Сгорел драйвер светодиодного светильника чем заменить
Обновлено: 22.04.2024
Расчет, ремонт и схема драйвера светодиодной люстры
В первой части я рассказал про ремонт люстры , сегодня - про ремонт светодиодного драйвера. Переходим сразу к теории.
Расчеты сопротивления источника и светодиодов
Спасибо нашему преподавателю схемотехники, Шибаевой Елене Михайловне.
Посчитаем выходное сопротивление источника питания и сопротивления светодиодов. В расчетах участвуют – старый добрый Ом со своим знаменитым законом и формула делителя напряжения.
Итак, для случая на 30 светодиодов имеем:
- Напряжение холостого хода источника тока – 305 В,
- Напряжение источника тока под нагрузкой – 107 В,
- Ток в цепи (да, ещё старина Кирхгоф со своим 1-м законом!) – 0,02 А.
Ток мы знаем из заявленных параметров диодов, но на эту цифру точно полагаться нельзя. Судя по напряжению на одном диоде, ток реально н е много больше!
Чтобы расчеты были понятнее, прилагаю схему:
Схема для измерения сопротивлений Схема для измерения сопротивленийПредполагаем, что на вход схемы подается напряжение от идеального источника ЭДС с нулевым внутренним сопротивлением. Реальный источник электричества имеет внутреннее сопротивление Ri, которое мы сейчас посчитаем.
При измерении напряжения холостого хода Uн = Uхх = 305 В, поскольку входное сопротивление вольтметра гораздо больше внутреннего сопротивления источника Ri.
При подключении нагрузки Uн = 107 В, значит, напряжение, падающее на внутреннем сопротивлении источника Ri, равно 305 – 107 = 198 В .
Зная ток, посчитаем внутреннее сопротивление:
Ri = 198 В / 0,02 А = 9900 Ом.
Много это или мало? Всё познается в сравнении. В данном случае – в сравнении с сопротивлением нагрузки:
Rн = 107 В / 0,02 А = 5350 Ом.
Это – сопротивление последовательно соединенных светодиодов, когда через них протекает ток 0,02 А. Значит, сопротивление одного светодиода равно 5350 Ом / 30 = 178 Ом.
Значит, без изменения параметров схемы один светодиод можно заменить резистором 180 Ом. Это совпадает со значением, полученным опытным путем на одном светодиоде: 3,54 / 0,02 = 177 Ом.
Мы видим, что сопротивление источника электропитания больше сопротивления нагрузки. Значит – перед нами – источник тока. То есть, при изменении сопротивления нагрузки (количества светодиодов) в некоторых пределах ток почти не меняется.
Как об этом говорится в учебнике по теории электрических цепей.
Можно посчитать сопротивление диодов, когда их 22 штуки, оно будет меньше из-за того, что ток будет больше, а вольт-амперная характеристика диода нелинейна.
Вопрос на засыпку. Почему, если рассчитанное сопротивление светодиода 178 Ом, тестер в режиме прозвонки (Омметр) не показывает никакого сопротивления? Ответ пишите в комментарии, буду рад знающим и сообразительным читателям!
Ладно, что-то мы отклонились от темы.
Устройство и схема драйвера светодиодной люстры.
Схемы драйверов на светодиодные светильники есть также в этой статье . Там это – стабилизированные источники тока.
Для светодиодов как раз и нужен ток, то есть источник с большим выходным сопротивлением. Если светодиод подключить к источнику напряжения (у которого выходное сопротивление гораздо ниже сопротивления диода), то ток после некоторого напряжения будет Очень быстро возрастать, пока диод не сгорит.
Как сделать ремонт драйверов светодиодных ламп
Светодиоды экономичны и долговечны. Но люстра или фонарь часто перестают гореть, хотя все элементы целы. Чтобы восстановить работоспособность различных устройств, необходим ремонт драйвера светодиодного светильника. В большинстве случаев он и является основной причиной неисправности.
Ремонт драйвера (LED) лампы
Иногда источник света отказывается работать в самый неподходящий момент. Это может произойти из-за его неправильной эксплуатации или по вине производителя (так часто бывает с китайской низкокачественной продукцией).
Самый простой драйвер для светодиодной лампы 220 В часто выполняют на обычных элементах (диодах, резисторах и т. д.). В этой схеме один или несколько светодиодов сразу выходят из строя при пробое конденсатора или одного из диодов моста. Поэтому сначала проверяют эти радиодетали.
Вместо светодиодов временно подключают обычную лампочку на 15-20 ватт (например, от холодильника). Если все детали кроме светодиода целы, она слабо горит.
Второй вариант представляет собой выпрямитель с делителем напряжения, импульсным стабилизатором на микросхеме и разделительным трансформатором. При неисправности люстры проверяют последовательно все элементы. Схема может отличаться от приведенной, но алгоритм поиска такой же.
- Сначала проверяют, поступает ли на светодиодные матрицы напряжение. Если оно есть, ищут неисправные LED детали и меняют их. Если с напряжением все в порядке, проверяют диоды моста и входные конденсаторы.
- Если они тоже целы, измеряют напряжение питания микросхемы (4-я ножка). При его отличии от 15-17 В этот элемент скорее всего неисправен, его следует заменить.
- Если микросхема целая и на ее 5 и 6-й ножках есть импульсы (проверяют осциллографом), то «виноваты» трансформатор и его цепи – конденсатор или диоды, подключенные к нему.
Замена электролитических конденсаторов в драйвере для светодиодных светильников.
Многие люди приобретают длинные цепочки светодиодов, укрепленных на гибких подложках. Это LED ленты.
Есть два варианта таких источников:
- только LED приборы без дополнительных деталей;
- изделия с подпаянными к каждому элементу или цепочкам из 4-6 светодиодов резисторами, которые рассчитаны так, чтобы при напряжении 12-36 В и номинальном токе осветительные элементы не сгорали.
В обоих случаях часто применяют драйвера, которые уже были рассмотрены выше. Но иногда питание второго варианта LED лент осуществляется с помощью модуля, представляющего собой трансформаторный блок питания.
При ремонте драйвера светодиодного светильника 36 ватт, если ни один светодиод или цепочка не горят, сначала проверяют трансформатор на обрыв. Затем диоды и конденсатор выпрямителя. Детали R1 и C1 в такой схеме портятся очень редко.
Если хоть один или несколько элементов зажглись – напряжение питания поступает. В этом случае проверяют светодиоды и меняют их.
4 способа ремонта светодиодной лентыБудет полезно ознакомиться: Ремонт драйвера для светодиодной ленты 12 В 100 Вт.
Ремонт драйвера (LED) фонарей
Ремонт переносного источника света зависит от его схемотехнического решения. Если фонарь не горит или светит слабо, сначала проверяют элементы питания и меняют их, если это нужно.
После этого в драйверах с аккумуляторами проверяют тестером или мультиметром детали модуля зарядки: диоды моста, входной конденсатор, резистор и кнопку или переключатель. Если все исправно, проверяют светодиоды. Их подключают к любому источнику питания напряжением 2-3 В через резистор 30-100 Ом.
Рассмотрим четыре типичные схемы фонарей и неисправности, возникающие в них. Первые два работают от аккумуляторов, в них вставлен модуль зарядки от сети 220 В.
В первых двух вариантах светодиоды часто перегорают как по вине потребителей, так и из-за неправильного схемотехнического решения. При извлечении фонаря из розетки после зарядки от сети палец иногда соскальзывает и нажимает на кнопку. Если штыри устройства еще не отсоединились от 220 В, возникает бросок напряжения, светодиоды перегорают.
Видео: Как сделать драйвер мощного света.
Во втором варианте при нажатии кнопки аккумулятор подсоединяется к светодиодам напрямую. Это недопустимо, так как они могут выйти из строя при первом же включении.
Ели при проверке выяснилось, что матрицы сгорели – их следует заменить, а фонари доработать. В первом варианте необходимо изменить схему подключения светодиода, показывающего, что аккумулятор заряжается.
Во втором варианте вместо кнопки следует установить переключатель, а затем последовательно с каждым источником света припаять по одному добавочному резистору. Но это не всегда возможно, так как часто в фонарях устанавливают светодиодную матрицу. В таком случае к ней следует припаять один общий резистор, мощность которого зависит от типа применяемых LED элементов.
Остальные фонари питаются от батарей. В третьем варианте светодиоды могут сгореть при пробое диода VD1. Если это случилось, надо заменить все неисправные детали и установить дополнительный резистор.
Основные элементы последнего варианта фонаря (микросхема, оптрон и полевой транзистор) проверить сложно. Для этого нужны специальные приборы. Поэтому его лучше не ремонтировать, а вставить в корпус другой драйвер.
Ремонт драйвера (LED) светильника
В магазинах можно встретить светодиодные осветительные приборы с регулируемым потоком света. Одна часть таких устройств имеет отдельный пульт. Но почти у всех настольных светильников регулятор ручной, и он встроен в драйвер питания.
Основная схема этих светильников почти ничем не отличается от остальных. Чтобы осуществить ремонт драйвера светодиодной лампы, необходимо действовать по уже указанным алгоритмам.
Рекомендуем к просмотру: Ремонт светодиодного светильника АРМСТРОНГ
Как самостоятельно отремонтировать LED светильник
Чтобы провести ремонт светодиодных светильников, не нужно иметь квалификацию инженера-электронщика и приобретать дорогостоящее оборудование. Работу не составит труда организовать и в домашних условиях, если предварительно подготовить все необходимое и разобраться с особенностями устройства светильников. Главное – не торопиться и делать все аккуратно, с соблюдением рекомендаций из статьи.
Что делать, если светодиодный светильник сломался
В наши дни на полках магазинов присутствует огромное количество осветительного оборудования, сделанного с использованием диодов. Стоимость стала доступной, более того – много дешевых вариантов. При всех своих плюсах они ненадежны и выходят из строя очень часто, особенно если есть скачки сетевого напряжения и перебои с подачей электричества.
Совет эксперта
После поломки в первую очередь проверьте оборудование. Если на нем есть следы плавления, скорее всего отремонтировать его не удастся. Также не подлежат восстановлению изделия с физическими повреждениями. Если их уронили или разбили, то проще выбросить светильник, чем чинить его. Важно выключить лампу или люстру при первых признаках нарушения работы, в этом случае вероятность удачного ремонта в разы выше.
Можно ли отремонтировать в домашних условиях
Ремонт LED светильников и ламп – работа несложная, если разобраться в особенностях конструкции. Процесс упрощается тем, что устройство у всех разновидностей одинаковое, они состоят из одних и тех же составных частей:
Комплектация может отличаться. Например, в дешевых лампах ставят бестрансформаторные источники питания конденсаторного типа. Они служат ограничителем тока и напряжения. В идеале лучше найти инструкцию со схемой светильника, обычно она есть на упаковке или листке-вкладыше.
Виды и основные причины поломок
Если возникают проблемы со светодиодным светильником или лампочкой, не заметить это невозможно. Варианты неисправностей могут быть разными, но чаще всего встречаются такие:
- Свет полностью пропадает. Это может случиться как при включении или выключении, так и в процессе работы.
- Освещение может пропасть в любой момент и возобновиться через какое-то время. Причем, временные промежутки могут быть какими угодно.
- Мерцание лампочки или светильника. Интенсивность может быть разной, но изменение яркости создает дискомфорт для зрения.
- Мигание — когда свет моргает каждую секунду.
