Насамперед, розглянемо відмінність стандарного блоку живлення та драйвера для світлодіодів. Для початку потрібно визначитися – що таке блок живлення? У загальному випадку це - джерело живлення будь-якого типу, що є окремим функціональним блоком. Зазвичай він має певні вхідні та вихідні параметри, причому неважливо – для живлення яких саме пристроїв призначений. Драйвер живлення світлодіодів забезпечує стабільний струм на виході. Іншими словами – це теж блок живлення. Драйвер - це лише рекламне позначення - щоб уникнути плутанини. До появи світлодіодів джерела струму - а ним і є драйвер, що не мали широкого поширення. Але з'явився надяскравий світлодіод - і розробка джерел струму пішла семимильними кроками. А щоб не плутатися – їх називають драйверів.Отже, давайте домовимося про деякі терміни. Блок живлення – це джерело напруги (constant voltage), Драйвер – джерело струму (constant current). Навантаження - те, що ми підключаємо до блока живлення або драйвера.
Блок живлення
Більшість електроприладів та компонентів електроніки вимагають для своєї роботи джерела напруги. Ним є звичайна електрична мережа, яка є у будь-якій квартирі у вигляді розетки. Всім відоме словосполучення "220 вольт". Як бачите - жодного слова про струм. Це означає, що якщо пристрій розрахований на роботу від мережі 220 В, то вам неважливо - скільки струму він споживає. Аби було 220 – а струм він візьме сам – стільки, скільки йому потрібно. Наприклад, стандартний електричний чайник потужністю 2 кВт (2 000 Вт), включений у мережу 220 в, споживає наступний струм: 2 000 / 220 = 9 ампер. Досить багато, з огляду на те, що більшість звичайних електричних подовжувачів розраховано на 10 ампер. У цьому причина частого спрацьовування захисту (автомата) при включенні чайників у розетку через подовжувач, в який і так вставлено багато приладів – комп'ютер, наприклад. І добре, якщо захист спрацює, інакше подовжувач може легко розплавитися. І так - будь-який прилад, розрахований на включення в розетку - знаючи, яка його потужність, можна обчислити струм, що споживається.Але більшість побутових пристроїв, таких як телевізор, DVD-програвач, комп'ютер, потребують зниження мережної напруги з 220 В до потрібного рівня - наприклад, 12 вольт. Блок живлення - це якраз той пристрій, який займається таким зниженням.
Зменшити напругу мережі можна різними способами. Найпоширеніші блоки живлення - трансформаторний та імпульсний.
Блок живлення на основі трансформатора
В основі такого блоку живлення лежить велика, залізна штука, що гуде.:) Ну, нинішні трансформатори гудуть поменше. Основна перевага - простота та відносна безпека таких блоків. Вони містять мінімум деталей, але при цьому мають непогані характеристики. Основний мінус - ККД та габарити. Чим більша потужність блоку живлення - тим він важчий. Частина енергії витрачається на "гудіння" та нагрівання:) Крім того, в самому трансформаторі втрачається частина енергії. Іншими словами – просто, надійно, але має велику вагу і багато споживає – ККД на рівні 50-70%. Має важливий невід'ємний плюс – гальванічну розв'язку від мережі. Це означає, що якщо станеться несправність або ви випадково залізете рукою у вторинний ланцюг живлення – струмом вас не стукне :) Ще один безперечний плюс – блок живлення може бути включений у мережу без навантаження – це йому не зашкодить.Але давайте подивимося, що буде, якщо перевантажити такий блок живлення.
Є: трансформаторний блок живлення з вихідною напругою 12 вольт та потужністю 10 ват. Підключимо до нього лампочку 12 вольт 5 ват. Лампочка світитиметься на всі свої 5 ватів і споживатиме струму 5/12 = 0,42 А.
Підключимо другу лампочку послідовно до першої, ось так:
Обидві лампочки світитимуться, але дуже тьмяно. При послідовному з'єднанні струм в ланцюзі залишиться тим самим - 0,42 А, а ось напруга розподілиться між двома лампочками, тобто кожна отримає по 6 вольт. Зрозуміло, що світитимуться вони ледве-ледь. Та й споживатиме при цьому кожна приблизно по 2,5 Вт.
Тепер змінимо умови - підключимо лампочки паралельно:
У результаті напруга на кожній лампі буде однакова - 12 вольт, а ось струму вони візьмуть кожна по 0,42 А. Тобто струм у ланцюзі зросте вдвічі. Враховуючи, що блок у нас потужністю 10 Вт – мало йому вже не здасться – при паралельному включенні потужність навантаження, тобто лампочок, підсумовується. Якщо ми ще й третю підключимо - то блок живлення почне дико грітися і згорить, можливо, прихопивши з собою вашу квартиру. А це тому, що він не вміє обмежувати струм. Тому дуже важливо правильно розрахувати навантаження на блок живлення. Звичайно, блоки складніше містять захист від перевантаження та автоматично відключаються. Але розраховувати на це не варто – захист, буває, теж не спрацьовує.
Імпульсний блок живлення
Найпростіший і найяскравіший представник - китайський блок живлення для галогенових ламп 12 В. Містить не велика кількістьдеталей, легка, маленька. Розміри 150 Вт блоку - 100х50х50 мм, вага грамів 100. Такий же трансформаторний блок живлення важив би кілограми три, а то й більше. У блоці живлення для галогенних ламп теж є трансформатор, але він невеликий, тому що працює на підвищеній частоті. Слід зазначити, що ККД такого блоку теж не на висоті – близько 70-80%, при цьому він видає пристойні перешкоди в електричну мережу. Є ще безліч блоків, заснованих на аналогічному принципі – для ноутбуків, принтерів тощо. Отже, основна перевага - невеликі габарити та мала вага. Гальванічна розв'язка також є. Недолік - той самий, що й у його трансформаторного побратима. Може згоріти від перевантаження:) Так що якщо ви вирішили зробити у себе вдома освітлення на 12 В галогенних лампах - підрахуйте допустиме навантаження на кожен трансформатор.Бажано робити від 20 до 30% запасу. Тобто, якщо у вас трансформатор на 150 Вт - краще не вішайте на нього більше, ніж 100 Вт навантаження. І уважно стежте за равшанами, якщо вони роблять ремонт. Розрахунок потужності їм довіряти не варто. Також варто зазначити, що імпульсні блоки не люблять включення без навантаження. Саме тому не рекомендується залишати зарядні пристрої для стільникових у розетці після закінчення зарядки. Втім, це все роблять, тому більшість нинішніх імпульсних блоків утримують захист від включення без навантаження.
Ці два найпростіші представники сімейства блоків живлення виконують загальне завдання - забезпечення потрібного рівня напруги для живлення пристроїв, які до них підключені. Як було зазначено вище - пристрої самі вирішують - скільки струму їм потрібно.
Драйвер
У загальному випадку драйвер – це джерело струму для світлодіодів. Для нього зазвичай не буває параметра "вихідна напруга". Тільки вихідний струм та потужність. Втім, ви вже знаєте, як можна визначити допустиму вихідну напругу – ділимо потужність у ватах на струм у амперах.Насправді це означає таке. Припустимо, параметри драйвера такі: струм - 300 міліампер, потужність - 3 Ват. Ділимо 3 на 0,3 - отримуємо 10 вольт. Це максимальна вихідна напруга, яку може забезпечити драйвер. Припустимо, що у нас є три світлодіоди, кожен з них розрахований на 300 мА, а напруга на діоді має бути близько 3 вольт. Якщо ми підключимо один діод до нашого драйвера, то напруга на його виході буде 3 вольти, а струм 300 мА. Підключимо другий діод послідовно(Див. Приклад з лампами вище) з першим - на виході буде 6 вольт 300 мА, підключимо третій - 9 вольт 300 мА. Якщо ж ми підключимо світлодіоди паралельно - ці 300 мА розподіляться між ними приблизно порівну, тобто приблизно по 100 мА. Якщо ми підключимо до драйвера на 300 мА триватні світлодіоди з робочим струмом 700 мА - вони отримуватимуть лише 300 мА.
Сподіваюся, принцип зрозумілий. Справний драйвер за жодних умов не видасть більше струму, ніж він розрахований - як би ви не підключали діоди. Треба відзначити, що є драйвера, які розраховані на будь-яку кількість світлодіодів, аби їх загальна потужність не перевищувала потужність драйвера, а є ті, які розраховані на певну кількість – 6 діодів, наприклад. Деякий розкид у менший бік вони, втім, допускають – можна підключити п'ять діодів чи навіть чотири. ККД універсальних драйверівгірше ніж у їхніх побратимів, розрахованих на фіксовану кількість діодів через деякі особливості роботи імпульсних схем. Також драйвера з фіксованою кількістю діодів зазвичай містять захист від позаштатних ситуацій. Якщо драйвер розрахований на 5 діодів, а ви підключили три - цілком можливо, що захист спрацює і діоди або не включаться або блимають, сигналізуючи про аварійний режим. Треба відзначити, що більшість драйверів погано переносять підключення до напруги живлення без навантаження - цим вони сильно відрізняються від звичайного джерела напруги.
Отже, різницю між блоком живлення та драйвером ми визначили. Тепер розглянемо основні типи драйверів для світлодіодів, починаючи з найпростіших.
Резистор
Це найпростіший драйвер для світлодіода. Виглядає як барило з двома висновками. Резистором можна обмежити струм у ланцюгу, підібравши необхідний опір. Як це зробити - докладно описано у статті "Підключення світлодіодів в авто"Недолік – низький ККД, відсутність гальванічної розв'язки. Способів надійно запитати світлодіод від мережі 220 через резистор не існує, хоча в багатьох побутових вимикачах подібна схема використовується.
Конденсаторна схема.
Подібна зі схемою на резисторі. Недоліки самі. Можливо виготовити конденсаторну схему достатньої надійності, але при цьому вартість та складність схеми сильно зростуть.Мікросхема LM317
Це наступний представник сімейства найпростіших драйверів для світлодіодів. Подробиці - у вищезгаданій статті про світлодіоди в авто. Недолік - низький ККД, потрібне первинне джерело живлення. Перевага – надійність, простота схеми.Драйвер на мікросхемі типу HV9910
Цей типдрайверів отримав неабияку популярність завдяки простоті схеми, дешевизні комплектуючих та невеликих габаритах.Перевага – універсальність, доступність. Недолік – вимагає кваліфікації та обережності при складанні. Відсутня гальванічна розв'язка із мережею 220 В. Високі імпульсні перешкоди у мережу. Низький коефіцієнт потужності.
Драйвер із низьковольтним входом
У цю категорію входять драйвери, розраховані на підключення до первинного джерела напруги - блок живлення або акумулятора. Наприклад, це драйвери для світлодіодних ліхтарів або ламп, призначених для заміни галогенних 12 В. Перевага - невеликі габарити та вага, високий ККД, надійність, безпека під час експлуатації. Недолік - потрібне первинне джерело напруги.Мережевий драйвер
Повністю готові до використання та містять усі необхідні елементи для живлення світлодіодів. Перевага – високий ККД, надійність, наявність гальванічної розв'язки, безпека під час експлуатації. Недолік - висока вартість, важкодоступна для придбання. Можуть бути як у корпусі, так і без корпусу. Останні зазвичай застосовують у складі ламп чи інших джерел світла.Застосування драйверів на практиці
Більшість людей, які планують використовувати світлодіоди, Здійснюють типову помилку. Спочатку купуються самі СІДпотім під них підбирається драйвер. Помилкою це можна вважати тому, що в даний час місць, де можна придбати в достатньому асортименті драйвера, не так вже й багато. У результаті, маючи на руках омріяні світлодіоди, ви ламаєте голову - як підібрати драйвер з наявного. Ось купили ви 10 світлодіодів – а драйвера лише на 9 є. І доводиться ламати голову – як бути із цим зайвим світлодіодом. Можливо, простіше було одразу на 9 розраховувати. Тому вибір драйвера має відбуватися одночасно з вибором світлодіодів. Далі потрібно враховувати особливості світлодіодів, а саме падіння напруги на них. Наприклад, червоний 1 Вт світлодіод має робочий струм 300 мА і падіння напруги 1,8-2 В. Споживана ним потужність складе 0,3 х 2 = 0,6 Вт. А ось синій або білий світлодіод має при такому струмі падіння напруги 3-3,4 В, тобто потужність 1 Вт. Отже, драйвер зі струмом 300 мА та потужністю 10 Вт "потягне" 10 білих або 15 червоних світлодіодів. Різниця суттєва. Типова схема підключення 1 Вт світлодіодів до драйвера з вихідним струмом 300 мА виглядає так:
У стандартних 1 Вт світлодіодів мінусовий висновок більший за плюсовий за розміром, тому його легко відрізнити.
Як же бути, якщо доступні лише драйвери зі струмом 700 мА? Тоді доведеться використовувати парна кількість світлодіодів, включаючи їх дві паралельно.
Хочу зауважити, що багато хто помилково припускає, що робочий струм 1 Вт світлодіодів - 350 мА. Це не так, 350 мА – це МАКСИМАЛЬНИЙ робочий струм. Це означає, що при тривалій роботі необхідно використовувати джерело живленнязі струмом 300-330 мА. Це правильно і для паралельного включення - струм однією світлодіод ні перевищувати зазначеної цифри 300-330 мА. Зовсім не означає, що робота на підвищеному струмі викликає відмову світлодіода. Але при недостатньому тепловідведення кожен зайвий міліампер здатний скоротити термін служби. До того ж чим вищий струм - тим нижчий ККД світлодіода, а отже, сильніше його нагрівання.
Якщо мова піде про підключення світлодіодної стрічкиабо модулів, розрахованих на 12 або 24 вольта, потрібно брати до уваги, що пропоновані для них джерела живлення обмежують напругу, а не струм, тобто не є драйверами прийнятої термінології. Це означає, по-перше, що потрібно уважно стежити за потужністю навантаження, що підключається до певного блоку живлення. По-друге, якщо блок недостатньо стабільний, стрибок вихідної напруги може занапастити вашу стрічку. Злегка полегшує життя те, що у стрічках та модулях (кластерах) встановлені резистори, що дозволяють обмежити струм до певної міри. Слід сказати, світлодіодна стрічка споживає відносно великий струм. Наприклад, стрічка smd 5050, кількість світлодіодів у якій становить 60 штук на метр, споживає близько 1,2 А на метр. Тобто для запитки 5 метрів знадобиться блок живлення зі струмом не менше ніж 7-8 ампер. При цьому 6 ампер зажадає сама стрічка, а один-два ампери потрібно залишити про запас, щоб не перевантажити блок. А 8 ампер – це майже 100 ватів. Такі блоки недешеві.
Драйвери більш оптимальні для підключення стрічки, але знайти такі специфічні драйвери є проблематичними.
Підсумовуючи, можна сказати, що вибору драйвера для світлодіодів потрібно приділяти не менше, а то й більше уваги, ніж світлодіодів. Недбалість при виборі загрожує виходом з ладу світлодіодів, драйвера, надмірним споживанням та іншими принадами:)
Юрій Рубан, ТОВ "Рубікон", 2010 р .
Примітка автора: «В мережі є досить велика кількість інформації про живлення світлодіодної продукції, але коли я готував матеріал для цієї статті, знайшов велику кількість абсурдної інформації на сайтах із топу видачі пошукових систем. При цьому спостерігається або повна відсутність, або неправильне сприйняття базових теоретичних відомостей та понять.
Світлодіоди - найефективніший на сьогоднішній день із усіх поширених джерел світла. За ефективністю криються і проблеми, наприклад, висока вимога до стабільності струму, який їх живить, погана переносимість складних теплових режимів роботи (при підвищеній температурі). Звідси виходить завдання вирішення цих проблем. Давайте розберемося, чим відрізняються поняття блок живлення та драйвер. Для початку заглибимося в теорію.
Джерело струму та джерело напруги
Блок живлення- це узагальнена назви частини електронного пристрою або іншого електроустаткування, що здійснюють подачу та регулювання електроенергії для живлення цього обладнання. Може бути як всередині пристрою, так і зовні, в окремому корпусі.
Драйвер- узагальнена назва спеціалізованого джерела, комутатора чи регулятора живлення для специфічного електроустаткування.
Розрізняють два основні типи джерел живлення:
Джерело напруги.
Джерело струму.
Давайте розглянемо їх відмінності.
Джерело напруги- це таке і джерело живлення напруга на виході якого не змінюється при зміні вихідного струму.
У ідеального джерела напруги внутрішній опір дорівнює нулю, причому вихідний струм може бути нескінченно великим. Насправді ж справа інакша.
Будь-яке джерело напруги має внутрішній опір. У зв'язку з цим напруга може дещо відхилятися від номінального при підключенні потужного навантаження (потужна - мале опір, великий струм споживання), а вихідний струм обумовлюється його внутрішнім пристроєм.
Для реального джерела напруги аварійним режимом є режим короткого замикання. У такому режимі струм різко зростає, його обмежує лише внутрішній опір джерела живлення. Якщо джерело живлення немає захисту від КЗ, він вийде з ладу
Джерело струму- це джерело живлення, струм якого залишається заданим незалежно від опору підключеного навантаження.
Оскільки метою джерела струму є підтримка заданого рівня струму. Аварійним режимом для нього є режим холостого ходу.
Якщо пояснити причину простими словами, то справа така: припустимо, ви підключили до джерела струму з номінальним в 1 Ампер навантаження опором в 1 Ом, то напруга на його виході встановиться в 1 Вольт. Виділиться потужність 1 Вт.
Якщо збільшити опір навантаження, скажімо до 10 Ом, то струм так і буде 1А, а напруга вже встановиться на рівні 10В. Отже, виділиться 10Вт потужності. І навпаки, якщо знизити опір до 0.1 Ома, струм буде однаково 1А, а напруга стане 0.1В.
Холостим ходом називається стан, коли до висновків джерела живлення нічого не підключено. Тоді можна сказати, що на холостому ходу опір навантаження дуже великий (нескінченний). Напруга буде зростати доти, доки не потече струм силою 1А. На практиці, наприклад такої ситуації можна навести котушку запалювання автомобіля.
Напруга на електродах свічки запалювання, коли ланцюг живлення первинної обмоткикотушки розмикається, росте до тих пір, поки його величина не досягне напруги пробою іскрового проміжку, після чого через іскру, що утворилася, протікає струм і розсіється енергія, накопичена в котушці.
Стан короткого замикання джерела струму не є аварійним режимом роботи. При короткому замиканні опір навантаження джерела живлення прагне нулю, тобто. воно нескінченно маленьке. Тоді напруга на виході джерела струму буде відповідним для протікання заданого струму, а потужність, що виділяється, мізерно мала.
Перейдемо до практики
Якщо говорити про сучасну номенклатуру або назви, які даються джерелам харчування більшою мірою маркетологами, а не інженерами, то блоком живленняприйнято називати джерело напруги.
До таких відносяться:
Зарядний пристрій для мобільного телефона(у них перетворення величин до досягнення необхідного зарядного струму та напруги здійснюється встановленими на платі пристрою перетворювачами, що заряджається.
Блок живлення для ноутбука.
Блок живлення для світлодіодної стрічки
Драйвером називають джерело струму. Основне його застосування в побуті - це харчування окремих і ті та інші звичайній високій потужності від 0.5 Вт.
Живлення світлодіодів
На початку статті було згадано, що світлодіод має дуже високі вимоги до живлення. Справа в тому, що світлодіод живиться струмом. Це пов'язано з . Подивіться на неї.
На малюнку ВАХ діодів різних кольорів:
Така форма гілки (близька до параболи) обумовлена характеристиками напівпровідників і домішок, які в них внесені, а також особливостей pn-переходу. Струм, коли напруга, прикладена до діода менше порогового майже, не росте, вірніше його зростання мізерно малий. Коли напруга на висновках діода досягає порогового рівня, через діод різко починає зростати струм.
Якщо струм через резистор росте лінійно і залежить від його опору та прикладеної напруги, то зростання струму через діод не підпорядковується такому закону. І зі збільшенням напруги на 1% струм може зрости на 100% і більше.
Плюс до цього: у металів опір збільшується при зростанні його температури, а у напівпровідників навпаки – опір падає, а струм починає зростати.
Щоб дізнатися причини цього докладніше потрібно заглибитися в курс "Фізичні основи електроніки" і дізнатися про типи носіїв зарядів, ширину забороненої зони та інші цікавих речах, але робити цього ми не будемо, побіжно ці питання ми розглядали.
У технічних характеристиках порогова напруга позначається як падіння напруги в прямому зміщенні, для світлодіодів білого світіння зазвичай близько 3 вольт.
З першого погляду може здатися, що достатньо на етапі проектування та виробництва світильника достатньо подобати і виставити стабільну напругу на виході блоку живлення і все буде добре. На світлодіодних стрічках так і роблять, але їх живлять від стабілізованих джерел живлення, до того ж потужність застосовуваних у стрічках світлодіодах часто мала, десяті і соті частки Ватт.
Якщо такий світлодіод живиться від драйвера зі стабільним вихідним струмом, то при нагріванні світлодіода струм через нього не зросте, а залишиться незмінним, а напруга на його висновках для цього трохи знизиться.
А якщо від блоку живлення (джерела напруги), після нагрівання струм збільшиться, від чого нагрівання буде ще сильнішим.
Є ще один фактор – характеристики всіх світлодіодів (як і інших елементів) завжди відрізняються.
Вибір драйвера: характеристики, підключення
Для правильного вибору драйвера потрібно ознайомитись з його технічними характеристиками, основні це:
Номінальний вихідний струм;
Максимальна потужність;
Мінімальна потужність Не завжди вказується. Справа в тому, деякі драйвера не запустяться якщо до них підключено навантаження менше певної потужності.
Часто в магазинах замість потужності вказують:
Номінальний вихідний струм;
Діапазон вихідних напруг у вигляді (хв.)…(макс.), наприклад 3-15В.
Кількість світлодіодів, що підключаються, залежить від діапазону напруг, пишеться у вигляді (хв) ... (макс), наприклад 1-3 світлодіодів.
Так як струм через всі елементи однаковий при послідовному підключенні, тому до драйвера світлодіоди послідовно підключаються.
Паралельно світлодіоди небажано (скоріше не можна) підключати до драйвера, тому що падіння напруги на світлодіодах можуть трохи відрізнятися і один буде перевантажений, а другий навпаки працювати в режимі нижче номінального.
Підключати більше світлодіодів, ніж визначено конструкцією драйвера, не рекомендується. Справа в тому, що будь-яке джерело живлення має певну максимально допустиму потужність, яку не можна перевищувати. А при кожному підключеному світлодіоді до джерела стабілізованого струму напруга на його виходах зростатиме приблизно на 3В (якщо білий світлодіод), а потужність дорівнюватиме як зазвичай добутку струму на напругу.
Виходячи з цього, зробимо висновки, щоб купити правильний драйвер для світлодіодів, потрібно визначитися зі струмом, який споживають світлодіоди та напругою, що на них падає, і за параметрами підібрати драйвер.
Наприклад, цей драйвер підтримує підключення до 12 потужних світлодіодів на 1Вт, зі струмом споживання в 0.4А.
Ось такий видає струм 1.5А і напруга від 20 до 39В, значить до нього можна підключити, наприклад світлодіод на 1.5а, 32-36В і потужністю 50Вт.
Висновок
Драйвер - це один із типів блоку живлення, розрахований на забезпечення світлодіодів заданим струмом. У принципі однаково як називають це джерело харчування. Блоками живлення називаються джерела живлення для світлодіодних стрічок на 12 або 24 Вольта, вони можуть видавати будь-який струм нижче максимального. Знаючи правильні назви, ви навряд чи помилитеся при придбанні товару в магазинах, і вам не доведеться його міняти.
Публікую сьогодні третю статтю. Стаття присвячена ремонту драйверів світлодіодних прожекторів. Нагадую, що нещодавно у мене вже була стаття з рекомендую ознайомитися.
Стаття за схемами світлодіодних драйверів та їх ремонту
Сашко, привіт.
Зокрема, на тему освітлення - схеми двох модулів від автомобільних LED прожекторів з напругою на 12В. Заодно хочу задати Вам і читачам кілька питань щодо комплектуючих цих модулів.
Підписуйтесь! Буде цікаво.
Я не можу писати статті, про досвід ремонту якихось електронних пристроїв(це, в основному, – силова електроніка) пишу лише на форумах, відповідаючи на запитання учасників форуму. Там же ділюся схемами, змальованими мною з пристроїв, які мені доводилося ремонтувати. Сподіваюся, що схеми світлодіодних драйверів, намальовані мною, допоможуть читачам у ремонті.
На схеми цих двох LED драйверів звернув увагу тому, що вони прості, як самокат, і їх дуже легко повторити своїми руками. Якщо з драйвером модуля YF-053CREE-40W, питань не виникло, то за топологією схеми другого модуля LED прожектора TH-T0440C їх кілька.
Схема LED драйвера світлодіодного модуля YF-053CREE-40W
Зовнішній вигляд цього прожектора наведено на початку статті, а ось так цей світильник виглядає ззаду, видно радіатор:
Світлодіодні модулі цього прожектора виглядають так:
Досвід з малювання схем із реальних складних пристроїв у мене є великий, тому схему цього драйвера змалював легко, ось вона:
YF-053 CREE Драйвер LED прожектора, схема електрична
Принципова схема драйвера LED TH-T0440C
Як виглядає цей модуль (це автомобільна світлодіодна фара):
Електрична схема:
У цій схемі більше незрозумілого, ніж у першій.
По-перше, через незвичайну схему включення ШІМ-контролера, мені не вдалося цю мікросхему ідентифікувати. За деякими підключеннями вона схожа на AL9110, але тоді незрозуміло, як вона працює без підключення до схеми її висновків Vin(1), Vcc(Vdd)(6) та LD(7)?
Також виникає питання щодо підключення MOSFET-а Q2 та всієї його обв'язки. Адже він має N-канал, а підключений у зворотній полярності. При такому підключенні працює тільки його антипаралельний діод, а сам транзистор і вся його "світа" абсолютно марні. Достатньо було замість нього поставити потужний діод Шоттки, або "баян" із дрібніших.
А що там свіжого у групі ВК СамЕлектрик.ру ?
Підписуйся і читай статтю далі:
Світлодіоди для LED драйверів
Я не зміг визначитися зі світлодіодами. Вони в обох модулях однакові, хоч їхні виробники різні. На світлодіодах немає жодних написів (зі зворотного боку – теж). Шукав у різних продавців за рядком "Надяскраві світлодіоди для LED-прожекторів та LED-люстр". Там продають купу різних світлодіодів, але всі вони, або без лінз, або з лінзами на 60 º, 90 º і 120 º.
Схожих на мої, не зустрів жодного разу.
Власне, в обох модулів одна несправність – часткова або повна деградація кристалів світлодіодів. Думаю, причина – максимальний струм із драйверів, встановлений виробниками (китайози) з метою маркетингу. Мовляв, дивіться, які яскраві наші люстри. А те, що вони світять від сили годин 10, їх не хвилює.
Якщо виникнуть претензії від покупців, вони завжди можуть відповісти, що прожектори вийшли з ладу від трясіння, адже такі “люстри” здебільшого купують власники джипів, а вони їздять не лише шосе.
Якщо вдасться знайти світлодіоди, зменшуватиму струм драйвера до тих пір, поки не стане помітно зменшуватися яскравість світлодіодів.
Світлодіоди краще шукати на Аліекспрес, там великий вибір. Але це рулетка, як пощастить.
Даташити (технічна інформація) на деякі потужні світлодіоди будуть наприкінці статті.
Думаю, головне для довговічної роботи світлодіодів – не гнатися за яскравістю, а встановлювати оптимальний струм роботи.
До зв'язку, Сергію.
P.S. електронікою "хворію" з 1970 р., коли на уроці фізики зібрав свій перший детекторний приймач.
Ще схеми драйверів
Нижче розмістю трохи інформації по схемах та ремонту від мене (автора блогу СамЭлектрик.ру)
Світлодіодний прожектор Навігатор, розглянутий у статті (посилання вже давав на початку статті).
Схема стандартна, вихідний струм змінюється за рахунок номіналів елементів обв'язування та потужності трансформатора:
LED Driver MT7930 Typical. Схема електрична принципова типова для світлодіодного прожектора
Схема взята з даташита на цю мікросхему, ось він:
/ Опис, типова схема включення та параметри мікросхеми для драйверів світлодіодних модулів та матриць., pdf, 661.17 kB, скачан: 1882 разів./
У датасіті детально розписано, що і як треба поміняти, щоб отримати потрібний вихідний струм драйвера.
Ось більш розгорнута схема драйвера, наближена до реальності:
Бачите ліворуч від схеми формулу? Вона показує, від чого залежить вихідний струм. Перш за все, від резистора Rs, який стоїть на початку транзистора і складається з трьох паралельних резисторів. Ці резистори, а заразом і транзистор вигоряють.
Маючи схему, можна братися за ремонт драйвера.
Але і без схеми можна відразу сказати, що в першу чергу треба звернути увагу на:
- вхідні ланцюги,
- діодний міст,
- електроліти,
- силовий транзистор,
- пайку.
Сам я саме такі драйвера ремонтував кілька разів. Іноді допомагала лише повна заміна мікросхеми, транзистора та майже всієї обв'язки. Це дуже трудомістко і економічно невиправдано. Як правило – це набагато простіше та дешевше – купував та встановлював новий Led Driver, або відмовлявся від ремонту взагалі.
Завантажити та купити
Ось даташити (технічна інформація) на деякі потужні світлодіоди:
/ Технічна інформаціяпо потужному світлодіоду для фар та прожекторів, pdf, 689.35 kB, скачан: 852 разів./
/ Технічна інформація з потужного світлодіоду для фар та прожекторів, pdf, 1.82 MB, скачан: 1083 разів./
Особлива подяка тим, хто схеми реальних світлодіодних драйверів для колекції. Я опублікую їх у цій статті.
Завдяки малому енергоспоживання, теоретичної довговічності та зниження ціни стрімко витісняють лампи розжарювання та енергозберігаючі. Але, незважаючи на заявлений ресурс роботи до 25 років, часто перегорають, навіть не відслуживши гарантійного терміну.
На відміну від ламп розжарювання, 90% світлодіодних ламп, що перегоріли, можна успішно відремонтувати своїми руками, навіть не маючи спеціальної підготовки. Представлені приклади допоможуть Вам відремонтувати світлодіодні лампи, що відмовили.
Перш ніж братися за ремонт світлодіодної лампипотрібно представляти її пристрій. Незалежно від зовнішнього вигляду та типу застосовуваних світлодіодів, всі світлодіодні лампи, в тому числі і філаментні лампочки, влаштовані однаково. Якщо видалити стінки корпусу лампи, то всередині можна побачити драйвер, який є друкованою платою із встановленими на ній радіоелементами.
Будь-яка світлодіодна лампа влаштована та працює наступним чином. Напруга живлення з контактів електричного патрона подається на висновки цоколя. До нього припаяно два дроти, через які напруга подається на вхід драйвера. З драйвера напруга живлення постійного струму подається на плату, на якій розпаяні світлодіоди.
Драйвер є електронним блоком – генератором струму, який перетворює напругу мережі живлення в струм, необхідний для світіння світлодіодів.
Іноді для розсіювання світла або захисту від дотику людини до незахищених провідників плати зі світлодіодами її закривають захисним склом, що розсіює.
Про філаментні лампи
за зовнішньому виглядуфіламентна лампа схожа на лампу розжарювання. Пристрій філаментних ламп відрізняється від світлодіодних тим, що в якості випромінювачів світла в них використовується не плата зі світлодіодами, а скляна заповнена герметична газом колба, в якій розміщені один або кілька філаментних стрижнів. Драйвер знаходиться у цоколі.
Філаментний стрижень є скляною або сапфіровою трубкою діаметром близько 2 мм і довжиною близько 30 мм, на якій закріплені і з'єднані послідовно покриті люмінофором 28 мініатюрних світлодіодів. Один філамент споживає потужність близько 1 Вт. Мій досвід експлуатації показує, що філаментні лампи набагато надійніші, ніж виготовлені на базі SMD світлодіодів. Гадаю, згодом вони витіснять усі інші штучні джерела світла.
Приклади ремонту світлодіодних ламп
Увага, електричні схеми драйверів світлодіодних ламп гальванічно пов'язані з фазою електричної мережі і тому слід бути обережними. Дотик до оголених ділянок схеми підключеної до електричної мережіможе призвести до ураження електричним струмом.
Ремонт світлодіодної лампи
ASD LED-A60, 11 Вт на мікросхемі SM2082
В даний час з'явилися потужні світлодіодні лампи, драйвери яких зібрані на мікросхемах типу SM2082. Одна з них пропрацювала менше ніж рік і потрапила мені в ремонт. Лампочка безсистемно гасла і знову запалювалася. При постукуванні по ній вона відгукувалася світлом чи гасінням. Стало очевидно, що несправність полягає у поганому контакті.
Щоб дістатися електронної частини лампи потрібно за допомогою ножа підчепити скло, що розсіює, в місці зіткнення його з корпусом. Іноді відокремити скло важко, тому що при його посадці на кільце, що фіксує, наносять силікон.
Після зняття світлорозсіювального скла відкрився доступ до світлодіодів та мікросхеми – генератора струму SM2082. У цій лампі одна частина драйвера була змонтована на алюмінієвій платі світлодіодів, а друга на окремій.
Зовнішній огляд не виявив дефектних пайок або урвищ доріжок. Довелося знімати плату зі світлодіодами. Для цього спочатку був зрізаний силікон і плата підчеплена за край лезом викрутки.
Щоб дістатися драйвера, розташованого в корпусі лампи, довелося його відпаяти, розігрівши паяльником одночасно два контакти і зрушити вправо.
З одного боку друкованої плати драйвера було встановлено лише електролітичний конденсатор ємністю 6,8 мкФ на напругу 400 В.
На звороті плати драйвера був встановлений діодний міст і два послідовно з'єднаних резистора номіналом по 510 кОм.
Для того, щоб розібратися в якій із плат пропадає контакт, довелося їх з'єднати, дотримуючись полярності, за допомогою двох проводків. Після простукування по платах ручкою викрутки стало очевидним, що несправність криється в платі з конденсатором або контактах проводів, що йдуть з цоколя світлодіодної лампи.
Так як паяння не викликали підозр спочатку перевірив надійність контакту в центральному виведенні цоколя. Він легко виймається, якщо підчепити його за край лезом ножа. Але контакт був надійним. Про всяк випадок залудив провід припоєм.
Гвинтову частину цоколя знімати складно, тому вирішив паяльником пропаяти пайки дротів, що підходять від цоколя. При дотику до однієї з пайок дріт оголився. Виявилася «холодна» пайка. Так як дістатися зачистки дроту можливості не було, то довелося змастити його активним флюсом «ФІМ», а потім припаяти заново.
Після складання світлодіодна лампа стабільно випромінювала світло, незважаючи за удари по ній рукояткою викрутки. Перевірка світлового потоку на пульсації показала, що вони значні частотою 100 Гц. Таку світлодіодну лампу можна встановлювати тільки в світильники для загального освітлення.
Електрична схема драйвера
світлодіодної лампи ASD LED-A60 на мікросхемі SM2082
Електрична схема лампи ASD LED-A60 завдяки застосуванню в драйвері для стабілізації струму спеціалізованої мікросхеми SM2082 вийшла досить простою.
Схема драйвера працює в такий спосіб. Напруга живлення змінного струмучерез запобіжник F подається на діодний випрямний міст, зібраний на мікроскладанні MB6S. Електролітичний конденсатор С1 згладжує пульсації, а R1 служить для розрядки при відключенні живлення.
З позитивного виведення конденсатора напруга живлення подається безпосередньо на послідовно включені світлодіоди. З виведення останнього світлодіода напруга подається на вхід (висновок 1) мікросхеми SM2082, мікросхемі струм стабілізується і далі з її виходу (висновок 2) надходить на негативний висновок конденсатора С1.
Резистор R2 визначає величину струму, що протікає через світлодіоди HL. Величина струму обернено пропорційна його номіналу. Якщо номінал резистора зменшити, струм збільшиться, якщо номінал збільшити, то струм зменшиться. Мікросхема SM2082 дозволяє регулювати резистором величину струму від 5 до 60 мА.
Ремонт світлодіодної лампи
ASD LED-A60, 11 Вт, 220 В, E27
У ремонт потрапила ще одна світлодіодна лампа ASD LED-A60 схожа на вигляд і з такими ж технічними характеристиками, як і відремонтована вище.
При включенні лампа на мить запалювалася і далі не світила. Така поведінка світлодіодних ламп зазвичай пов'язана з несправністю драйвера. Тому одразу приступив до розбирання лампи.
Світлорозсіювальне скло знялося з великими труднощами, так як по всій лінії контакту з корпусом воно було, незважаючи на наявність фіксатора, рясно змащене силіконом. Для відділення скла довелося по всій лінії зіткнення з корпусом за допомогою ножа шукати податливе місце, але без тріщини в корпусі не обійшлося.
Для отримання доступу до драйвера лампи на наступному кроці потрібно було витягти світлодіодну друковану плату, яка була запресована в контурі в алюмінієву вставку. Незважаючи на те, що плата була алюмінієва, і можна було витягати її без побоювання появи тріщин, всі спроби не мали успіху. Плата трималася намертво.
Витягти плату разом з алюмінієвою вставкою теж не вдалося, оскільки вона щільно прилягала до корпусу і була посаджена зовнішньою поверхнею на силікон.
Вирішив спробувати вийняти платню драйвера з боку цоколя. Для цього спочатку з цоколя був підібраний ножем, і вийнятий центральний контакт. Для зняття різьбової частини цоколя довелося трохи відігнути її верхній буртик, щоб місця кернення вийшли із зачеплення за основу.
Драйвер став доступним і вільно висувався до певного положення, але повністю вийняти його не виходило, хоча провідники від світлодіодної плати були відпаяні.
У платі зі світлодіодами у центрі був отвір. Вирішив спробувати витягти плату драйвера за допомогою ударів по її торцю через металевий стрижень, протягнутий через отвір. Плата просунулась на кілька сантиметрів і щось уперлася. Після подальших ударів тріснув по кільцю корпус лампи і плата із основою цоколя відокремилися.
Як виявилося, плата мала розширення, яке плічками вперлося в корпус лампи. Схоже, платі надали таку форму обмеження переміщення, хоча досить було зафіксувати її краплею силікону. Тоді драйвер витягувався б з будь-якої сторони лампи.
Напруга 220 з цоколя лампи через резистор - запобіжник FU подається на випрямний міст MB6F і після нього згладжується електролітичним конденсатором. Далі напруга надходить на мікросхему SIC9553, що стабілізує струм. Паралельно включені резистори R20 та R80 між висновками 1 та 8 MS задають величину струму живлення світлодіодів.
На фотографії представлена типова електрична принципова схема, наведена виробником мікросхеми SIC9553 у китайському датасіті.
На цій фотографії представлений вигляд драйвера світлодіодної лампи з боку установки вивідних елементів. Так як дозволяло місце, зниження коефіцієнта пульсацій світлового потоку конденсатор на виході драйвера був замість 4,7 мкФ впаяний на 6,8 мкФ.
Якщо Вам доведеться виймати драйвера з корпусу даної моделі лампи і не вийде витягти світлодіодну плату, то можна за допомогою лобзика пропилити корпус лампи по колу трохи вище за гвинтову частину цоколя.
Зрештою, всі мої зусилля з вилучення драйвера виявилися корисними тільки для пізнання пристрою світлодіодної лампи. Драйвер виявився справним.
Спалах світлодіодів у момент включення був викликаний пробоєм у кристалі одного з них в результаті кидка напруги при запуску драйвера, що і ввело мене в оману. Треба було насамперед продзвонити світлодіоди.
Спроба перевірки світлодіодів мультиметром не призвела до успіху. Світлодіоди не світилися. Виявилося, що в одному корпусі встановлено два послідовно включені світловипромінюючі кристали і щоб світлодіод почав протікати струм необхідно подати на нього напругу 8 В.
Мультиметр або тестер, включений в режим вимірювання опору, видає напругу в межах 3-4 В. Довелося перевіряти світлодіоди за допомогою блока живлення, подаючи з нього на кожний світлодіод напруга 12 через струмообмежуючий резистор 1 кОм.
В наявності не було світлодіода для заміни, тому замість нього контактні майданчики були замкнуті краплею припою. Для роботи драйвера це безпечно, а потужність світлодіодної лампи знизиться лише на 0,7 Вт, що практично непомітно.
Після ремонту електричної частини світлодіодної лампи, корпус, що тріснув, був склеєний швидковисихаючим суперклеєм «Момент», шви загладжені оплавленням пластмаси паяльником і вирівняні наждачним папером.
Для інтересу виконав деякі виміри та розрахунки. Струм, що протікає через світлодіоди, становив 58 мА, напруга 8 В. Отже потужність, що підводиться на один світлодіод становить 0,46 Вт. При 16 світлодіодах виходить 7,36 Вт замість заявлених 11 Вт. Можливо, виробником вказана загальна потужність споживання лампи з урахуванням втрат у драйвері.
Заявлений виробником термін служби світлодіодної лампи ASD LED-A60, 11 Вт, 220, E27 у мене викликає великі сумніви. У малому обсязі пластмасового корпусу лампи з низькою теплопровідністю виділяється значна потужність - 11 Вт. В результаті світлодіоди та драйвер працюють на гранично допустимій температурі, що призводить до прискореної деградації їх кристалів і, як наслідок, до різкого зниження часу їхнього напрацювання на відмову.
Ремонт світлодіодної лампи
LED smd B35 827 ЕРА, 7 Вт на мікросхемі BP2831A
Поділився зі мною знайомий, що купив п'ять лампочок, як на фото нижче, і всі вони за місяць перестали працювати. Три з них він встиг викинути, а дві, на моє прохання, приніс для ремонту.
Лампочка працювала, але замість яскравого світла випромінювала мерехтливе слабке світло з частотою кілька разів на секунду. Відразу припустив, що спучився електролітичний конденсатор, зазвичай якщо він виходить з ладу, лампа починає випромінювати світло, як стробоскоп.
Світлорозсіювальне скло знялося легко, приклеєне не було. Воно фіксувалося за рахунок прорізу на його обідку та виступу в корпусі лампи.
Драйвер був закріплений за допомогою двох пайок до друкованої плати зі світлодіодами, як в одній із вищеописаних ламп.
Типова схема драйвера на мікросхемі BP2831A, взята з даташита, наведена на фотографії. Плата драйвера була витягнута і перевірені всі прості радіоелементи, виявилися справними. Довелося зайнятися перевіркою світлодіодів.
Світлодіоди в лампі були встановлені невідомого типу з двома кристалами в корпусі та огляд дефектів не виявив. Методом послідовного з'єднання між собою висновків кожного із світлодіодів швидко визначив несправний та замінив його краплею припою, як на фотографії.
Лампочка пропрацювала тиждень і знову потрапила до ремонту. Закоротив наступний світлодіод. Через тиждень довелося закоротити черговий світлодіод, і після четвертої лампочки викинув, бо набридло її ремонтувати.
Причина відмови лампочок подібної конструкції очевидна. Світлодіоди перегріваються через недостатню поверхню тепловідведення, і ресурс їх знижується до сотень годин.
Чому допустимо замикати висновки згорілих світлодіодів у LED лампах
Драйвер світлодіодних ламп на відміну від блоку живлення постійної напруги на виході видає стабілізовану величину струму, а не напруги. Тому незалежно від опору навантаження в заданих межах струм буде завжди постійним і, отже, падіння напруги на кожному з світлодіодів залишатиметься незмінним.
Тому при зменшенні кількості послідовно з'єднаних світлодіодів у ланцюзі пропорційно зменшуватиметься і напруга на виході драйвера.
Наприклад, якщо до драйвера послідовно підключено 50 світлодіодів, і на кожному з них падає напруга величиною 3, то напруга на виході драйвера становив 150 В, а якщо закоротити 5 з них, то напруга знизиться до 135, а величина струму не зміниться.
Але коефіцієнт корисної дії (ККД) драйвера, зібраного за такою схемою буде низьким і втрати потужності, становитимуть понад 50%. Наприклад, для LED лампочки MR-16-2835-F27 знадобиться резистор номіналом 6,1 кОм потужністю 4 вати. Вийде, що драйвер на резисторі споживатиме потужність, що перевищує потужність споживання світлодіодами і його розмістити в маленький корпус LED лампи, через виділення більшої кількості тепла буде неприпустимо.
Але якщо немає іншого способу відремонтувати світлодіодну лампу і дуже треба, то драйвер на резистори можна розмістити в окремому корпусі, все одно споживана потужність такої LED лампочки буде вчетверо менше, ніж лампи розжарювання. При цьому треба зауважити, що чим більше буде в лампочці послідовно включених світлодіодів, тим вищим буде ККД. При 80 послідовно з'єднаних світлодіодах SMD3528 знадобиться вже резистор номіналом 800 Ом потужністю 0,5 Вт. Місткість конденсатора С1 потрібно буде збільшити до 4,7 µF.
Пошук несправних світлодіодів
Після зняття захисного скла з'являється можливість перевірки світлодіодів без відклеювання друкованої плати. Насамперед проводиться уважний огляд кожного світлодіода. Якщо виявлено навіть найменшу чорну точку, не кажучи вже про почорніння всієї поверхні LED, то він точно несправний.
При огляді зовнішнього вигляду світлодіодів потрібно уважно оглянути і якість пайок їх висновків. В одній з лампочок, що ремонтуються, виявилося погано припаяних відразу чотири світлодіоди.
На фото лампочка, у якої на чотирьох LED були дуже маленькі чорні крапки. Я одразу помітив несправні світлодіоди хрестами, щоб їх було добре видно.
Несправні світлодіоди можуть не мати змін зовнішнього вигляду. Тому необхідно кожен LED перевірити мультиметром або стрілочним тестером, включеним у режим вимірювання опору.
Зустрічаються світлодіодні лампи, в яких встановлені на вигляд стандартні світлодіоди, в корпусі яких змонтовано відразу два послідовно включені кристали. Наприклад, лампи серії ASD LED-A60. Для продзвонювання таких світлодіодів необхідно прикласти до його висновків напругу більше 6 В, а будь-який мультиметр видає не більше 4 В. Тому перевірку таких світлодіодів можна виконати лише подавши на них з джерела живлення напругу більше 6 (рекомендується 9-12) через резистор 1 кОм .
Світлодіод перевіряється, як і звичайний діод, в один бік опір має дорівнювати десяткам мегаом, а якщо поміняти щупи місцями (при цьому змінюється полярність подачі напруги на світлодіод), то невеликим, при цьому світлодіод може тьмяно світитися.
Під час перевірки та заміни світлодіодів лампу необхідно зафіксувати. Для цього можна використовувати відповідного розміру круглу банку.
Можна перевірити справність LED без додаткового джерела постійного струму. Але такий метод перевірки можливий, якщо справний драйвер лампочки. Для цього необхідно подати на цоколь LED лампочки напругу живлення і висновки кожного світлодіода послідовно закорочувати між собою перемичкою з дроту або, наприклад, губками металевого пінцета.
Якщо раптом усі світлодіоди, засвітяться, значить, закорочений точно несправний. Цей метод придатний, якщо несправний лише один світлодіод із усіх у ланцюзі. При такому способі перевірки потрібно врахувати, що якщо драйвер не забезпечує гальванічної розв'язки з електромережею, як, наприклад, на наведених вище схемах, то дотик рукою до пайок LED небезпечний.
Якщо один або навіть кілька світлодіодів виявилися несправними і замінити їх нічим, то можна просто закоротити контактні майданчики, до яких були припаяні світлодіоди. Лампочка працюватиме з таким самим успіхом, лише дещо зменшиться світловий потік.
Інші несправності світлодіодних ламп
Якщо перевірка світлодіодів показала їх справність, то значить, причина непрацездатності лампочки полягає в драйвері або в місцях паяння провідників струмопідведення.
Наприклад, у цій лампочці було виявлено холодне паяння провідника, що подає напругу живлення на друковану плату. Копіть, що виділяється через погану пайку, навіть осіла на струмопровідні доріжки друкованої плати. Кіптява легко пішла протиранням ганчір'ям, змоченим у спирті. Провід був випаяний, зачищений, залужений і знову запаяний у плату. Із ремонтом цієї лампочки поталанило.
З десяти лампочок, що відмовили, тільки в однієї був несправний драйвер, розвалився діодний місток. Ремонт драйвера полягав у заміні діодного моста чотирма діодами IN4007, розрахованими на зворотну напругу 1000 і струм 1 А.
Пайка SMD світлодіодів
Для заміни несправного LED його необхідно випаяти, не пошкодивши друкарські провідники. З плати донора також потрібно випаяти на заміну світлодіод без пошкоджень.
Випаювати SMD світлодіоди простим паяльником, не пошкодивши їхній корпус, практично неможливо. Але якщо використовувати спеціальне жало для паяльника або на стандартне жало надіти насадку, зроблену з мідного дроту, завдання легко вирішується.
Світлодіоди мають полярність і при заміні потрібно правильно його встановити на друковану плату. Зазвичай, друковані провідники повторюють форму висновків на LED. Тому припуститися помилки можна тільки при неуважності. Для запаювання світлодіода достатньо встановити його на друковану плату та прогріти паяльником потужністю 10-15 Вт його торці з контактними майданчиками.
Якщо світлодіод згорів на вугілля, і друкована плата під ним обвуглилась, то перш ніж встановлювати новий світлодіод потрібно обов'язково очистити місце друкованої плати від гару, так як вона є провідником струму. При очищенні можна виявити, що контактні майданчики для паяння світлодіода обгоріли або відшарувалися.
У такому випадку світлодіод можна встановити, припаяючи його до сусідніх світлодіодів, якщо друковані доріжки ведуть до них. Для цього можна взяти відрізок тонкого дроту, зігнути його вдвічі чи троє, залежно від відстані між світлодіодами, залудити та припаяти до них.
Ремонт світлодіодної лампи серії "LL-CORN" (лампа-кукурудза)
E27 4,6 Вт 36x5050SMD
Пристрій лампи, яка в народі називається лампа-кукурудза, зображеної на фотографії нижче відрізняється від вищеописаної лампи, тому технологія ремонту інша.
Конструкція ламп на LED SMD подібного типу дуже зручна для ремонту, тому є доступ для продзвонювання світлодіодів та їх заміни без розбирання корпусу лампи. Щоправда, я лампочку все одно розібрав для інтересу, щоб вивчити її пристрій.
Перевірка світлодіодів LED лампи-кукурудзи не відрізняється від вищеописаної технології, але треба врахувати, що в корпусі світлодіода SMD5050 розміщено відразу три світлодіоди, які зазвичай включаються паралельно (на жовтому колі видно три темні точки кристалів), і при перевірці повинні світитися всі три.
Несправний світлодіод можна замінити на новий або закоротити перемичкою. На надійність роботи лампи це не вплине, лише непомітно для ока, зменшиться трохи світловий потік.
Драйвер цієї лампи зібраний за найпростішою схемою, без трансформатора, що розв'язує, тому дотик до висновків світлодіодів при включеній лампі неприпустимо. Лампи такої конструкції неприпустимо встановлювати у світильники, до яких можуть діти діти.
Якщо всі світлодіоди справні, значить, несправний драйвер і щоб до нього дістатися лампу доведеться розбирати.
Для цього потрібно зняти обідок із боку, протилежного цоколю. Маленькою викруткою або лезом ножа потрібно, пробуючи по колу, знайти слабке місце, де обідок найгірше приклеєний. Якщо обідок піддався, то працюючи інструментом як важелем, обідок неважко відійде по всьому периметру.
Драйвер був зібраний за електричної схеми, Як і у лампи MR-16, тільки С1 стояв ємністю 1 µF, а С2 - 4,7 µF. Завдяки тому, що дроти, що йдуть від драйвера до цоколя лампи, були довгими, драйвер легко вийняв із корпусу лампи. Після вивчення його схеми драйвер був вставлений назад у корпус, а обідок приклеєний на місце прозорим клеєм «Момент». Світлодіод, що відмовив, замінений справним.
Ремонт світлодіодної лампи "LL-CORN" (лампа-кукурудза)
E27 12 Вт 80x5050SMD
При ремонті потужнішої лампи, 12 Вт, такої ж конструкції світлодіодів, що відмовили, не виявилося і щоб дістатися до драйверів, довелося розкривати лампу за вище описаною технологією.
Ця лампа зробила мені сюрприз. Провід, що йшов від драйвера до цоколя, виявився коротким, і витягти драйвер з корпусу лампи для ремонту було неможливо. Довелося знімати цоколь.
Цоколь лампи був виготовлений з алюмінію, закернений по колу і тримався міцно. Довелося висвердлювати точки кріплення свердлом 1,5 мм. Після цього підчеплений ножем цоколь легко знявся.
Але можна обійтися і без свердління цоколя, якщо вістрям ножа по колу піддевати і трохи відгинати його верхню кромку. Попередньо слід нанести мітку на цоколі та корпусі, щоб цоколь було зручно встановлювати на місце. Для надійного закріплення цоколя після ремонту лампи достатньо буде надіти його на корпус лампи таким чином, щоб точки на цоколі потрапили на старі місця. Далі продавити ці точки гострим предметом.
Два дроти були приєднані до різьблення притиском, а два інші запресовані в центральний контакт цоколя. Довелося ці дроти перекусити.
Як і очікувалося, драйверів було два однакових, які живлять по 43 діоди. Вони були закриті термоусаджувальною трубкою і з'єднані разом скотчем. Для того щоб драйвер можна було знову помістити в трубку, я зазвичай її акуратно розрізаю вздовж друкованої плати з боку установки деталей.
Після ремонту драйвер огортається трубкою, яка фіксується пластмасовою стяжкою або замотується кількома витками нитки.
В електричній схемі драйвера цієї лампи вже встановлені елементи захисту, для захисту від імпульсних викидів С1 і R2, R3 для захисту від кидків струму. При перевірці елементів одразу було виявлено на обох драйверах в обриві резистори R2. Схоже, що на світлодіодну лампу було подано напругу, що перевищує допустиму. Після заміни резисторів під рукою на 10 Ом не виявилося, і я встановив на 5,1 Ом, лампа запрацювала.
Ремонт світлодіодної лампи серії "LLB" LR-EW5N-5
Зовнішній вигляд лампочки цього типу вселяє довіру. Алюмінієвий корпус, якісне виконання, чудовий дизайн.
Конструкція лампочки така, що її без застосування значних фізичних зусиль неможлива. Так як ремонт будь-якої світлодіодної лампи починається з перевірки справності світлодіодів, то перше, що довелося зробити, це зняти пластмасове. захисне скло.
Скло фіксувалося без клею на проточці, зроблена в радіаторі буртиком усередині нього. Для зняття скла потрібно кінцем викрутки, яка пройде між ребрами радіатора, спертися за торець радіатора і як підняти важелем скло вгору.
Перевірка світлодіодів тестером показала їхню справність, отже, несправний драйвер, і треба до нього дістатися. Плата з алюмінію була прикручена чотирма гвинтами, які я відкрутив.
Але всупереч очікуванням за платою опинилася площина радіатора, змащена теплопровідною пастою. Плату довелося повернути на місце та продовжити розбирати лампу з боку цоколя.
У зв'язку з тим, що пластмасова частина, до якої кріпився радіатор, трималася дуже міцно, вирішив піти перевіреним шляхом, зняти цоколь і через отвір витягти драйвер для ремонту. Висвердлив місця кернення, але цоколь не знімався. Виявилося, що він ще тримався на пластмасі за рахунок різьбового з'єднання.
Довелося відокремлювати пластмасовий перехідник від радіатора. Тримався він, як і захисне скло. Для цього було зроблено запив ножівкою по металу в місці з'єднання пластмаси з радіатором і за допомогою повороту викрутки з широким лезом деталі були відокремлені один від одного.
Після відпаювання висновків від друкованої плати світлодіодів драйвер став доступним для ремонту. Схема драйвера виявилася складнішою, ніж у попередніх лампочок, з роздільним трансформатором і мікросхемою. Один з електролітичних конденсаторів 400 V 4,7 µF був здутий. Довелося його замінити.
Перевірка всіх напівпровідникових елементів виявила несправний діод Шоттки D4 (на фото знизу зліва). На платі стояв діод Шоттки SS110, замінив наявним аналогом 10 BQ100 (100 V, 1 А). Прямий опір у діодів Шоттки вдвічі менше, ніж у звичайних діодів. Світлодіодна лампочка засвітила. Така сама несправність виявилася й у другої лампочки.
Ремонт світлодіодної лампи серії "LLB" LR-EW5N-3
Ця світлодіодна лампа на вигляд дуже схожа на "LLB" LR-EW5N-5, але конструкція її дещо відрізняється.
Якщо уважно придивитися, то видно, що на стику між алюмінієвим радіатором і сферичним склом, на відміну від LR-EW5N-5, є кільце, в якому закріплено скло. Для зняття захисного скла досить невеликою викруткою підчепити його на місці стику з кільцем.
На алюмінієвій друкованій платі встановлено три дев'ять кристалічних надяскравих LED. Плата прикручена до радіатора трьома гвинтами. Перевірка світлодіодів показала їхню справність. Отже, необхідно ремонтувати драйвер. Маючи досвід ремонту схожої світлодіодної лампи "LLB" LR-EW5N-5, я не став відкручувати гвинти, а відпаяв струмопідвідні дроти, що йдуть від драйвера і продовжив розбирати лампу з боку цоколя.
Пластмасове сполучне кільце цоколя з радіатором знялося насилу. При цьому його частина відкололася. Як виявилося, воно було прикручено до радіатора трьома шурупами. Драйвер легко витягнувся з корпусу лампи.
Самонарізи, що прикручують пластмасове кільце цоколя, закриває драйвер, і побачити їх складно, але вони знаходяться на одній осі з різьбленням, до якої прикручена перехідна частина радіатора. Тому тонкою хрестоподібною викруткою до них можна дістатися.
Драйвер був зібраний за трансформаторною схемою. Перевірка всіх елементів, крім мікросхеми, не виявила тих, хто відмовив. Отже, несправна мікросхема, в Інтернеті навіть згадки про її тип не знайшов. Світлодіодну лампочку відремонтувати не вдалося, знадобиться на запчастини. Натомість вивчив її пристрій.
Ремонт світлодіодної лампи серії "LL" GU10-3W
Розібрати світлодіодну лампочку GU10-3W, що перегоріла, із захисним склом виявилося, на перший погляд, неможливо. Спроба витягти скло призводила до його надколу. При додатку великих зусиль скло тріскалося.
До речі, у маркуванні лампи буква G означає, що лампа має штирьовий цоколь, буква U, що лампа відноситься до класу енергозберігаючих лампочок, а цифра 10 – відстань між штирями в міліметрах.
Лампочки LED з цоколем GU10 мають спеціальні штирі і встановлюються в патрон з поворотом. Завдяки штирям, що розширюються, LED лампа защемляється в патроні і надійно утримується навіть при трясці.
Для того, щоб розібрати цю LED лампочку, довелося в її алюмінієвому корпусі на рівні поверхні друкованої плати свердлити отвір діаметром 2,5 мм. Місце свердління потрібно вибрати так, щоб свердло при виході не пошкодило світлодіод. Якщо під рукою немає дриля, то отвір можна виконати товстим шилом.
Далі в отвір простягається невелика викрутка і, діючи, як важелем піднімається скло. Знімав скло біля двох лампочок без проблем. Якщо перевірка світлодіодів тестером показала їхню справність, то далі виходить друкована плата.
Після відокремлення плати від корпусу лампи, відразу стало очевидно, що як в одній, так і в іншій лампі згоріли резистори, що обмежують струм. Калькулятор визначив смугами їх номінал, 160 Ом. Так як резистори згоріли у світлодіодних лампочках різних партій, то очевидно, що їх потужність, судячи з розміру 0,25 Вт, не відповідає потужності, що виділяється при роботі драйвера при максимальній температурі навколишнього середовища.
Друкована плата драйвера була добротно залита силіконом, і я не став від'єднувати її від плати зі світлодіодами. Обрізав висновки згорілих резисторів біля основи і до них припаяв потужніші резистори, які опинилися під рукою. В одній лампі впаяв резистор 150 Ом потужністю 1 Вт, у другій два паралельно 320 Ом потужністю 0,5 Вт.
Для того щоб виключити випадковий дотик виведення резистора, до якого підходить мережна напруга з металевим корпусом лампи, він був ізольований краплею термоклею. Він водостійкий, чудовий ізолятор. Його я часто застосовую для герметизації, ізоляції та закріплення електропроводів та інших деталей.
Термоклей випускається у вигляді стрижнів діаметром 7, 12, 15 та 24 мм різних кольорів, від прозорого до чорного. Він плавиться в залежності від марки при температурі 80-150 °, що дозволяє розплавляти його за допомогою електричного паяльника. Достатньо відрізати шматок стрижня, розмістити у потрібному місці та нагріти. Термоклей набуде консистенції травневого меду. Після остигання стає знову твердим. При повторному нагріванні знову стає рідким.
Після заміни резисторів працездатність обох лампочок відновилася. Залишилося лише закріпити друковану плату та захисне скло у корпусі лампи.
При ремонті світлодіодних ламп для закріплення друкованих плат та пластмасових деталей я використовував рідкі цвяхи «Монтаж» момент. Клей без запаху добре прилипає до поверхонь будь-яких матеріалів, після засихання залишається пластичним, має достатню термостійкість.
Достатньо взяти невелику кількість клею на кінець викрутки та нанести на місця зіткнення деталей. Через 15 хвилин клей уже триматиме.
При приклеюванні друкованої плати, щоб не чекати, утримуючи плату на місці, оскільки дроти виштовхували її, зафіксував плату додатково в кількох точках за допомогою термоклею.
Світлодіодна лампа почала блимати як стробоскоп.
Довелося ремонтувати пару світлодіодних ламп із драйверами, зібраними на мікросхемі, несправність яких полягала в миготінні світла з частотою близько одного герца, як у стробоскопі.
Один екземпляр світлодіодної лампи починав блимати відразу після включення протягом перших кількох секунд і потім лампа починала світити нормально. З часом тривалість миготіння лампи після включення почала збільшуватися, і лампа почала блимати безперервно. Другий екземпляр світлодіодної лампи почав блимати безперервно раптово.
Після розбирання ламп виявилося, що у драйверах вийшли з ладу електролітичні конденсатори, встановлені відразу після випрямляльних мостів. Визначити несправність було легко, оскільки корпуси конденсаторів були здуті. Але навіть якщо на вигляд конденсатор виглядає без зовнішніх дефектів, то все одно ремонт світлодіодної лампочки зі стробоскопічним ефектом потрібно починати з його заміни.
Після заміни електролітичних конденсаторів справними стробоскопічними ефектами зник і лампи стали світити нормально.
Онлайн калькулятори для визначення номіналу резисторів
з кольорового маркування
При ремонті світлодіодних ламп виникає потреба у визначенні номіналу резистора. За стандартом маркування сучасних резисторів проводиться шляхом нанесення на їх корпуси кольорових кілець. На прості резистори наноситься 4 кольорові кільця, а на резистори підвищеної точності – 5.
Як перевірити драйвер для світлодіодів на працездатність та відповідність заявленим параметрам потужності можна дізнатися з відео:
Перевірка матриці LED-прожектора:
Види драйверів типу пристрою
Розрізняють два типи драйверів для світлодіодів:
- Лінійні.Типова лінійна схема драйвера заснована на транзисторі з P-каналом. Такий пристрій краще використовувати, якщо вхідна напруга нестійка. Воно забезпечує більш плавну стабілізацію струму, надійно в експлуатації та має доступну ціну. Незважаючи на такі не переваги, цей драйвер не отримав широкого застосування. Він відрізняється низькою ефективністю, у процесі роботи виділяє багато тепла та його неможливо використовувати для підключення потужних .
- Імпульсні.Принцип дії ґрунтується на широтно-імпульсній модуляції. ККД перетворення струму таких пристроїв сягає 95%. Вони мають невеликий розмір, виділяють мало тепла, захищають від негативної дії зовнішніх факторів. Їх використання позитивно впливає на тривалість функціонування LED-освітлення.
Важливо!Імпульсні драйвери мають досить високий рівень електромагнітних перешкод. Теоретично люди, які використовують кардіостимулятори, можуть відчувати дискомфорт від знаходження в приміщенні, освітленому такими приладами. Однак, як показала практика, щоб на кардіостимулятор вплинуло магнітне поле драйвера, необхідно знаходження людини на відстані менше метра від високого потужного LED-прожектора.
Драйвери для світлодіодів, що димуються.
До складу сучасних драйверів для світлодіодів у більшості випадків входять пристрої, що регулюють яскравість освітлювальних приладів. Застосування дозволяє настроїти комфортний рівень освітлення у кімнаті. Крім того, це дозволяє заощаджувати робочий ресурс LED-освітлювачів.
Пристрій димування може бути між джерелом живлення та LED-освітлювачем. Такі пристрої керують безпосередньо енергією, що надходить до світлодіодів. Як правило, це імпульсні пристрої, засновані на ШІМ-регулювання. Вони регулюють величини струму, що протікає. У деяких випадках при використанні бюджетних LED-джерел можуть спостерігатися негативні ефекти типу мерехтіння.
Другий тип димер перетворювачів здійснює управління джерела живлення. В принципі їх впливом лежить як ШІМ-регулювання, так і контроль струму, що протікає через прилад. У цьому може спостерігатися як зміна яскравості, а й кольоровості світлодіодів. Наприклад, білі світлодіоди при такому регулюванні можуть випромінювати жовте світло при зниженні інтенсивності та яскраво-синього перебільшення.
Схема драйвера для світлодіодів своїми руками на базі PT4115 з регулятором яскравості
Використання PT4115 у схемі драйвера допускає застосування кількох типів джерел живлення: з напругою 12÷240 В та 12÷18 В у другому випадку у загальну схему драйвера світлодіодів із PT4115 необхідно ввести діодний міст із конденсатором, встановленим на виході.
Виготовлення драйвера для світлодіодів своїми руками
| Ілюстрація | опис робіт |
 | Для полегшення роботи можна взяти старий від мобільного телефону. |
 | Пристрій фактично є і має у своєму складі майже всі необхідні радіодеталі для підключення кількох одноватних світлодіодів. |
 | Зі схеми необхідно випаяти обмежувальний резистор, який оберігає телефон від подачі надмірної напруги. В даному випадку це резистор на 5 ком розташований у вихідного каналу. |
 | На місце статичного резистора потрібно впаяти підстроювальний. Спочатку його доцільно виставити на ті ж 5 кому. Під час налаштування напругу можна буде підняти до потрібного рівня. |
 | До вихідного каналу підключається 3 світлодіоди в послідовному з'єднанні. За умови, що вони мають потужність по 1 Вт, загальна споживана на виході потужність становитиме 3 Вт. |
 | За потреби видаляємо з плати вхідні контакти. |
 | На їхнє місце встановлюються дроти від шнура живлення на 220В. |
 | Бажано в розрив впаяти резистор на 1 Ом. Його функція – збільшення діапазону згасання світлодіодів. |
 | Після складання перевіряється працездатність усієї системи. (світлодіоди поки не світяться) |
 | Повертаючи підстроювальний резистор, досягаємо світіння світлодіодів. |
Увага!Перевіряючи модифікований пристрій необхідно бути вкрай уважним, можна отримати удар струмом 450 В
Детальніше про те, як зробити драйвер для світлодіодної лампи на 220 В за схемою своїми руками можна дізнатися на відео:
За якою ціною можна придбати драйвери для світлодіодів
Драйвери для світлодіодів реалізуються у магазинах радіодеталей. Крім того, досить великий асортимент пропонують різні сайти: як спеціалізовані, що реалізують електротехніку, так і загальні торгові майданчики. Вартість в залежності від експлуатаційних характеристик може коливатися у значних межах від 100 дот 3500 руб.
| Модель | клас захисту | Вихідна напруга, | Потужність, Вт | Середня ціна, руб. |
| PC3-W1A300 | IP44 | 3÷11 | 1÷3 | 115 |
| NB8-12/450 | без корпусний | 8÷12 | 6 | 108 |
| SLD5-12/600 | IP 30 | 5÷12 | 9 | 155 |
| PLD10-30/700 | IP67 | 10÷30 | 35 | 890 |
Як видно з таблиці, вартість драйверів цілком доступна і особливої необхідності в них самостійне виготовленняні.