Светодиодные источники света быстро набирают популярность и вытесняют неэффективные лампы накаливания и опасные люминесцентные аналоги. Они эффективно расходуют энергию, имеют длительный срок службы, и некоторые из них могут быть подвергнуты ремонту после выхода из строя.
Чтобы правильно произвести замену или починку сломанного элемента, потребуется схема светодиодной лампы и знание конструкционных особенностей. А эту информацию мы в деталях рассмотрели в нашей статье, уделив внимание разновидностям ламп и их конструкции. Также мы привели кратких обзор устройства самых популярных led моделей от известных производителей.
Работа импульсного блока питания
Первичная цепь импульсного блока питания
Первичная цепь схемы блока питания расположена до импульсного ферритового трансформатора.
На входе блока расположен предохранитель.
Затем стоит фильтр CLC. Катушка, кстати, используется для подавления синфазных помех. Вслед за фильтром располагается выпрямитель на основе диодного моста и электролитического конденсатора. Для защиты от коротких высоковольтных импульсов после предохранителя параллельно входному конденсатору устанавливают варистор. Сопротивление варистора резко падает при повышенном напряжении. Поэтому весь избыточный ток идет через него в предохранитель, который сгорает, выключая входную цепь.
Защитный диод D0 нужен для того, чтобы предохранить схему блока питания, если выйдет из строя диодный мост. Диод не даст пройти отрицательному напряжению в основную схему. Потому, что откроется и сгорит предохранитель.
За диодом стоит варистор на 4-5 ом для сглаживания резких скачков потребления тока в момент включения. А также для первоначальной зарядки конденсатора C1.
Активные элементы первичной цепи следующие. Коммутационный транзистор Q1 и с ШИМ (широтно импульсный модулятор) контроллер. Транзистор преобразует постоянное выпрямленное напряжение 310В в переменное. Оно преобразуется трансформатором Т1 на вторичной обмотке в пониженное выходное.
И еще — для питания ШИМ-регулятора используется выпрямленное напряжение, снятое с дополнительной обмотки трансформатора.
Работа вторичной цепи импульсного блока питания
Во выходной цепи после трансформатора стоит либо диодный мост, либо 1 диод и CLC фильтр. Он состоит из электролитических конденсаторов и дросселя.
Для стабилизации выходного напряжения используется оптическая обратная связь. Она позволяет развязать выходное и входное напряжение гальванически. В качестве исполнительных элементов обратной связи используется оптопара OC1 и интегральный стабилизатор TL431. Если выходное напряжение после выпрямления превышает напряжение стабилизатора TL431 включается фотодиод. Он включает фототранзистор, управляющий драйвером ШИМ. Регулятор TL431 снижает скважность импульсов или вообще останавливается. Пока напряжение не снизится до порогового.
Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя
К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация.
Из рисунка видно, что электрическая схема лампы рассчитана на работу от сети 220В. Переменное напряжение понижается RC-цепочкой и поступает на диодный мост. Затем выпрямленное напряжение частично сглаживается конденсатором и через токоограничивающий резистор поступает на светодиоды. Данная схема не имеет гальванической развязки, то есть все элементы постоянно находятся под высоким потенциалом.
В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.
Ремонт импульсных блоков питания
Неисправности импульсных блоков питания, ремонт
Исходя из схемы импульсного блока питания перейдем к ее ремонту. Возможные неисправности:
- Если сгорел варистор и предохранитель на входе или VCR1, то ищем дальше. Потому, что они так просто не горят.
- Сгорел диодный мост. Обычно это микросхема. Если есть защитный диод, то и он обычно горит. Нужна их замена.
- Испорчен конденсатор C1 на 400В. Редко, но бывает. Часто его неисправность можно выявить по внешнему виду. Но не всегда. Иногда внешне исправный конденсатор оказывается плохим. Например, по внутреннему сопротивлению.
- Если сгорел переключающий транзистор, то выпаиваем и проверяем его. При неисправности требуется замена.
- Если не работает ШИМ регулятор, то меняем его.
- Замыкание, а также обрыв обмоток трансформатора. Шансы на починку минимальны.
- Неисправность оптопары — крайне редкий случай.
- Неисправность стабилизатора TL431. Для диагностики замеряем сопротивление.
- Если КЗ в конденсаторах на выходе блока питания, то выпаиваем и диагностируем тестером.
Примеры ремонта импульсных блоков питания
Например, рассмотрим ремонт импульсного блока питания на несколько напряжений.
Неисправность заключалась в в отсутствии на выходе блока выходных напряжений.
Например, в одном блоке питания оказались неисправны два конденсатора 1 и 2 в первичной цепи. Но они не были вздутыми.
На втором не работал ШИМ контроллер.
На вид все конденсаторы на снимке рабочие, но внутреннее сопротивление у них большое. Более того, внутреннее сопротивление ESR конденсатора 2 в кружке оказалось в несколько раз выше номинального. Этот конденсатор стоит в цепи обвязки ШИМ регулятора, поэтому регулятор не работал. Работоспособность блока питания восстановилась только после замены этого конденсатора. Потому что ШИМ заработал.
Ремонт компьютерных блоков питания
Пример ремонта блока питания компьютера. В ремонт поступил дорогой блок питания на 800 Вт. При его включении выбивало защитный автомат.
Выяснилось, что короткое замыкание вызывал сгоревший транзистор в первичной цепи питания. Цена ремонта составила 3000 руб.
Имеет смысл чинить только качественные дорогие компьютерные блоки питания. Потому что ремонт БП может оказаться дороже нового.
Ремонт драйвера (LED) лампы
Иногда источник света отказывается работать в самый неподходящий момент. Это может произойти из-за его неправильной эксплуатации или по вине производителя (так часто бывает с китайской низкокачественной продукцией).
Самый простой драйвер для светодиодной лампы 220 В часто выполняют на обычных элементах (диодах, резисторах и т. д.). В этой схеме один или несколько светодиодов сразу выходят из строя при пробое конденсатора или одного из диодов моста. Поэтому сначала проверяют эти радиодетали.
Вместо светодиодов временно подключают обычную лампочку на 15-20 ватт (например, от холодильника). Если все детали кроме светодиода целы, она слабо горит.
Второй вариант представляет собой выпрямитель с делителем напряжения, импульсным стабилизатором на микросхеме и разделительным трансформатором. При неисправности люстры проверяют последовательно все элементы. Схема может отличаться от приведенной, но алгоритм поиска такой же.
Как отремонтировать:
- Сначала проверяют, поступает ли на светодиодные матрицы напряжение. Если оно есть, ищут неисправные LED детали и меняют их. Если с напряжением все в порядке, проверяют диоды моста и входные конденсаторы.
- Если они тоже целы, измеряют напряжение питания микросхемы (4-я ножка). При его отличии от 15-17 В этот элемент скорее всего неисправен, его следует заменить.
- Если микросхема целая и на ее 5 и 6-й ножках есть импульсы (проверяют осциллографом), то «виноваты» трансформатор и его цепи – конденсатор или диоды, подключенные к нему.
Замена электролитических конденсаторов в драйвере для светодиодных светильников.
Многие люди приобретают длинные цепочки светодиодов, укрепленных на гибких подложках. Это LED ленты.
Есть два варианта таких источников:
- только LED приборы без дополнительных деталей;
- изделия с подпаянными к каждому элементу или цепочкам из 4-6 светодиодов резисторами, которые рассчитаны так, чтобы при напряжении 12-36 В и номинальном токе осветительные элементы не сгорали.
В обоих случаях часто применяют драйвера, которые уже были рассмотрены выше. Но иногда питание второго варианта LED лент осуществляется с помощью модуля, представляющего собой трансформаторный блок питания.
При ремонте драйвера светодиодного светильника 36 ватт, если ни один светодиод или цепочка не горят, сначала проверяют трансформатор на обрыв. Затем диоды и конденсатор выпрямителя. Детали R1 и C1 в такой схеме портятся очень редко.
Если хоть один или несколько элементов зажглись – напряжение питания поступает. В этом случае проверяют светодиоды и меняют их.
Будет полезно ознакомиться: Ремонт драйвера для светодиодной ленты 12 В 100 Вт.
PT4115
Просто поразительно, как это никому не известному китайскому производителю PowTech удалось создать настолько успешную микросхему драйвера светодиодов, вместив в компактном корпусе несколько блоков управления с мощным полевым транзистором на выходе!
Микросхема требует минимального обвеса и позволяет конструировать светодиодные светильники мощностью более 30 Вт с высоким КПД и возможностью плавной регулировки яркости.
Согласно официальной документации, LED-драйвер с функцией диммирования на основе PT4115 обладает следующими техническими характеристиками:
Иногда они выходят из строя раньше окончания эксплуатационного периода. Ну, не предусмотрел производитель, что напряжение в сети будет прыгать сильнее курса евро на валютной бирже. Никому не придёт в голову ремонтировать сгоревшую лампочку накаливания. Да и ремонт энергосберегающей лампы по стоимости будет часто сопоставим с покупкой нового экземпляра, поскольку большая часть её стоимости именно блок управления.
А вот выбрасывать перегоревшую светодиодную лампу однозначно не стоит. Электронные компоненты платы питания стоят значительно дешевле самих светодиодов, которые «ломаются» крайне редко.
Ремонт драйвера (LED) светильника
В магазинах можно встретить светодиодные осветительные приборы с регулируемым потоком света. Одна часть таких устройств имеет отдельный пульт. Но почти у всех настольных светильников регулятор ручной, и он встроен в драйвер питания.
Основная схема этих светильников почти ничем не отличается от остальных. Чтобы осуществить ремонт драйвера светодиодной лампы, необходимо действовать по уже указанным алгоритмам.
Рекомендуем к просмотру: Ремонт светодиодного светильника АРМСТРОНГ
Разборка светодиодной лампы
Обычным канцелярским ножом с узким лезвием очень аккуратно подрезаем клей, крепящий стеклянный плафон лампы к пластиковому корпусу. Плафон не придавливаем, он очень хрупкий и легко ломается. После подрезания клея плафон легко снимается.
Весь клей, а его там не мало, с обеих частей разобранной светодиодной лампы лучше удалить. Он нам не понадобится.
Что мы видим. На тонкой плате установлено шесть светодиодов, хотя возможна установка еще трех. Очевидно, что мы имеем дело с уже классическим подключением светодиодов к драйверу, такое же применяется в светодиодных лентах, по три последовательных светодиода. То есть, в данную лампу возможно установить всего 9 светодиодов, три группы по три светодиода в каждой. Это снизит нагрузку на светодиоды и продлит срок службы светодиодной лампы.
Плата прижата саморезами к пластиковому корпусу, в котором имеются вентиляционные отверстия, через алюминиевый радиатор.
Отпаиваем провода от платы и разбираем этот слоеный пирог. Термопаста между платой и радиатором отсутствует. Вопрос нужна ли она там риторический.
Под радиатором обнаруживаем плату драйвера. Обратите внимание на обесцвечивание красного плюсового провода. Это явно вызвано повышенной температурой.
В принципе дальше разбирать светодиодную лампу смысла нет, можно просто проверить работоспособность драйвера. При подаче на вход драйвера напряжения 220 В переменного тока, на выходе должно быть около 9 В постоянного.
Соблюдайте правила электробезопасности!
Схема с общим сетевым проводом
В некоторых случаях требуется, чтобы один из выходов бестрансформаторного ИП был непосредственно соединён с одним из сетевых проводов.
В таком случае подойдёт второй вариант ИП с однополупериодным выпрямителем, схема которого показана на рис. 6. Здесь применены три последовательно включённых токоограничивающих резистора R1 -R3. Устройство работает аналогично.
Рис. 6. Схема варианта блока питания с однополупериодным выпрямителем.
Чертёж печатной платы показан на рис. 7. Для её изготовления использован фольгированный с одной стороны стеклотекстолит толщиной 1,5…2 мм. Применены выводные детали.
Оксидный конденсатор — импортный от сетевой светодиодной лампы, конденсатор С2 — керамический, плёночный или оксидный, который следует подключать с соблюдением полярности, его ёмкость может быть большой, до нескольких сотен микрофарад.
Резисторы — С2-23, МЛТ, стабилитрон — любой маломощный выводной. На плату рядом с микросхемой следует припаять теплоотвод площадью два-три квадратных сантиметра, изготовленный из медной ленты толщиной не менее 0,5 мм.
Рис. 7. Печатная плата.
Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 8. Налаживание проводят в последовательности, описанной выше.
Рис. 8. Вид готовой платы блка питания.
При требуемом токе нагрузки более 5 мА для уменьшения разогрева ИП в качестве балластного элемента следует применить конденсатор. Однако в этом случае придётся согласовать ток, стабилизируемый микросхемой и задаваемый конденсатором.
Дело в том, что в ИП с балластным резистором несложно подобрать его сопротивление, поскольку резисторы более доступны и выпускаются с большим рядом номиналов.
Выбор номиналов высоковольтных конденсаторов ограничен, а их параллельное включение не всегда целесообразно. Поэтому сначала следует выбрать балластный конденсатор соответствующей ёмкости, а затем подобрать ток стабилизации микросхемы РТ4515, для этого токозадающий резистор должен быть подстроечным.
Для выбора ёмкости балластного конденсатора (в микрофарадах) следует воспользоваться соотношением (формула):
где Uc — напряжение сети, В; Uda1 — напряжение на микросхеме, В; Uвых — выходное напряжение ИП, В; Ін — максимальный ток нагрузки, А.
Например, для Uda1, = 50 В, Uвых = 10 В, Ін = 30 мА расчётная ёмкость конденсатора С = 0,432 мкФ. Следует выбрать ближайший номинал в большую сторону, т. е. С = 0,47 мкФ. Сопротивление токозадающего резистора должно быть R = 0,6/Ін = 0,6/0,03 = 20 Ом.
Почему светодиодная лампа мигает при включении?
Светодиодная лампа может мигать при включении по нескольким причинам:
-
Защита от перенапряжения: при включении светодиодной лампы на неё моментально подается большой ток, который может привести к перенапряжению внутри лампы. Это может вызвать мигание светодиодной лампы на короткий промежуток времени.
-
Совместимость с диммером: светодиодные лампы не всегда совместимы с диммерами. Если лампа не предназначена для работы с диммером, то ее работа может стать нестабильной, что приведет к миганию.
-
Неисправность драйвера: светодиодная лампа имеет электронный драйвер, который преобразует переменный ток в постоянный для питания светодиодов. Если драйвер неисправен, то светодиоды могут работать нестабильно, что может привести к миганию.
-
Низкое качество лампы: некачественные светодиодные лампы могут мигать при включении из-за низкого качества электронных компонентов.
В целом, если светодиодная лампа мигает при включении на короткое время, то это может быть нормальным явлением. Однако, если мигание продолжается или сопровождается другими проблемами, то это может быть признаком неисправности лампы или оборудования, и требует ремонта или замены.
Видео. Ремонт блока питания для светодиодной ленты 12В, 100Вт