- Повреждение конструкции из-за удара или попадания влаги в систему (например, из-за конденсата или если соседи сверху затопили квартиру).
Если видов неисправностей всего несколько, то причин намного больше. Чаще всего возникают такие проблемы:
- Перегрев узлов и их деформация или нарушение контактов. Диоды нагреваются не сильно (примерно до 30 градусов). Но если в помещении жарко, то температура под потолком может повыситься до 50-60 градусов, а при таких условиях нарушаются контакты, выходят из строя детали и отслаиваются отдельные элементы на плате. Также проблема возникает, когда радиатор охлаждения со временем покрывается пылью или светильник расположен в месте с плохой вентиляцией.
- Нарушение рекомендованных правил пользования светодиодным оборудованием. Вместе с светильником и люстрой всегда идут условия эксплуатации, при которых производитель гарантирует долгую работу. Любые отклонения повышают риск неисправностей в разы.
- Перегорание диода, спровоцированное скачками напряжения или выходом из строя конденсатора. Это характерно для недорогих моделей.
- Различные нарушения при подключении и установке оборудования. Короткие замыкания и другие сбои работы сети могут быть причиной поломки.
Важно! Чем дешевле используемое изделие, тем выше вероятность, что даже малейшие отклонения от нормы приведут к неисправности.
Не стоит забывать и о заводском браке, он встречается намного чаще, чем в других разновидностях светильников. Особенно часто недоработки бывают в светильниках с пультом дистанционного управления, так как конструкция сложная, а технологии нередко еще не отработаны до конца.
Подготовка к ремонту и что для этого потребуется
Необходимо приготовить все, что нужно для работы. Некоторые предметы могут быть под рукой, другие придется купить, но это обойдется недорого. Список инструментов и приспособлений:
-
Небольшой паяльник с маленьким жалом. Контакты в светильниках мелкие, поэтому стандартный вариант не подойдет. Лучше всего купить специальную модель с разными типам наконечников (плоским и точечным). Не надо забывать и о материалах для пайки – припое, канифоли и т.д.
В некоторых светильниках используют винты с шестигранными головками, поэтому может потребоваться и набор ключей. Ремонт ЛЕД светильников – работа скрупулезная, так как в изделиях много мелких деталей, и если обращаться с ними неаккуратно, можно повредить.
Как починить своими руками
Ремонт диодных светильников позволит сэкономить значительные средства, так как в мастерских чаще всего за эту работу берут половину цены оборудования. Лампочки тоже реально сделать, если под рукой есть нужные запасные части.
Светильник
В идеале нужно иметь под рукой схему оборудования, поэтому при покупке нужно найти ее (на упаковке или в инструкции) и сохранить, чтобы не потерялась. Это существенно упростит работу и поможет разобраться в конструкции намного быстрее. Варианты без дистанционного управления чинить намного проще, надо помнить такие рекомендации:
Помните! Перед началом работы отключить подачу электричества в щитке.
- Снять светильник с потолка, предварительно отсоединив контакты. Если на верхней части много пыли, нужно аккуратно убрать ее, чтобы при разборке внутрь не попал мусор. Далее нужно разобрать корпус, чтобы открыть доступ к внутренним элементам.
- Внимательно осмотреть детали на предмет повреждений и дефектов от перегрева, особенно контакты и соединения. Нередко именно из-за них возникают проблемы. Перепаковать клеммники, а также скрутки, подтянуть винты.
- Если проблем найдено не было, перейти к осмотру ламп или блоков, если реле и светодиоды расположены на одной плате. Подключается блок на 12 или 24 В (в зависимости от номинала элементов), прозваниваются все светодиоды с признаками повреждений или неисправностей.
- Можно поступить проще – включить световой модуль в сеть через блок питания и по очереди замыкать контакты на каждом светодиоде. Делать так до тех пор, пока лампа не загорится, когда сгоревший элемент будет найден.
- Замена светодиодов в светильниках производится только на элементы такого же номинала, поэтому лучше заказать их заранее, так как с приобретением могут быть проблемы. Если установить перемычку в системе, которая включает в себя менее 10 световых элементов, то конденсаторы выйдут из строя из-за перегрузки. В идеале вообще не использовать перемычек при ремонте, но если плата состоит из нескольких десятков диодов, можно замкнуть контакты одного кусочком проволоки, предварительно убрав старый элемент и очистив нагар.
- Если со светодиодами все в порядке, плата проверяется на наличие прогаров, целостность дорожек. Также стоит осмотреть конденсаторы, если они потемнели или вздулись – требуется замена. Из-за перегрева матрицы могут нарушаться контакты, их также стоит проверять внимательно и подпаять все, в которых есть сомнения.
- При обнаружении повреждений в блоке управления стоит заменить его на аналогичный. Уделить внимание характеристикам детали, не перепутать провода при подключении.
- Перед установкой платы на место надо обновить слой термопасты, если он был в месте прилегания радиатора охлаждения. Старую аккуратно стереть влажной салфеткой, поверхность обезжирить, нанести тонкий слой нового состава, равномерно распределив его.
К сведению! Термопасту можно купить в любом компьютерном магазине.
Отремонтировать люстру нетрудно, если разобраться в принципе ее работы. Чаще всего проблема в перегорании светодиода, ведь их соединяют линейно и при выходе одного элемента из строя цепь нарушается. По такому же принципу стоит искать неисправности в ленточных подсветках. Если осмотр не выявил сгоревшего элемента, придется прозвонить все по порядку.
Видео: Ремонт потолочного LED светильника 36 ватт.
Светодиодную лампу
При выходе из строя стандартной лампы способы поиска неисправности не отличаются от варианта, описанного выше. Но тут есть свои особенности, которые стоит учитывать. Чтобы найти проблему и быстро устранить ее, необходимо следовать такой инструкции:
- Для начала нужно убедиться, что проблема в лампочке. Для этого вывернуть из патрона неисправную и на ее место поставить рабочую. Если и она не горит, значит проблема в подаче электричества. Осмотреть контакты в патроне. Если они темные, скорее всего виной всему неплотный прижим, нужно очистить поверхность от нагара, подогнуть усики. Также виновата может быть соединительная колодка плафона или сломавшийся выключатель.
- Если контрольная лампочка загорелась, приступить к ремонту первой. Вначале надо снять рассеиватель, чаще всего его держит тонкий слой герметика, поэтому если аккуратно провернуть соединение, можно сорвать элемент с места. Если он держится, то тонкой отверткой в нескольких местах отжать соединение. Когда и этот способ не помог – прогреть стык феном, это обычно обеспечивает беспроблемное снятие.
Совет! Лучше всего найти такую же неисправную лампочку, чтобы брать из нее нужные запчасти.
С лампочками проще, чем со светильниками, так как их устройство всегда одинаковое. Ремонт несложный, главное – делать все аккуратно, не перегревать плату горелкой и соблюдать полярность диодов при пайке. Других требований нет.
Устранение поломок светильников с дистанционным управлением
Этот вид люстр намного сложнее обычных моделей, поэтому ремонтировать его нужно иначе. Если оборудование не включается, в первую очередь стоит заменить батарейки в пульте дистанционного управления, часто проблема именно в этом. Если замена элементов питания не дала результата, то проводить ремонт так:
- Аккуратно снять люстру с потолка и подготовить к осмотру. Для начала подобрать блок питания с подходящим напряжением и подключить к контактам, после чего включить оборудование пультом. Если оно работает, то стоит искать проблему в проводке. Когда люстра не включилась, но был слышен негромкий щелчок, контроллер скорее всего исправен.
- Драйвер проверить несложно, для этого нужно отключить его от контроллера и подать напряжение напрямую. Если светильник заработал, значит проблема в контроллере. Когда свет не появился, нужно купить драйвер. Они имеют примерно одинаковые характеристики, главное – учитывать количество каналов управления.
- Когда нет драйвера, а нужно пользоваться люстрой, то можно отсоединить провода ламп и драйверов и напрямую подключить их в клеммную колодку. Тогда будете пользоваться оборудованием от стандартного выключателя на стене.
- Поиск других неисправностей стоит проводить так же, как описано выше, разницы в замене светодиодов нет.
Если не работает пульт, поможет только его замена.
Ремонт светодиодных светильников своими руками по силам любому человеку, разбирающемуся в простейших схемах и умеющему пользоваться паяльником. Главное – соблюдать аккуратность и не использовать детали, которые не соответствуют по характеристикам тем, что вышли из строя.
Особенности ремонта светодиодных светильников Армстронг
Сегодня светодиодные светильники находятся почти в каждом доме. Благодаря своему низкому энергопотреблению и большому световому потоку их популярность растёт с каждым днём. Потолочный светильник “Армстронг” стал фаворитом офисной индустрии. Благодаря ему комфортно освещаются миллионы офисных помещений. Давайте посмотрим, как он устроен, какие причины неполадок могут возникать в ходе его эксплуатации, и произведём ремонт светодиодного светильника Армстронг.
Конструкция светильника
Потолочный светодиодный светильник Армстронг имеет размер 600х600 мм. Устанавливается в профиль подвесного потолка соответствующего типа. Конструкция и внешний вид могут отличаться, но на принцип работы это не повлияло. Конструкция:
- металлический корпус светильника (он же радиатор светодиодной ленты);
- защитный экран (рассеиватель);
- светодиодная полоса (отличается типом монтажа светодиодов);
- блок питания (драйвер или блок питания 12 вольт).
Ремонт светильника
Ремонт светильника Армстронг следует начинать с небольшого вступления по теории. Чтобы отремонтировать светильник, нужно знать, какие отличия в них кроются. Причина отличий в большом рынке производителей. Каждая компания использует оборудование, которое у них есть, делает как им удобно и ориентируется на конечного потребителя. Кто-то экономит на материалах, кто-то выбирает более выгодную для них конструкцию. Нам следует в этом разбираться и знать всё, чтобы избежать недопонимания.
Теория
В разделе конструкция светильника мы объяснили, из чего состоит осветительный прибор. Нас интересует электрическая его часть: блок питания, провода и светодиоды, которые монтируются на гибкой печатной плате. Рассмотрим пример на фото:
Первое куда следует обратить внимание – это блок питания. На нём указаны технические характеристики. По ним сразу становится понятно, какой источник питания используется. Варианта всего два:
-
– тип блока питания, рассчитанный на питание светодиодов заданным током. На таком источнике указана его мощность и выходной ток. Напряжение указывается в диапазоне и не имеет постоянной величины. Именно благодаря тому, что выходное напряжение не фиксировано, а изменяется в заданном диапазоне и задаётся нужный ток нагрузки. Такой источник питания никак не выдаст большее значение тока в цепь, чем он рассчитан. При неправильном использовании он просто уходит в защиту и не запускает цепь.
От того, какой тип источника питания используется, зависит и метод установки светодиодов на печатной плате. Для источников питания 12-24 вольт светодиоды монтируются модулями по три штуки в одном. На каждый модуль устанавливается сопротивление.
Для питания от драйвера сопротивления не используется. Модуль ленты выбирается в зависимости от того, какие используются светодиоды, из расчёта их тока и мощности. Модуль может включать в себя от одного до десяти светодиодов.
Что делать, если светодиодный светильник Армстронг не работает
Мы выяснили и разобрались, какие основные конструктивные отличия могут иметь потолочные светильники. Ремонт светильника Армстронг начинается с его вскрытия. Необходимо найти и выкрутить шурупы, которые удерживают рассеиватель. После нам понадобится прибор для измерения напряжения. Дальнейшие операции перечислим последовательным списком:
- Произведите внешний осмотр светильника на предмет наличия следов горения.
- Проверьте входное напряжение сети блока питания – возможно, повреждён питающий кабель;
- Проверьте выходное напряжение источника питания – для этого установите прибор в режим измерения постоянного тока:
- для блоков питания 12-24 вольта напряжение на выходе должно быть стабильным и показывать значение не менее заявленного. Если оно отсутствует – замените блок питания или отремонтируйте его (рассмотрим позже);
- для драйвера условия проверки аналогичны – отсутствие питания на выходе говорит о его неисправности. Напряжение на выходе не должно прыгать от нуля до максимального значения, такое явление вызвано отсутствием нагрузки и может означать неисправность в цепи светодиодов.
Благодаря использованию модулей подключение их к источнику питания осуществляется методом последовательно-параллельного подсоединения, поэтому при выходе из строя одного из последовательно подсоединенных светодиодов перестаёт работать вся цепь, а перегорает её определённый участок.
Ремонт блока питания
В домашних условиях вы можете проверить блок питания и отремонтировать его, если вышел из строя конденсатор (произошёл пробой) или предохранитель. Для начала его необходимо разобрать и произвести наружный осмотр платы. Возможно, вы увидите характерные следы горения. Причиной может стать сгоревший трансформатор, скорее всего такой блок придётся заменить.
Совет эксперта
Предохранитель проверяется прозвонкой. Если он выходит из строя, после его замены и подключения блока питания к цепи убедитесь, что нет закороченных дорожек на печатной плате светодиодов, возможно, она окислена и замкнута.
В этом видео автор по-быстрому ремонтирует офисный светильник Армстронг.
Заключение
Светодиод может перегореть от длительного перегрева, поэтому при сборке светильника обратите внимание на прилегание светодиодной полосы к корпусу. Если часть ленты прилегает не плотно, разместите так, чтобы прилегание к металлу её тыльной стороны было равномерным – это увеличит теплоотдачу и соответственно срок службы.
Отметим, что проводить все работы необходимо при отключённом напряжении. Соблюдайте правила техники безопасности – это убережёт вас от несчастных случаев. Все ремонтные работы необходимо производить пошагово.
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
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.
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?
Зажёг светодиоды на самодельном драйвере из хлама. Сделал аж 5 драйверов
Сегодня мы соберём аж целых 5 драйверов для светодиодных светильников. На основе гасящего конденсатора, схема простая для повторения и не нуждается в наладке, если всё собрано правильно.
Минимум деталей Минимум деталейЗдесь нет никаких транзисторов и микросхем, всё просто до безобразия. Основой всего здесь является гасящий конденсатор, от ёмкости которого зависит ток, который пойдёт на наши светодиоды. Чем выше ёмкость, тем выше и ток. Параллельно конденсатору стоит резистор на 1 МОм, нужен он для того, чтобы разряжать конденсатор, чтобы вас не трахнуло разрядом электрического тока.
Дальше идёт выпрямитель, могут спаянные диоды, может быть готовая диодная сборка. Диоды на напряжение 1000 вольт и ток от 1 ампера. Отлично пойдут 1n4007, которых в избытке абсолютно на всех импортных платах. Ну и фильтрующий электролитический конденсатор, от 250 вольт и ёмкостью чем выше тем лучше. У меня маленькой ёмкости, поскольку драйвера рассчитаны на светильники джаз вей, в которых абсолютно нет места для больших ёмкостных конденсаторов.
Приступаем к сборке! Я приготовил 5 плат из текстолита и гетинакса, на них и будем паять наши схемы. Залуживаем дорожки и распаиваем детали, я использовал готовые диодные мостики со сгоревших драйверов.
Читайте также: