыта в светотехнике.

Кратко об устройстве и принципе работы

Стандартная светодиодная лампа состоит из таких элементов, как:

  • Цоколь – вкручивается в патрон, имеет контакты для подведения электрического тока.
  • Драйвер – устройство для регулировки напряжения, контроля перегрева, выпрямления переменного тока в постоянный, обеспечения работы LED-лампы в определенном диапазоне напряжений.
  • Радиатор – охлаждение мощных светодиодов в фирменных бытовых и промышленных лампочках.
  • Светодиоды – полупроводниковые кристаллы, которые светятся при прохождении постоянного тока в одном направлении. Переменный ток без драйвера для них губителен.
  • Рефлектор и рассеиватель – приборы, помогающие равномерно и наиболее качественно распространить свет под максимальным углом (или специально заданным для особых видов лампочек).

Принцип работы очень прост: из сети через контакты на драйвер подается переменный ток, там он выпрямляется и направляется на светодиоды. Излишки тепла выводятся с помощью радиатора или платы, на которой расположены светодиоды.

Несмотря на огромное разнообразие светодиодных ламп, нашедших применение во всех сферах современной жизни, их строение идентично и отличается только визуально. В светодиодных светильниках присутствует трансформатор (иногда в дополнение к драйверу, а иногда и вместо него).

Устройство стандартной светодиодной лампочки

Устройство стандартной светодиодной лампочки

Более подробно об устройстве светодиодных ламп, назначении каждого элемента и принципе работы можно прочитать в отдельной статье, посвященной конкретно этим вопросам.

Предварительная проверка

Как отремонтировать светодиодную лампу? Если она не светит, то не стоит сразу же бросаться ее разбирать. Сначала все же следует поискать коробочку с гарантией – вдруг сегодня последний день? Тогда срочно менять. Если срок гарантии истек, то:

  • Вооружитесь вольтметром или мультиметром, для начала необходимо проверить напряжение в самой квартире или в доме. Все дело в принципе работы драйвера светодиодной лампочки. Как уже было сказано выше, он определяет безопасные границы напряжения для работы светодиодов. Стандартными параметрами является диапазон 170–260 вольт. Однако этот диапазон не соблюдается недобросовестными производителями и безымянными «китайцами», сокращая его до 190–240. При достижении этих параметров драйвер отключит светодиоды, чтобы слабый или сильный ток их не повредил. Поэтому есть смысл проверить напряжение в доме, если оно отличается от нормы 220 В на 20–30 вольт в любую сторону, отложите лампочку на время. Проверьте ее рано утром, когда все спят, электроприборы не используют ни жильцы вашего дома, ни соседи (предварительно вновь проведите замеры напряжения). Может быть, при нормальных параметрах лампочка будет светить, как ни в чем не бывало.
  • Вторым по распространенности случаем является поломка люстры или светильника. Для этого подозреваемую в поломке лампочку вкрутите туда, где светильник точно работает. Для полноты эксперимента гарантированно работающую лампочку вкрутите на место прежней. Если «поломанная» лампочка горит на новом месте, а работающая не захочет гореть на старом – вывод очевиден. Если все лампочки при смене мест сохранили свои свойства – двигаемся дальше.
  • Проверяем целостность предохранителей, особенно если счетчик старый. Поврежденные или сгоревшие предохранители могут нарушить целостность сети, и некоторые ее участки перестанут работать. Это особо актуально в случае, если есть подозрения в поломке светильника. Проверьте все рубильники, тумблеры, предохранители, розетки и выключатели поблизости люстры – нигде ли ничего не перегорело, не замкнуло ли. Все, что вышло из строя – меняем.
  • Теперь следует разделить осветительные приборы на две категории – светодиодные и те, куда вкручиваются светодиодные лампочки. Поговорим о ремонте светодиодных светильников.
  • Их строение очень похоже на лампочку, только размах побольше. Светодиодные люстры представляют собой ряд светодиодов, соединенных последовательно. Контролируется их свет блоком питания. Обесточьте квартиру, снимите панель, прозвоните ее мультиметром. Возможно, дело в блоке питания – частая проблема таких люстр. Найти его на радиорынках несложно. Если замена не помогла – значит, переходим к контактам. Чистим их ваткой со спиртом, проверяем и перепаиваем провода при необходимости. Если и это не помогло – проблема в светодиодах. Они соединены последовательно, если сгорел один – погасли все. Сложность их перебора стремится к бесконечности при увеличении количества светодиодов в цепи (более 6 штук), поэтому бывает легче выполнить массовую замену светодиодов, всех сразу (покупайте качественные элементы, например, Онлайт). Такая радикальная мера точно исправит проблему – глобальнее только покупка новой люстры.
  • Похожие меры есть и в обычной люстре: прозвонить, проверить контакты, почистить патроны. Если это не помогает – меняем патроны и провода на новые. Перед этим удостоверьтесь с помощью прибора, что на люстру подается ток. Такие радикальные меры точно приведут люстру в порядок. Лампа все равно не хочет загораться? Зато профилактику светильнику сделали.
Читайте так же:
Что лучше лобзик или циркулярка

На текущем этапе мы удостоверились, что проблема в неисправности светодиодов в лампочке, поэтому теперь приступаем к ее диагностированию и профилактике. Что можно сделать для ремонта сгоревших ламп?

Ремонт светодиодной лампочки

  • Приступать к ремонту светодиодной лампы следует с попытки ее разобрать. К сожалению, далеко не все образцы имеют разборный корпус, некоторые, китайского производства, одноразовые – их корпус спаивается еще на производстве, и разбор без повреждения внутренних узлов невозможен. Не тратьте время, они стоят не так уж и дорого, чтобы пробовать их чинить своими руками. Но если вам интересно, то можете попробовать. Обычно начинать стоит с цоколя или рассеивателя, они держатся слабее основного корпуса, но и скрывают самые важные элементы лампочки – драйвер и блок светодиодов соответственно.
  • Начинаем ремонт LED-драйвера – прозваниваем его. С него следует начинать потому, что именно он первый стоит в очереди подачи тока на LED. Драйвер представляет собой сложную структуру, содержащую множество элементов, поэтому вооружаемся хорошей настольной лампой и лупой при необходимости. Проверяем конденсаторы, резисторы, шлейфы. Это дело тонкое – даже визуально целые элементы могут иметь обрыв цепи внутри, поэтому придется проверить все. В большинстве лампочек конденсаторы и резисторы припаяны сверху, поэтому их можно заменить на новые (их перед установкой тоже прозвоните, чтобы лишнюю работу не делать). Если есть другая разобранная лампочка с аналогичными параметрами, можно драйвер испытать на ней. Не работает – легче новую лампочку купить, работает – ремонт прошел успешно, следуем дальше.

Следует отметить, что именно таким способом выполняется доработка китайских люстр и китайских светодиодных лампочек, в том числе лампы «кукуруза».

  • Просматриваем все пути цепи от драйвера к LED, для профилактики протираем ватной палочкой, слегка смоченной спиртом – светодиодным лампам на 220 В это точно не повредит.
  • С помощью цифрового мультиметра прозваниваем светодиоды. Дальнейшие действия зависят от типа кристаллов. Если это один кристалл с линзой, впаянный в чип – придется выпаивать целиком весь чип, неисправности светодиодных элементов такого типа в домашних условиях починить практически невозможно (чтобы выпаять его, придется запастись паяльником с очень тонким наконечником). Если сгорели SMD-диоды (а скорее всего, именно они и установлены в лампочке), то они спокойно выпаиваются и заменяются на новые (их перед установкой не забудьте проверить мультиметром, чтобы случайно не поставить перегоревшие кристаллы).
  • На этом этапе лампочка должна работать, т. к. проверены все важные узлы. Не работает – перепроверьте все еще раз, может, какой шлейф не протерли. Все равно не работает – с чистой совестью отправляйте в мусорное ведро. Если все в порядке – добро пожаловать в мир живой электротехники, приятного пользования.

Моргание светодиодной лампочки

Вопрос вынесен в отдельный пункт, потому что эта проблема часто встречается в быту, и многие не знают, как починить светодиодную лампу в этом случае. Причем моргание бывает двух типов:

  • В выключенном состоянии лампочка ярко мигает, периодичность разная – от раза в секунду до нескольких раз в минуту, а то и в час. На этом месте продолжает мигать даже замененная лампа. Возможны случаи, когда в темноте она едва заметно, слабо горит – это также приводит к постепенно перегорающим светодиодам, и необходим ремонт.
  • Во включенном состоянии периодически гаснет на секунду или даже на несколько минут, затем загорается вновь.

Первый случай возникает из-за наличия выключателя с индикатором. Его работа обеспечивается протеканием малого тока сквозь слабый диод, поэтому он светится. Этот ток продолжает свой путь в люстру, заряжая конденсатор в лампочках. Когда накапливается достаточный заряд, драйвер пытается запустить свечение, но оно мгновенно прекращается после разряда конденсатора. Можно ли решить такую проблему в домашних условиях? В такой ситуации нужно использовать параллельно подключенный между выключателем и лампочкой резистор, который гасит слабый ток. Как дополнительную нагрузку используют лампу накаливания в этой же цепи, хватает миниатюрного варианта буквально на 10 Вт. Еще можно поменять выключатель на вариант без индикатора.

Бывает, что мигание наблюдается даже при обычном выключателе. Это вызвано неправильным подключением контактов – фаза подается на лампочку постоянно, а размыкается ноль. Правильно будет, если выключатель размыкает фазу, а ноль постоянный. В лампе современного типа на 220 вольт (например, Gauss) светодиоды защищены от такого воздействия установленными резисторами.

Если возникает периодическое отключение ламп во время их работы, это может быть вызвано двумя причинами: постоянно изменяющееся напряжение в сети или неисправность в контактах. Первая проблема решается стабилизацией напряжения с помощью соответствующих приборов или заменой лампочки на ту, которая имеет больший диапазон работы. Вторая – способом, который описан в пункте ремонта LED-ламп (прозвонка и протирка контактов, перепайка поврежденных резисторов и конденсаторов).

Заключение

Ремонт светодиодных ламп чаще всего можно выполнить в домашних условиях. Для этого достаточно иметь цифровой мультиметр, паяльник, ватные палочки и спирт. Тщательный осмотр всех важных узлов и элементов позволит выявить проблему с первого раза, а внимательное проведение работ – восстановить поврежденные участки. Главное – не выкидывать лампочку при первых признаках поломки, чаще всего повреждения настолько простые, что их исправление выполнимо своими руками и займет совсем немного времени. А покупка качественных ламп (например, Gauss) даст вам гарантию от производителя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector