Как самостоятельно отремонтировать светодиодный прожектор

Замена деталей

Мерцание может вызвать так же неисправность блока питания, драйвера, конденсатора. Если отремонтировать их нельзя, нужно заменить. Запчасти доступны в офлайн и онлайн магазинах.

Блок питания

Блок питания — источник напряжения, состоящий из мостового выпрямителя и резистора, ограничивающего ток. Основное предназначение – преобразование тока с 220 В в 12 В. Маломощные LED-прожекторы с такими блоками питания выпускают китайские производители. При выходе из строя такого блока нужно заменить его элементы.

Драйвер

Драйвер – источник тока, разновидность блока питания. Это обязательный элемент мощных LED-прожекторов с модулями или диодами без ограничителей тока. Если осветительный прибор перестал гореть, можно заменить не только драйвер, но и отдельные запчасти, входящие в его конструкцию.

Матрица

Менять матрицу необходимо немедленно, если не работает целая линейка светодиодов.

Драйвер не может определить, сколько ламп горит, поэтому на оставшиеся линейки подается та же мощность. Светодиоды из-за повышенной нагрузки перегреваются и быстро перестают функционировать.

Конденсатор для ограничения тока

Конденсаторы используются для уменьшения пульсации напряжения на выходе из преобразователя. Их добавляют при доработке дешевых прожекторов. Рассчитывается емкость, один конденсатор устанавливается после выпрямителя, второй – на входе после диодного моста.

Печатная плата преобразователя напряжения

Печатной платой называется пластина с печатными проводниками, на которые припаиваются элементы преобразователя. В LED-прожекторе она жесткая, так как изготовлена из алюминия и диэлектрика. Двойная конструкция обеспечивает отвод излишков тепла на радиатор.

Этапы сборки прожектора

Порядок создания готового изделия следующий:

• 
  Светодиодные матрицы

1. Подготовить корпус, из старых корпусов удалить все лишнее, чтобы получилась пустая коробка, заднюю часть отделать фольгой.
2. При необходимости высверлить в корпусе дырки для вентилирования (при установке радиатора или кулера).
3. Собрать все светодиоды вместе в одну конструкцию, закрепить их на основании (плате).
4. Подвести к контактам провода, вывести на наружную часть корпуса.
5. Установить готовую конструкцию внутри корпуса, закрепить клеем.
6. Для мощного прожектора поставить радиатор вместе со светодиодной платой (приклеить).
7. Вытащить провода наружу, закрепить герметиком (это позволит исключить попадание влаги и грязи внутрь).

Для подключения в сеть надо заранее подвести провода электропередачи в нужное место

Важно не перепутать полярность проводов, иначе диоды могут сгореть или не будут работать. Обязательно устанавливается драйвер для стабилизации напряжения

Места стыков проводов изолируются гофрой или пластиковым чехлом. Готовую конструкцию закрепляют на улице.

В результате таких действий будет готов самодельный прожектор с направленным освещением и высокой яркостью. Минус в том, что при нестабильном напряжении надежность изделия будет ниже, поскольку скачки могут вызвать перегорание диодов. Исправить такой недочет поможет монтирование двух резисторов с сопротивлением 1 – 2 Ом. Это позволит получить действительно качественную конструкцию не хуже тех, что реализуются в магазине.

Схема светодиодной матрицы

Поскольку светодиоды соединены последовательно, достаточно одному разорвать цепь, чтобы все перестали светиться.

схема последовательного соединения светодиодов

схема последовательного соединения светодиодов

Обрыв происходит при перегорании соединительного провода, вследствие значительного превышения номинального тока.

Но бывает и другая причина. Из-за заводского брака или перегрева, происходит разрушение структуры кристалла и возникает пробой.

Самая неприятная ситуация, когда контакт между кристаллом и соединительным проводом полностью не перегорает, а нарушается (временно пропадает). Прожектор в этом случае 1-2 дня светит нормально, а потом вдруг начинает моргать словно стробоскоп.

• 
  Зачем нужен драйвер для светодиода и как подобрать

Что же будет с прожектором, если произойдет пробой всего одного светодиода? Вот схема 50 ваттной матрицы, подключенного к источнику тока в 1,5А

В нормальном режиме весь ток равномерно распределяется между всеми линейками. Через каждый светодиод течет номинальный ток в 300мА.

При пробое, фактически происходит замыкание всего одного светодиода.

Из-за пониженного сопротивления, большая часть тока устремляется в линейку с пробитым элементом.

Это моментально приводит к перегоранию соединительных проводов. После чего, вся линейка отключается.

Теперь через оставшиеся светодиоды начинает протекать ток выше номинального – 375мА. Это безусловно вызовет перегрев и очередной пробой.

А значит, еще одна линейка отключится.

А за ней еще одна.

И еще одна. Пока не сгорят все.

• 
  Как самостоятельно заменить матрицу на телевизоре

Но в отличие от данной симуляции, в реальности, последняя линейка не сгорает.

Это происходит из-за того, что в источнике питания есть защита от превышения напряжения.

Драйвер повышает напряжение, чтобы выдать расчетный ток в 1,5А. Но из-за не нормального сопротивления светодиода, напряжение поднимается выше допустимого.

Срабатывает защита и драйвер отключается. Вскоре напряжение падает и он опять включается. Отсюда и получаются ритмичные моргания.

Справедливости ради надо сказать, что данные матрицы относятся к первому поколению. Сегодня уже есть доработанные модели с модернизированными драйверами.

На них при сгорании одной линейки ток в остальных не меняется. Правда и цена у них в разы дороже.

Как заменить в лампе светодиоды, если нет фена или паяльной станции

Конечно, далеко не у всех для подобного ремонта есть паяльная станция (у меня, к примеру, дома ее нет). В таком случае для ремонта можно воспользоваться обычным паяльником, немного доработав его жало. Просто накрути медный обмоточный провод диаметром 1-2 мм на жало, а концы провода заточи и залуди. Чем не паяльная станция для ремонта и замены SMD деталей?

Осталось заменить светодиод, и ремонт можно закончить. Сделать это можно паяльником с тонким жалом или обычным, но доработанным для выпайки. Перед пайкой удали с контактных площадок лишний припой и нанеси на них флюс. Теперь прикладывай новый светодиод на место, соблюдая полярность, удерживай тонким пинцетом и паяй. Имей в виду, что впаянный светодиод должен быть точно того же типа, что и сгоревший. Иначе такого ремонта хватит ненадолго.

Вероятные причины поломки и способы их устранения

Токоограничивающий конденсатор

Итак, прежде всего, необходимо определить причину неисправности вашего устройства. Если прожектор включается, но во включенном состоянии не горит равномерно, а мерцает и мигает – вероятно вышел из строя токоограничивающий конденсатор С1. Многие китайские производители грешат тем, что пытаясь добиться максимальной яркости от не самого мощного прожектора, используют токоограничивающий конденсатор, не подходящий по параметрам к драйверу. Токоограничивающий конденсатор на 400 Вольт номинального рабочего напряжения вполне подойдет.

Блок питания

Еще одной распространённой причиной может быть выход из строя блока питания. Вариантов выхода из ситуации два – обратиться в магазин электроники, где вам помогут подобрать подходящий блок питания (его характеристики указаны на нём, потому, желательно разобрать прожектор и прихватить блок с собой), либо подобрать блок питания (может подойти от сканера или принтера).

Второй вариант возможен, конечно, только если у вас вдруг завалялась ненужная и нерабочая оргтехника, которая может послужить донором блока питания. Сверьте блоки питания, чтобы они были схожи по параметрам. Точное совпадение не обязательно, но параметры не должны сильно расходиться. Как и говорилось ранее, при наличии навыков использования инструментов и понимания в вопросах электроники – вы легко сможете поменять блок питания самостоятельно.

Драйвер

Если в ремонте нуждается маломощный прожектор, вполне вероятно, что он может не иметь своего блока питания, а функцию изменения токов в нем выполняет светодиодный драйвер. Поскольку светодиод не может питаться напрямую от сети, нуждаясь в переменном токе, отличающемся от того, что может предложить ему сеть, в устройстве прожектора задействуется драйвер, учитывающий разброс характеристик светодиода в зависимости от рабочей температуры и времени, корректируя на выходе ток, подающийся на светодиод. Именно этот драйвер может выйти из строя.

Для его замены необходимо будет разобрать светодиодный прожектор и выяснить маркировку драйвера, чтобы купить или заказать замену. Если вы уверенный пользователь электроинструмента – можно найти вышедший из строя элемент драйвера и выпаять его и заменить. Если вы ремонтируете светодиодный прожектор, собранный своими руками, скорее всего вам будет достаточно легко найти проблему в драйвере или же найти аналогичный драйвер и произвести замену. Это будет однозначно дешевле, чем покупать или собирать новый прожектор с нуля.

Выгорание матрицы

Еще одним вариантом выхода из строя конструкции вашего светодиодного прожектора, помимо неисправности драйвера, блока питания или других мелких элементов, участвующих в процессе преобразования тока, может быть выгорание самой светодиодной матрицы. В случае выхода из строя самого светодиода, необходимо найти и приобрести аналогичный по характеристикам диод. После разбора прожектора, нужно будет аккуратно деинсталлировать сгоревшую матрицу, открутив четыре винтика крепления и отпаяв токопроводящие элементы. Затем нужно будет равномерно и аккуратно нанести слой термопасты на новый диод, припаять токоподводящие элементы и аккуратно прикрутить матрицу. Нужно учесть, что форма матрицы должна оставаться нетронутой, то есть желательно использовать те же винтики, что были использованы изначально. Они не должны иметь головки конической формы, так как при использовании таковых, если вы закрутите их с чуть большим усилием, они могут повредить матрицу, и вся ваша работа будет насмарку.

Диагностика

Прежде всего необходимо установить причину неисправности светодиодного прожектора. В качестве примера расскажем о проверке работоспособности прямоугольного прожектора Volpe с матрицей, включающей 9 диодов. Общая мощность светильника — 10 Вт. Световой поток составляет 750 лм.

Проверка осуществляется в следующем порядке:

1. Осматривают проводку на физическую целостность. Проверяют отсутствие обрывов, прогоревшей изоляции, перегибов кабеля. Цель состоит в том, чтобы убедиться в отсутствии разрывов токопроводящей жилы.
2. Проверяют корпус устройства, а также светодиодную матрицу на наличие повреждений механического характера (деформации, сколы, трещины).
3. Следующая задача: проверить входное напряжение, для чего открывают заднюю панель корпуса. Входное напряжение должно составлять 220 В (переменный ток). Если напряжение отсутствует, причина поломки не в светильнике, а в электрической цепи. Измерения осуществляют стандартным мультиметром. Норма выходного напряжения — 12 В (постоянный ток).

1. Если отсутствует выходное напряжение, поломку ищут на плате преобразователя. Осматривают контакты на предмет окисления, ищут трещины оловянного покрытия на участках пайки или перегоревших элементов.
2. Если вышеуказанные способы проверки не дали результата, тестируют работоспособность матрицы.

Ремонт светодиодного прожектора

Чтобы улучшить теплотведение, необходимо отшлифовать две прилегающие поверхности шкуркой с зернистостью P1500.

Затем термопасту намазать тонким слоем. Лишняя паста выдавится сама при нагреве или со временем. Главное, чтобы внутри не было пузырьков воздуха.

Сергей заказал светодиод 50 Вт на Алиэкспресс . Он работает при напряжении 30-36 В и во время работы потребляет ток 1500 мА.

Световой поток от него равен 90-120 Лм/Вт. Цветовая температура светового потока равна 6000-6500 К, а время работы 100 000 часов. Хороший китайский светодиодный модуль.

При установке светодиодный модуль можно немного притереть к радиатору, потому что это облегчает выход лишней термопасты .

При пайке светодиода помните, что он боится перегрева, так что паяйте быстро и метко.

После ремонта, во время сборки защищенного светодиодного прожектора следите за прилеганием резиновых прокладок. Тогда прожектор будет работать долго и надежно даже в целях уличного освещения.

Полезные рекомендации

Несколько полезных советов по ремонту светодиодных прожекторов:

1. При замене матрицы обязательно обращать внимание на полярность.
2. Обязательно удалять отвердевшую теплопроводную пасту под матрицей.
3. Обезжиривание поверхности следует осуществлять спиртом.
4. При пайке не нужно перегревать поверхность. Время на пайку — до 2 секунд. Если перегреть матрицу, произойдет разрушение кристаллов или же их новые характеристики не позволят нормально функционировать прожектору.

1. Чтобы отремонтировать прожектор большой мощности, достаточно знаний, применяемых при ремонте маломощных светильников. Никаких особых отличий между устройствами разной мощности не существует.
2. Если матрица с большим количеством диодов не залита компаундным раствором, понадобится замена нерабочего диода. Для выполнения операции необходим микропаяльник. Работать нужно аккуратно, чтобы не перегреть кристаллы.
3. Если на перегоревших сопротивлениях невозможно разглядеть номиналы, не обойтись без инструкции к прожектору. В ней должны быть указаны соответствующие данные.

Починить прожектор может каждый. Однако для выполнения ремонтных работ требуются хотя бы базовые знания в области электротехники, а также навыки обращения с паяльником и мультиметром. Также необходимо умение читать схемы, чтобы разобраться с устройством прожектора.

Проверяем светодиодную матрицу

Для проверки работы матрицы, рекомендуется использовать лабораторные БП. При этом, требуется подавать меньшее напряжение, чем требуется для работы этого узла. После этого, необходимо будет измерить показатели тока, то есть узнать, какое его количество потребляет в данный момент по времени наш прибор. При отсутствии неисправностей в таком случае, матрица должна будет загореться. По завершению указанной процедуры, необходимо постепенно повышать напряжение, которое подается на матрицу до номинальных значений. Когда матрица разгорается на полную мощность, тогда можно считать, что этот узел оборудования исправен. Многие люди, занимающиеся подобными работами, упускают важные моменты, которые связаны с правильной установкой различных деталей, что с течением времени приводит к поломке.

Схема-подключение светодиодной матрицы.

Устройство светодиодного прожектора и типовые неисправности

ЛЕД-прожектор (LED) представляет собой яркий осветительный прибор, состоящий из:

• светодиода, излучающего свет;
• драйвера, управляющего работой устройства;
• корпуса;
• рассеивателя, увеличивающего КПД прибора;
• линзы, определяющей форму, цвет и другие параметры светового потока.

Наиболее распространёнными неисправностями в прожекторе являются выход драйвера из строя или перегорание светодиодов. Последние сильно теряют яркость или сгорают из-за того, что тепловая энергия, которую они вырабатывают, плохо отводится в атмосферу. Такая проблема характерна для бюджетных производителей, которые экономят на радиаторах.

Сгорание или нестабильная работа драйвера – это проблема, характерная для прожекторов китайского производства, в которых производители тоже экономят буквально на всём. Тем не менее, использование этой продукции может быть выгодным, если вы умеете приводить электронику в порядок. Китайские прожекторы стоят очень дёшево и хорошо работают после восстановления драйвера.

Электрическая схема светодиодного прожектора

На фотографии приведена типовая электрическая схема драйвера светодиодного прожектора. Принцип работы схемы любого драйвера прожектора одинаковый.

Напряжение из бытовой сети подается на вход драйвера через предохранитель F1, фильтруется с помощью LС элементов и выпрямляется диодным мостом. Далее сглаживается электролитическим конденсатором С13. На выводах конденсатора создается напряжение постоянного тока величиной около 280 В.

С конденсатора C13 напряжение подается через токоограничивающие резисторы на стабилитрон D12 и вывод 6 микросхемы. Стабилитрон обеспечивает питание микросхемы напряжением 9 В, которое является опорным для работы драйвера в целом. С конденсатора C13 напряжение поступает также через обмотку трансформатора Т1.1 на вывод полевого транзистора Q1 работающего в ключевом режиме.

Работает драйвер следующим образом. С вывода 5 микросхемы на затвор транзистора Q1 поступают высокочастотные импульсы, благодаря которым сопротивление между его стоком и истоком становиться близким к нулю. В этот момент через первичную обмотку трансформатора проходит ток, благодаря которому на вторичной обмотке появляется напряжение. Оно выпрямляется быстродействующим диодом SF28 и сглаживается электролитическим конденсатором SC1. Величина тока, протекающего через LED матрицу, определяется величиной сопротивления резисторов, установленных с 3 вывода микросхемы на общий провод.

Наиболее часто выходят из строя – электролитические конденсаторы (их легко определить по внешнему виду — вспучены), диоды мостового выпрямителя, полевой транзистор, высокочастотный диод и стабилитрон (в случае его обрыва выходит из строя микросхема).

Причина перегорания светодиодной матрицы в прожекторе

Обычно светодиодные матрицы выходят из строя из-за перегрева. Решил разобраться, почему в данном прожекторе, несмотря на толстостенный дюралюминиевый корпус, являющийся одновременно и радиатором перегорела светодиодная матрица.

Первое, что бросилось в глаза, это крепление матрицы с помощью двух винтов, а не четырех, что предусмотрено ее конструкцией. Головки винтов были конической формы, что могло привести при сильном закручивании винтов к деформации подложки матрицы.

После отпайки токоподводящих проводников и откручивания винтов матрица легко отделилась от корпуса прожектора. На снимке внешний вид. Выборки в углах подложки вместо отверстий снижают вероятность равномерного прижима ее к радиатору.

Причина выгорания светодиодной матрицы стала очевидной после осмотра ее обратной стороны. Участок подложки, противоположный прогоревшему участку со светодиодами не был покрыт теплопроводящей пастой, хотя паста на корпусе прожектора была нанесена равномерно.

Обычно участок радиатора, к которому прижимается тепловыделяющий элемент, шлифуется. В прожекторе это правило нарушено вдвойне, так как площадь корпуса, к которой прижимается светодиодная матрица, не шлифована, и еще окрашена краской типа шагрень, что существенно снижает отвод тепла с матрицы.

Исходя из вышесказанного, можно сделать заключение, что светодиодная матрица вышла из строя из-за перегрева по причине плохого ее прижима к корпусу прожектора при сборке.

Перед установкой матрицы в корпус прожектора, место ее контакта было обработано наждачной бумагой до блеска алюминия и .

Радиаторы охлаждения

Большинство светодиодных осветительных приборов выпускается с радиаторами охлаждения. Наличие этого элемента – признак высокого качества устройства. В данных изделиях отводится специальное посадочное место, а радиатор используется для отвода тепла. Периодически нужно проводить замену термопасты. Если этого не делать, то со временем радиатор потеряет свою эффективность и плата или блок перегорит. Разберите устройство и убедитесь в том, что термопаста нанесена на обе плоскости посадочного места.

При необходимости самостоятельно тонким слоем нанесите специальную смазку на всю поверхность посадочного места. Чересчур большое количество термопасты сказывается на теплоотдаче так же негативно, как и ее отсутствие. Для увеличения тепловой отдачи можно прикрутить к радиатору дополнительную алюминиевую пластинку, при этом убедитесь, что она не перекрывает основной воздушный поток.

Качественный ремонт светодиодных источников света своими руками возможен при условии соблюдения правил безопасности и наличии конструктивной схемы электроприбора. В статье были подробно описаны основные причины и типы неисправностей, даны рекомендации по их поиску и устранению.

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

LED лампа выглядит вот так:

Рис 1. Внешний вид разобранной LED лампы

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

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

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

Вернемся к проблемам драйвера.

Вот так выглядит плата драйвера:

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

И с обратной стороны:

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

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

В МТ7930 встроены защиты:

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

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