Статья-обзор

Линейные светодиодные лампы: как они устроены, как умирают, и можно ли их отремонтировать. Миссия иногда выполнима!

Когда появились первые светодиодные лампы, они были встречены публикой с восторгом. Цифры в 25-50 тысяч часов работы на их упаковках как бы намекали, что эти лампы будут вечными. И люди им верили, поскольку надёжность полупроводников значительно выше надёжности древних ламп накаливания и даже более новых энергосберегающих ламп на основе газосветных трубок.

Но затем "что-то пошло не так": эти "вечные" лампы тоже стали перегорать; и оказалось, что служат они ненамного дольше старинных ламп накаливания, и только их энергосберегающие свойства подтвердились без всяких сомнений.

В этой статье разберём на примере линейных светодиодных ламп (которые так названы за свою форму), что и как в них сгорает, можно ли их отремонтировать и как это сделать.

Обычно они используются в качестве потолочных или настенных накладных светильников, но есть среди них и исключения (лампы, предназначенные не для самостоятельной работы, а для замены ламп дневного света).

Типовых неисправностей в светодиодных лампах две: гибель светодиодного драйвера и гибель самих светодиодов. Далее на конкретных примерах будут рассмотрены оба варианта.

Оглавление

Линейные светодиодные лампы: их конструкция, схемотехника и отличия от светодиодных лент
 

Драйверы для ремонта линейных светодиодных светильников (краткий обзор)
 

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта светодиодной лампы SmartBuy SBL 13 Вт, 6400K, цоколь G13 (T8): в морг
 

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта светодиодного светильника Эра LLED-01-12W-4000-W: пациент будет жить!
 

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта накладного светодиодного светильника Wolta WLFW36W03 (36 Вт): когда хуже - некуда
 

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта накладного светодиодного светильника LEEK LE LED ECO 03 (40 Вт): эклектика как она есть
 

Что делать, если светодиодный драйвер исправен, но надо заменить множество светодиодов?
 

Окончательный диагноз

Линейные светодиодные лампы и светильники: их конструкция, схемотехника и отличия от светодиодных лент

Осветительные устройства на основе светодиодов подразделяются на три укрупнённых класса: лампочки, линейные светильники и светильники произвольной формы (круглые, квадратные, прямоугольные и т.д.). Кроме того, существуют специальные классы светодиодных источников света: автомобильные лампы, прожектора и тому подобное.

Традиционные грушевидные лампочки обычно используются в быту. Там они успешно заменяют добрые старые лампы накаливания, и позволяют создать изящные и разнообразные светильники: от простых ночников до помпезных люстр.

Линейным светодиодным светильникам не свойственен такой гламур, и они чаще всего используются для хозяйственно-производственного нужд: в офисах, цехах заводов, магазинах, гаражах, чуланах и других нежилых помещениях.

Соответственно, линейный светодиодный светильник может именоваться на торговых площадках как "потолочный светодиодный светильник", "настенный светодиодный светильник" или просто "накладной светодиодный светильник".

Линейные светодиодные светильники имеют удлинённую конструкцию; и сначала кажется, что у них внутри те же самые светодиодные ленты, которые продаются в магазинах бобинами по 5-10 метров.

Но на самом деле они устроены совсем по-разному. Далее отличия будут подробно описаны, чтобы не возникало греховного соблазна обращаться с линейными светильниками так же, как со светодиодными лентами (и наоборот).
 

Устройство светодиодных лент

Возьмём для примера отрезок типовой светодиодной ленты на напряжение 12 В:

Лента состоит из множества ячеек, расположенных на ленте последовательно, но электрически соединённых параллельно.

В каждой ячейке содержатся по три последовательных светодиода и один гасящий резистор, задающий необходимую величину тока через светодиоды.

Ленту можно резать на куски с любым произвольным числом ячеек, при этом в их функционировании ничего не меняется.

Какого-то особого питания светодиодным лентам не требуется: их просто надо подключить к стабилизированному блоку питания 12 В, и всё работает!

Бывают также ленты на напряжения 5 и 24 В, они отличаются только числом светодиодов в секциях.
 

Устройство линейных светодиодных светильников

В отличие от низковольтных светодиодных лент, источник света в светодиодных светильниках - высоковольтные светодиодные планки (линейки).

Так выглядит типовая светодиодная планка (фрагмент):

Высокое напряжение их работы достигается путём последовательного соединения большого числа светодиодных секций (от 10 и выше). В каждой последовательной секции может быть от одного до 5-7 параллельных светодиодов. Напряжение питания таких планок может достигать 100 В и выше.

На приведённой выше фотографии светодиодной планки имеется наиболее полное её обозначение (так бывает редко): указано число светодиодов (85 шт.), структура их соединения (5B17C - это 5 параллельных светодиодов в секции, 17 последовательных секций), и даже длина линейки (568 мм).

Изготовляются светодиодные планки, как правило, на жесткой основе (в отличие от светодиодных лент, в которых светодиоды крепятся на гибкую основу).

В высоковольтных светодиодных планках нет гасящих резисторов. Из этого проистекают два вывода: первый - их КПД выше, чем КПД светодиодных лент; а второй - что для них нужен специфический высоковольтный блок питания со стабилизацией выходного тока. Подобного рода блоки питания по традиции называются светодиодными драйверами (не путать с программными драйверами для компьютерных устройств).

Как выглядят драйверы для светодиодных планок, увидим далее в статье.

Светодиодные драйверы для ремонта линейных светодиодных светильников (краткий обзор)

В предвкушении того, что в собранных для анализа неисправностей линейных светильниках могут быть сгоревшие драйверы, я заранее заказал на небезызвестном Алиэкспресс пару разных по отдаваемому току светодиодных драйверов: одни - на ток 220-230 мА, второй - на 270-280 мА. Эти токи могут быть изменены (в меньшую сторону); и как это сделать - тоже будет описано.

Куплены драйверы были здесь (на Алиэкспресс); правда, по итогам работы потребовался только один из них.

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Цена - около 150 российских рублей на дату выхода статьи (в дальнейшем может меняться, проверяйте!). Там же, у китайских товарищей, можно купить светодиодные драйверы другой формы и мощности.

Выглядят драйверы так:

Верхний на фото светодиодный драйвер - на ток 270-280 мА, нижний - на 220-230 мА. Внешне они отличаются тем, что на более сильноточном драйвере установлен более крупный электролитический конденсатор со стороны подключения сетевого напряжения (15 мкФ/400 В против 10 мкФ/400 В у "младшего" драйвера).

Центральный элемент светодиодных драйверов - чип импульсного понижающего DC-DC преобразователя со стабилизацией тока выхода. Чип работает совместно с дросселем, внешне похожим на маленький трансформатор.

Важно! Драйверы для линейных светодиодных светильников - неизолированные, т.е. как на драйверах, так и на питаемых ими светодиодах присутствует сетевое напряжение. Необходимо строгое соблюдение правил электробезопасности!

В обоих драйверах используется микросхема BP2866C. К сожалению, толковой информации найти не удалось; а в datasheet, собственно, из полезного - только типовая схема включения (datasheet BP2866C).

Драйверы работают на высокой частоте преобразования (около 100 кГц), поэтому на выходе драйвера для сглаживания пульсаций достаточно конденсатора значительно меньшей ёмкости, чем на входе (2.2 мкФ/400 В).

Поскольку драйверы выдают на выходе стабилизированный ток, напряжение на нагрузке определяется самой нагрузкой, т.е. светодиодами. Приблизительно можно считать, что каждый белый светодиод (или каждая последовательная секция светодиодов) требует напряжения около 3 В. Умножая число последовательных секций на 3 В, получаем напряжение, которое падает на всей светодиодной линейке.

На холостом ходу (когда нагрузка не подключена) напряжение на выходе драйвера составляет почти что полную величину выпрямленного сетевого напряжения, т.е. около 300 В (руками не трогать!).

Кстати, благодаря стабилизации выходного тока светодиодных драйверов, линейные светильники выдают немерцающий свет (грушевидные лампы не всегда обладают таким свойствам, так как в них часто применяются упрощённые драйверы с плохим подавлением пульсаций сетевого напряжения).

Обратная сторона печатных плат драйверов:

Разводка печатных плат абсолютно одинаковая (как и следовало ожидать).

Теперь снова посмотрим на верхнюю сторону плат, чтобы разобраться, как они задают ток нагрузки и как его поменять.

Начнём с платы на 220-230 мА (указан возможный разброс выходного тока из-за разброса характеристик элементов):

В качестве токозадающего резистора здесь используются два параллельных резистора: 1.3 Ом и 2.1 Ом. Они расположены на фото над чипом преобразователя и обведены красной рамкой.

Их общее сопротивление - 0.803 Ом. Соответственно, для уменьшения тока выхода достаточно отпаять один или другой резистор.

Если допустить линейную зависимость отдаваемого тока от сопротивления токозадающего резистора, то можно рассчитать значение тока, если отпаять один или другой резистор.

Если отпаять 2.1 Ом (оставить 1.3 Ом), то получим 135.9 - 142.1 мА.

Если отпаять 1.3 Ом (оставить 2.1 Ом), то получим 84.1 - 87.9 мА.

Теперь аналогично проанализируем плату на 270-280 мА:

Здесь ток задают соединённые параллельно резисторы 1.13 Ом и 1.5 Ом; общее сопротивление 0.644 Ом.

Если отпаять 1.5 Ом (оставить 1.13 Ом), то получим 153.9 - 159.6 мА.

Если отпаять 1.13 Ом (оставить 1.5 Ом), то получим 115.9 - 120.2 мА.

В статье вернёмся к этим драйверам далее, когда они потребуются.

Всего для экспериментов было собрано 5 вышедших из строя линейных светильников.

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта светодиодной лампы SmartBuy SBL 13 Вт, 6400K, цоколь G13 (T8): в морг

Проработала 5 лет.

Хотя эта лампа схемотехнически ничем не отличается от остальных героев статьи, она сильно отличается по конструктиву. Отличие заключается в том, что остальные герои обзора - это самодостаточные и готовые к употреблению изделия, а эта лампа - именно лампа. Она предназначена для замены старинных ртутных ламп дневного света и имеет совместимый с ними цоколь:

Цоколь T8 светодиодной лампы Smartbuy:

Особенность лампы состоит в том, что её основная часть - стеклянная. Обращаться с осторожностью!

Для разборки лампы с силой выдираем "пробки" с её торцов (если часть пластикового обрамления лампы будет повреждена, ничего страшного). Со стороны одного из торцов обнаруживается светодиодный драйвер:

Так выглядит светодиодный драйвер лампы сверху и снизу:

В драйвере использован чип MT7828C (datasheet MT7828).

Пробное включение лампы в разобранном виде показало, что на выходе драйвера (и, соответственно, на входе светодиодной линейки) имеется постоянное напряжение 280 В, но светодиоды не светятся. Диагноз: обрыв в светодиодной линейке. Сам светодиодный драйвер, скорее всего жив; так как на холостом ходу напряжение на выходе исправного драйвера как раз должно быть близким к выпрямленному сетевому напряжению.

Для дальнейшей разборки очень хотелось достать из лампы светодиодную линейку и посмотреть, что там случилось со светодиодами; но оказалось, что линейка насмерть приклеена к внутренней стороне стеклянного корпуса лампы по всей длине. Достать линейку, не повредив лампу, невозможно.

Но природное любопытство всё же заставило разбить лампу и проверить, что там произошло.

После того, как корпус лампы был разбит, оказалось, что светодиодная линейка там собрана по формуле 2B34C (34 последовательных секции по 2 параллельных светодиода).

Были, действительно, обнаружены прогоревшие светодиоды:

Каковы могут быть причины этой беды?

Возможных причин две: либо скрытые дефекты в светодиодах, либо их работа в режиме, близком к предельному. Впрочем, одно не исключает другого.

При этом в возможной работе в предельном режиме может быть виновен и сам производитель светодиодной линейки, при расчёте лампы взявший за основу предельно-допустимый ток через светодиоды; хотя длительное время в таком режиме они работать не должны!

Банальный же перегрев светодиодов в данном случае вне подозрения, так как рассеваемая мощность на каждом светодиоде относительно невелика и составляет 191 мВт (13 Вт / 68 диодов), а расстояние между светодиодами - достаточно большое.

Проверка драйвера от этой лампы с другой светодиодной линейкой показала, что он, действительно, жив; а отдаваемый в нагрузку ток составляет 110 мА.

Окончательный диагноз для этой лампы: ремонту не подлежит, но может быть разобрана на органы (оставшийся в живых светодиодный драйвер может быть донором для ремонта других светильников, для которых он подойдёт по силе тока и габаритам).

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта светодиодного светильника Эра LLED-01-12W-4000-W: пациент будет жить!

Этих ламп ко мне попали целых две штуки:

Они просто не светились, и всё.

Их разборка, в отличие от предыдущего пациента и традиционных грушевидных ламп, проста и бесхитростна: клея, стекла и прочих неудобств здесь нет. Для разборки достаточно извлечь торцевую заглушку рядом с выключателем, а также вытолкнуть наружу сам выключатель и освободить его контакты. Не могу сказать, что это делается элементарно; даже отщёлкнуть защелку торцевой заглушки снизу - дело не совсем простое, но миссия - выполнима!

Вскрытие первого же светильника (проработал менее месяца) показало пример неожиданной неисправности: из-за плохой пайки банально отвалился провод, идущий от светодиодного драйвера к планке со светодиодами:

Здесь же обратим внимание, что планка со светодиодами не приклеена, а вставлена в направляющие пазы. Благодаря этому, в случае неисправности небольшого количества светодиодов, возможно планку извлечь и отремонтировать просто их замыканием. Поскольку питается светодиодная линейка стабилизированным током, то замыкание одних светодиодов к повышению нагрузки на оставшиеся не приводит (но несколько снижает яркость за счёт сокращения числа рабочих светодиодов).

Кроме того, выдвижная конструкция планки позволила её частично выдвинуть и выяснить её схемную структуру. Она оказалась 2B31C (31 последовательная секция по 2 параллельных светодиода), итого 62 светодиода. Таким образом, мощность рассеяния на каждый светодиод составляет 194 мВт (12 Вт / 62 шт.), что не должно создавать опасность перегрева.

Был измерен ток, отдаваемый светодиодным драйвером в планку; он оказался 120 мА.

После припайки проводника к контактной площадке светильник заработал, как положено.

Мораль: если не работает светодиодный светильник и Вы не сильны в электронике, всё равно надо сделать ему вскрытие: возможно, что неисправность окажется очень простой.
 

Со вторым экземпляром светильника Эра LLED 12 Вт отделаться "малой кровью" не удалось: неисправность оказалась серьёзной. Проработал 5 лет.

У него сгорел драйвер, причём очень сильно, с частичным осаждением на плату копоти от сгоревших элементов (видна на левой стороне платы):

Надо сказать, что такая форма выхода из строя весьма характерна для устройств, не имеющих плавких предохранителей. Зря, очень зря от них стали отказываться в технике!

Проверка извлечённой светодиодной планки с помощью драйвера, оставшегося от упомянутой выше лампы SmartBuy, показала, что все светодиоды планки живы и здоровы.

Таким образом, решить нужно только проблему со светодиодным драйвером.

Конечно, можно было бы идти по пути наименьшего сопротивления, и просто вместо сгоревшего драйвера установить готовый светодиодный драйвер на 280 мА из числа заранее купленных. Разве что от него потребовалось бы отпаять один из токозадающих резисторов (1.13 Ом), чтобы получить ток 120 мА.

Но, как говорили комсомольцы прошлого века: "Мы не ищем лёгких путей!" :)

Была сделана попытка отремонтировать драйвер на элементном уровне (забегая вперёд, надо сказать, удачная попытка).

Первым делом с него были выпаяны сгоревшие детали: диодный мост и входной токоограничивающий резистор. После этого плата была зачищена от копоти (она может быть электропроводной).

Затем эти детали были сняты с донорского нерабочего драйвера (он остался от светильника, который будет рассмотрен следующим) и припаяны на ремонтируемый.

После установки этих деталей ремонтируемый драйвер выглядел так:

Также был установлен с платы-донора изначально отсутствовавший варистор (голубая деталь слева). Он предназначен для защиты от бросков сетевого напряжения.

Затем светильник был собран с отремонтированным драйвером и подключен к сети через лампу накаливания 75 Вт (она служила в качестве "самовосстанавливающегося" предохранителя, можно и больше 75 Вт). Результат оказался позитивным: светильник работал!

Таким образом, ремонт светодиодного драйвера в данном случае оказался успешным; хотя он не всегда возможен, и вообще не всегда имеет смысл (убедимся далее при рассмотрении других светильников).

Теперь глянем на теплоснимки светодиодного драйвера этого светильника и его светодиодной планки. Снимки сделаны с извлечёнными внутренностями светильника после разогрева и перехода в установившийся режим.

Сначала посмотрим на теплоснимок драйвера:

Разогрев драйвера оказался умеренным, примерно до 62 градусов. Самой горячей деталью оказался чип.

Теперь - термоснимок светодиодной планки:

Здесь нагрев - чуть выше, до 72 градусов. Это - тоже вполне приемлемая величина.

Теплоснимки были сделаны при извлечении компонентов на открытый воздух; но даже если после установки в корпус их температура повысится на 10-15 градусов, никакой угрозы жизни и здоровью светильника такая температура представлять не будет.

Итак, светильники "Эра" в целом показали себя ремонтопригодными изделиями, что не часто встречается в наши дни. Этому в немалой степени помогло расположение светодиодной линейки и светодиодного драйвера на разных "этажах" светильника, что способствовало распределению тепла и исключению "вялотекущего" перегрева.

Найти такие светильники Эра можно на Яндекс.Маркет. Есть подобные светильники и у других производителей. Реклама. ООО "Яндекс" ИНН 7736207543

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта накладного светодиодного светильника Wolta WLFW36W03 (36 Вт): когда хуже - некуда

Проработал 3 года.

Светильник внутри содержит светодиодную линейку из 96 светодиодов, соединённых в 48 последовательных секций по 2 параллельных светодиода в каждой.

Этот светильник с одного конца выглядел, как живой:

А с другого конца, где расположен светодиодный драйвер, светильник выглядел, как совсем мёртвый:

Торцевая заглушка, в которой был расположен светодиодный драйвер, оплавилась и покоробилась.

Тем не менее, светильник не был совсем мёртвым. После снятия пластикового рассеивателя и подключения сетевого напряжения оказалось, что часть светодиодов всё-таки светится и слегка моргает:

На фото видно, что два левых светодиода не светятся. Попутно ещё оказалось, что если на светодиоды чем-то нажимать (только не пальцем - электробезопасность!), то светящиеся светодиоды могут погаснуть, а несветящиеся - наоборот, загореться!

Иными словами, в результате длительной эксплуатации стал нарушаться контакт либо внутри светодиодов, либо в месте их припайки к планке; либо возникают короткие замыкания в светодиодах; либо и то, и другое, и третье.

Дальнейший осмотр показал, что наибольшая концентрация неработающих светодиодов наблюдалась в тех местах, где светодиодная планка была плохо приклеена к основе, коей является окрашенный алюминиевый профиль.

Алюминиевый профиль, даже тонкий, - это хороший теплоотвод (за счёт большой площади). Но если греющаяся деталь не имеет с ним контакта, то можно считать, что никакого теплоотвода нет.

В данном случае постоянное термоциклирование в широких пределах (из-за плохого теплоотвода) могло чисто механически повредить как сами светодиоды, так и их контакт с проводниками на планке.

При этом надо отметить, что удельная рассеиваемая мощность на каждый светодиод здесь значительно выше, чем у предыдущих рассмотренных светильников и составляет 375 мВт (36 Вт / 96 шт.). У ранее рассмотренных светильников она была вдвое ниже! То есть, отсутствие надёжного контакта с теплоотводом, в данном случае, - это криминал с точки зрения конструктива.

Теперь осталось ещё рассмотреть светодиодный драйвер этого светильника:

Драйвер построен по схеме, аналогичной предыдущим рассмотренным светильникам, только чип здесь другой.

Явно сгоревших деталей здесь не было; но и работать, как должно, он не хотел. Проверка драйвера с другой, заведомо исправной светодиодной линейкой, показала, что отдаваемый ток составляет всего лишь 11 мА; в то время, как по номиналу штатной линейки светильника от драйвера требовалось 230 мА.

По всей видимости, вышел из строя именно чип, не выдержавший перегрева (вспоминаем оплавившуюся крышку на торце светильника, где находился драйвер). Причём, вполне возможно, что сам драйвер и был причиной перегрева. Если допустить его КПД на уровне 90%, то на нём рассеивалось 3.6 Вт мощности, что немало при таких ограниченных габаритах и в тесном пространстве.

В итоге было решено драйвер не восстанавливать, а использовать в качестве донора органов. Три его элемента (диодный мост, варистор и мощный резистор) были использованы для ремонта драйвера из выше рассмотренного светильника "Эра".

Итого: в данном светильнике Wolta 36 Вт изначально применены неудачная конструкция и схемотехника с перегрузкой и перегревом светодиодов; а окончательно добило его некачественное изготовление с плохой приклейкой светодиодной линейки к донышку корпуса светильника (оно могло бы быть хорошим теплоотводом, но не стало).

Светильник - в морг, восстановление не целесообразно. Разве что можно оставить донышко из алюминиевого профиля и рассеиватель света для изготовления светильников собственных конструкций на основе светодиодных лент (вот пример).

Разборка, диагностика и проверка возможности ремонта накладного светодиодного светильника LEEK LE LED ECO 03 (40 Вт): эклектика как она есть

Проработал больше 2-х лет, близко к 3-м.

При жизни этот светодиодный светильник выглядел так (картинка с Яндекс.Маркет):

Но такую красивую фотографию я представить не смогу. Светильник стал разваливаться (!) ещё в процессе съёма с места своей установки, а попытка его разборки добила этот светильник окончательно.

Насчёт "разваливаться" - это не художественное преувеличение, у него действительно рассыпались две пластиковые детали из трёх: рассеиватель света и торцевая заглушка, в которой находился светодиодный драйвер. Осталась только пустая торцевая заглушка; а спасло её то, что она находилась в наименее нагреваемом месте светильника.

Так выглядел тот край светильника, где заглушка была пустой (рассеивателя нет, его останки были сняты):

А вот так выглядел тот край светильника, в заглушке которого был установлен светодиодный драйвер:

Похоже, что заглушка и рассеиватель были изготовлены из пластика с плохой термостойкостью, который при нагревании не плавился, а становился хрупким.

Светильник не подавал никаких признаков жизни, а напряжение на выходе светодиодного драйвера было нулевым.

Вот как выглядел драйвер сверху:

Вверху драйвера видна заливка каким-то слегка мягким пластиком, с помощью которого драйвер держался в торцевой заглушке.

В центре платы видно сильное потемнение, вызванное перегревом. Он же, видимо, был причиной трещины на оболочке электролитического конденсатора справа.

Вид драйвера снизу:

На нижней стороне платы присутствуют довольно много деталей, включая силовой транзистор (слева вверху). Схему драйвера можно назвать сложной, а его мощность - высокой. Так что, в принципе, драйвер был хороший; но оказался в плохом месте.

Ремонтировать такие вещи на элементном уровне - сложно, так что переводим этот светодиодный драйвер в разряд доноров для разборки на органы.

А теперь давайте поговорим о хорошем!

В светильнике установлены две светодиодные планки, каждая с формулой 4B25C (25 последовательных секций по 4 параллельных в каждой); планки соединены параллельно. Итого - 200 светодиодов, мощность на каждом составляет ровно 200 мВт (40 Вт / 200шт.); что вдвое ниже, чем у предыдущего светильника.

Такие светодиодные планки должны жить долго и счастливо!

Но и это ещё не весь позитив! Давайте посмотрим на торец светильника с той стороны, где планки соединяются параллельно:

На фото видно, что светодиодные планки не приклеены к алюминиевому донышку корпуса тяп-ляп (как у предыдущего светильника), а вставлены в направляющие пазы, что гарантирует хороший тепловой контакт с алюминиевым донышком по всей длине.

Все перечисленные плюсы сработали: как показала проверка с помощью светодиодного драйвера, добытого из первой лампы в статье, все светодиоды до единого в этом светильнике живы и здоровы! Жалко, если такое добро пропадёт.

В связи с этим, хотя корпус светильника сильно пострадал из-за гибели двух важных пластиковых деталей, было принято решение реанимировать этот светильник; а для обеспечения электробезопасности разместить его в месте, недоступном для случайного прикосновения (на стене под самым потолком). Таблички "Руками не трогать!" и "Не влезай, убьёт!" тоже не помешали.

Теперь осталось выбрать правильный драйвер из числа имеющихся.

При жизни светильника в исходной конфигурации ток через светодиодные планки должен был составить 533 мА (40 Вт / 75 В), где 75 В - расчётное напряжение на планке (3 В * 25 последовательных светодиодов).

Самый мощный из имеющихся драйверов (купленных и донорского) рассчитан на ток выхода 270-280 мА. Его подключение не позволит раскачать светодиодные планки на полную мощность (40 Вт), а даст только примерно 20.25 - 21.0 Вт, но и это неплохо.

В итоге этот драйвер был закреплён через прокладку на углу донышка светильника и подключен к светодиодным планкам:

Как можно видеть, по внешнему виду конструкция получилась ни разу ни комильфо. Из-за этого, несмотря на её полноценное функционирование в качестве источника света, устанавливать сей светильник в офисах и других присутственных местах ни в коем случае нельзя. Её удел - это личные мастерские, гаражи, чуланы и прочие фахверковые сараи (нем. - помещения для занятием рукодельными хобби).

И, наконец, окончательное испытание:

На фото кажется, будто светятся не две, а четыре светодиодные планки. Такой оптический эффект возникает из-за того, что края донышка изогнуты так, чтобы отражали свет от диодов в сторону освещаемого пространства.

Измерения электрических параметров показали, что ток через светодиодные планки составляет 281 мА, напряжение на планках составляет сразу после включения 75.3 В;  и 73.4 В - после прогрева. Таким образом, мощность в установившемся режиме составляет 20.6 Вт. Это - вдвое меньше исходного номинала светильника; но светодиодные 20 Вт - это очень яркий свет, вполне достаточный для освещения помещения площадью 15 - 20 кв. м.

И, на всякий случай - проверка температурного режима с помощью тепловизора. Так выглядит в установившемся режиме светильника  теплоснимок той его части, где расположен светодиодный драйвер:

Светодиодный драйвер разогрелся почти до 71 градуса; а самые тёплые детали - чип и дроссель. Это - не слишком большая температура, не угрожающая здоровью и жизни драйвера. Если же попытаться экстраполировать этот нагрев на исходный (сгоревший) драйвер, то надо учитывать, что его выходная мощность была вдвое выше, а сам он находился в маленьком тесном пространстве. Температура могла зашкаливать за 100 градусов просто запросто!

Теперь - тепловой снимок светодиодов:

Светодиоды - совсем холодные, ниже 38 градусов. Но, опять же, они работают после ремонта только вполовину мощности. При работе на полную мощность (40 Вт) их температура была бы гораздо выше, но всё равно не стала бы критической.

Итого: в этом светильнике наблюдаем полную эклектику: смешались очень правильные конструктивные решения с отвратительным качеством материалов.

Что касается сгоревшего светодиодного драйвера в этом светильнике, то, может быть, ему повезло бы больше, если бы его печатная плата была бы сделана более крупной с менее скученным расположением элементов.

Со стратегической точки зрения, для линейных светильников мощность в 36-40 Вт и выше - избыточная, так как их светодиодный драйвер почти гарантированно будет работать с перегревом.

Пожалуй, более высокую надёжность можно ожидать от линейных светильников мощностью до 30 Вт.

Что делать, если светодиодный драйвер исправен, но надо заменить множество светодиодов?

Если в высоковольтной светодиодной планке наблюдается массовый выход из строя светодиодов, то "лечить" такую планку замыканием сгоревших светодиодов смысла нет: светить они будут тускло, а внешний вид планки с множественными "дырами", где светодиоды не светятся, будет навевать тоску. Надо менять их всех!

Замену можно произвести на светодиодную ленту; а чтобы её напряжение было равно напряжению на вышедшей из строя высоковольтной планке, надо соединить последовательно несколько отрезков светодиодной ленты.

При этом сначала надо рассчитать, какое количество отрезков светодиодной ленты нам надо соединить последовательно, чтобы получить то напряжение, которое до ремонта было суммарно на высоковольтных светодиодных планках светильника.

Кроме того, надо правильно рассчитать длину отрезков светодиодных лент, чтобы у них не было перегрузки по току. Для этого надо обеспечить, чтобы потребление каждого отрезка при номинальном напряжении ленты было бы строго больше, чем ток, отдаваемый светодиодным драйвером светильника. Можно даже сказать, что чем больше, тем лучше: в этом случае ток через каждый отдельный светодиод ленты будет ниже, что поможет продлению срока службы светодиодов.

Короче говоря, не скупитесь на длину соединяемых отрезков светодиодной ленты!

Кстати, чем больше будет длина отрезков ленты, тем меньше будет потеря КПД на токоограничительных резисторах светодиодной ленты (ещё один повод не скупиться на ленте).

Очень важно соблюсти технику безопасности, так как светодиодная лента будет находиться под сетевым напряжением (драйвер не изолирует гальванически схему от сетевого напряжения). При испытаниях не прикасаемся к оголенным контактам; а при монтаже должно быть исключено случайное соединение элементов схемы с корпусом светильника. Так же помним, что, согласно ПУЭ, металлические корпуса светильников должны быть заземлены. И вообще, почитать ПУЭ - очень полезно! Техника безопасности - наше всё!
 

Окончательный диагноз рассмотренных линейных светодиодных светильников

Разборка и анализ конструкций линейных светодиодных светильников показали, что из-за конструктивных недоработок и халтурного изготовления они, действительно, могут выходить из строя гораздо чаще, чем могли бы, исходя из надёжности и ресурса применённых электронных элементов.

Здесь собрались в кучу все возможные проблемы. К счастью, чаще всё-таки они встречаются не вместе, а раздельно (за исключением особо тяжелых случаев).

Вот их обобщённый список:

- использование светодиодных планок в предельно-допустимом режиме;

- размещение светодиодных драйверов в ограниченном пространстве с затруднённым охлаждением;

- некачественное закрепление светодиодных планок на теплоотводящей основе;

- применение пластика с плохой термостойкостью;

- некачественная пайка.

Теоретически ремонт линейных (накладных) светодиодных светильников произвести легче, чем стандартных грушевидных ламп; поскольку их легче разобрать: их составные части в большинстве случаев соединены без клея и прочих видов соединений, которые трудно поддаются разборке.

Но, к сожалению, применение пластика с плохой термостойкостью (который оплавляется или становится хрупким), приводит к таким повреждениям внешнего вида светильника, что ремонт одной только электроники, хотя и возможен, становится почти бессмысленным (отремонтированное изделие можно будет использовать только в кладовках и других местах, где внешний вид светильника будет не критичен).

Единственным приятным исключением по части ремонтопригодности стали линейные накладные светильники "Эра" (из числа рассмотренных светильников); они же имеют и наиболее грамотный конструктив, практически исключающий перегрев. К сожалению, в силу своей конструкции, они подходят не для всех применений. Подобного рода светильники есть и у других производителей.

Кроме всего сказанного, надо отметить принципиальную проблему у большинства линейных светильников высокой мощности (от 30 Вт). Их светодиодный драйвер обычно располагается в тесном месте в торцевой заглушке, что создаёт условия для его перегрева и выхода из строя.

Если требуется высокая освещённость, то при большой требуемой мощности светильника лучше применять не линейные, а прямоугольные светильники, где больше объём и лучше распределяется тепло. Либо можно приобретать линейные светильники меньшей мощности, но в большем количестве для создания той же освещённости.

Кроме того, при выборе светодиодных светильников не забываем о таком факторе, как цветовой тон (цветовая температура). Кому-то нравится холодные тона (цветовая температура 5000K и выше), кому-то нейтральные (около 4000K), а кому-то тёплые (2700-3600K).

И, конечно, помним, что ремонтируя вышедшие из строя вещи, мы уменьшаем количество мусора и помогаем сохранить природу!

Всем спасибо за внимание!
 

Дополнительный материал: Устройство и ремонт светодиодных ламп
 

Весь раздел Свет и освещение
 

Весь раздел DIY (сделай сам!)
 

Перейти на Главную

  Ваш Доктор.
 09 декабря 2022 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!