Как отремонтировать светодиодный прожектор своими руками
Как отремонтировать светодиодный прожектор
В последнее время светодиодные прожекторы приобрели значительную популярность и постепенно вытесняют другие виды прожекторов с рынка благодаря своим качествам: экономичности и долговечности. Но даже светодиодные прожекторы могут выходить из строя.
В случае обращения в специализированные мастерские по ремонту электротехники можно потратить очень много времени и средств на ремонт. В большинстве случаев ремонт светодиодных прожекторов может быть выполнен своими руками, стоит только внимательно изучить принцип работы и конструкцию.
Типовые неисправности
В большинстве случаев при появлении неисправности в прожекторе, в его работе будут следующие проблемы:
Возможно ли отремонтировать светодиодный прожектор? Конечно, но при наличии определенных знаний, а если знаний всё-таки не хватает то купить такой прибор по очень демократичной цене можно на сайте наших партнёров led-comp.ru, выбор различных вариантов очень большой.
Устройство LED-прожектора
Следует знать, что конструкция любого светодиодного прожектора состоит из двух основных частей: led-матрицы и драйвера. Матрица — это источник света. В прожекторе может быть установлена одна или несколько матриц, которые могут состоять из нескольких светодиодов. Другая важная деталь прожектора — драйвер, или блок питания.
Соответственно, ремонт неисправного светодиодного прожектора, будет заключаться в определении неисправной детали и замене ее на другую, подходящую по параметрам.
От источника тока, питание подается на электронную плату драйвера, где электрический ток преобразовывается и затем приходит на матрицу, которая излучает свет.
Кроме матрицы и драйвера в устройство светодиодного прожектора могут входить:
Схемы драйверов
При ремонте драйверов светодиодного прожектора необходимо знать его устройство. Конструкция драйверов включает в себя диодный мост, резисторы и конденсаторы. Диодный мост служит для выпрямления электрического тока, который затем стабилизируется посредством резисторов и конденсаторов.
Вот некоторые простые электрические схемы драйверов. Схемы приведены для наглядного описания принципа работы и могут отличаться от установленых в других устройствах.
Но в светодиодных прожекторах применяются драйверы с более сложными схемами, которые обеспечивают лучшие характеристики.
Пошаговая инструкция по диагностике и ремонту
При ремонте светодиодного прожектора своими руками рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий:
Проведение внешнего осмотра
Как говорят опытные электрики любая неисправность электроприборов имеет две причины: когда нет контакта, там, где он должен быть, или когда есть контакт, там, где его быть не должно!
Внимательный осмотр прожектора может значительно облегчить задачу поиска неисправности. Во-первых, необходимо осмотреть питающий провод. На нем должны отсутствовать переломы, различные механические повреждения изоляции и конечно следы повреждения изоляции от короткого замыкания или следы оплавления в результате термического воздействия электрического тока.
Во-вторых, нужно осмотреть корпус устройства и светодиодную матрицу на наличие различных механических повреждений. При осмотре матрицы можно визуально определить неисправность на светодиодах /матрице (если стоит COB) по наличиию черных точек.
При изготовлении светодиодов по технологии COB (Chip On Board) несколько светодиодов распололагаются на одной плате и покрываются люминофором. При выходе из строя одного или гнескольких светодиодов вся плата оказывается неработоспособной, так как светодиоды подключаются последовательно. Перегоревший светодиод будет отличаться от других более темным цветом. При конструкции матрицы, состоящей из отдельно расположенных светодиодов, неисправный также может отличаться цветом от соседних.
В-третьих, производиться вскрытие корпуса прожектора и проверяется состояние плавкой вставки предохранителя. При этом следует обратить внимание на состояние платы, на отсутствие механических повреждений или элементов, которые перегорели. Также осматриваются контакты на отсутствие следов окисления или коррозии.
При проведении осмотра будет целесообразно прозвонить провода и проверить наличие электрического контакта во всей цепи.
Проверка работоспособности драйвера
Для проверки работоспособности драйвера необходимо подать на отключенный драйвер переменное напряжение 220 В. На его выходе должно быть постоянное напряжение, величина которого будет немного выше, чем величина, указанная на корпусе.
К примеру, если на корпусе указано 28-38 В, при подключении драйвера без нагрузки, выходное напряжение будет составлять 40 В.
Но при таком способе проверки можно ошибиться, ведь существуют драйверы, которые могут не включаться без нагрузки. Для получения правильных результатов при проверке необходимо подключить к выходу драйвера нагрузочный резистор.
Подбор номинала резистора следует производить по закону Ома. Для этого необходимо узнать, какие выходные параметры написаны на корпусе. К примеру, если на корпусе написано: «OUTPUT 23-35 VDC 600 mA ±5%», наименьшую величину сопротивления рассчитываем, как: 23/0,6=38 Ом. Соответственно, наибольшая величина рассчитывается как: 35/0,6=58 Ом. Затем выбираем наиболее подходящий резистор по номиналу, с учетом мощности. Если выбрать резистор недостаточной мощности, при работе он будет значительно нагреваться и перегорит. Стандартный ряд мощностей включает значения: 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2 и более Вт.
Мощность резистора определяется как произведение напряжения (U) на ток (I) по формуле:
После расчета выбираем наиболее подходящее из стандартных значений.
Далее, проверяем уровень напряжения на выходе устройства. Если напряжение находится в пределах, указанных на табличке драйвера, делаем заключение о том, что устройство работоспособно и продолжаем поиск неисправности.
Ремонтируем светодиодный прожектор своими руками.
Сегодня светодиодные прожектора пользуются повышенным спросом и востребованностью у большого числа людей, потому как имеют массу преимуществ при использовании. Эти устройства выполнены из современных элементов и имеют высокую надежность и эффективность, но и он с течением определенного периода по времени могут сломаться, тогда потребуется выполнить их ремонт. Выполнить ремонт прожектора можно достаточно быстро по времени в зависимости от возникшей неисправности.
Устройство светодиодного прожектора и типовые неисправности
Светодиодные прожекторы считаются такими устройствами, которые сочетают высокие показатели эффективности в работе и экономичности. Эти изделия имеют длительный по времени эксплуатационный ресурс, но иногда требуют квалифицированного ремонта. Чтобы качественно отремонтировать, рекомендуется обращаться в специализированные мастерские, где работают квалифицированные и опытные специалисты. Этот прожектор представляет собой яркий прибор для освещения, которые состоит из определенных деталей и элементов, одними из них являются:
Частой поломкой, которая связана с представленным устройством — выход из строя драйвера. Осветительный прибор такими неисправностями быстро теряет яркость и с течением времени перегорает, потому как уменьшается качество передачи тепла в атмосферу. Эта проблема характерна для недорогих по стоимости изделий. Сгорание или же нечеткая работа драйвера является частой проблемой, которая часто встречается у производителей, экономящих на установке качественных радиаторов.
Проверяем драйвер
Ремонт светодиодных прожекторов должен проводиться с использованием современного оборудования и качественного инструмента. Чтобы осуществить проверку работы драйвера, потребуется убедиться, что на него подается электрическое питание 220 В. После этого, потребуется решить, что не работает. Здесь два варианта, первое — неисправность заключается в LED-драйвере. Второй вариант, поломка LED-матрицы. Необходимо сказать, что определение «драйвер» по своей основной сути — это определенный маркетинговый ход производителя, которым обозначается источник тока. Этот источник применяется для определенного устройства, которое рассчитано по току и значениям мощности.
Ремонт светодиодного прожектора своими руками возможно осуществить при относительно несложных неисправностях. Чтобы осуществить проверку драйвера без подключенного светодиода, потребуется подать на его вход напряжение в 220В. После этого, на выходе, при исправном узле, должно возникнуть постоянное напряжение, которое будет по значению больше, чем допустимый предел указанный на самом блоке.
К примеру, когда на блоке установленного драйвера указано напряжение 28 В, тогда при осуществлении действий по его включении «вхолостую», показатели напряжения на выходе будут составлять ориентировочно 40 В. Это объясняется принципом функционирования схемы. Для полного восстановления ремонтируете драйвера светодиодного устройства с использованием качественных элементов, что в заметной степени увеличит показатели срока службы и эффективность оборудования.
Но, представленный способ проверку, не дает 100% гарантии такого факта, что он исправно работает. В некоторых случаях, может потребоваться отремонтировать ЛЕД прожекторов своими руками. Следует отметить, что иногда бывают рабочие блоки драйвера, которые при «холостом» включении, могут показывать различные параметры. Это не всегда указывает на неисправность узла, потому как у разных производителей свои схемы по которым могут работать. Этот момент в обязательном порядке требуется учитывать и полностью понимать, если вам необходимо проверить драйвер. Если мигает светодиодный прожектор или моргает, тогда это может указывать на недостаток питания, поэтому первым делом, следует проверить электрическое питание на выходе. Это делается в самую первую очередь, что позволяет сэкономить время на выполнение указанных мероприятий.
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.
Что делать если мощность светодиодного модуля неизвестна?
Иногда случаются такие ситуации, когда показатели мощности установленного модуля не указаны. Поэтому, аппарат сложно правильно подобрать для решения поставленных задач, а также сложно будет в будущем подобрать адаптер. Отмечаем такой момент, что в матрицах применяются диоды, которые имеют показатели мощности в 1 Вт, а их ток равняется 320 мА. Если в матрице 9 постоянно включенных диодов, а ток один по 320 мА и напряжение 3,1 В. Напряжение будет около 29 В.
Ремонт драйвера светодиодного прожектора
При ремонтной операции драйвера светодиодного прожектора, необходимо будет обращать внимание на все элементы, которые присутствуют в схеме. Он должен выдавать определенные значения постоянного напряжения, которое используется для питания установленных диодов. При ремонте этой системы, обращают внимание на силовые детали, которые имеют радиаторы. Связано это с тем, что при плохом охлаждении, определенные элементы драйвера могут быстро выходить из строя и их требуется заменить на новые и более качественные. В этом случае полезно подключение и схема диммера, что сэкономит время на данную процедуру.
Замена светодиода
При выполнении работ, связанных с заменой светодиодов, необходимо обращать повышенное внимание на параметры этого элемента, они должны точно соответствовать тем, которые прописаны у неисправных элементов. Это поможет правильно сделать замену и стабильную работу прожектора на долгий отрезок по времени. Рекомендуется приобретать эти детали от известных производителей, потому как качество дешевых светодиодов не лучшее.
Если требуется оперативный ремонт оборудования, тогда можно приобрести в любом магазине, который торгует светодиодами необходимые элементы. Когда люди занимаются ремонтом современных систем на постоянной основе, тогда имеется отличная возможность приобретать необходимые элементы для замены при помощи магазинов, расположенных в интернете, что удобно и практично
Как отремонтировать светодиодный прожектор
увеличив мощность в три раза
Светодиодные матрицы с каждым годом совершенствуются и недавно производители освоили новый вид матриц для прожекторов, которые можно подключать непосредственно к питающей сети переменного тока 220 В.
Простота подключения, не нужен дорогой драйвер, ряд матриц представлен мощностью от 10 до 50 Вт. Решил изучить достоинства и недостатки этого вида LED матриц на практике.
Лет пять назад пришлось ремонтировать два светодиодных прожектора. В одном из них сгорела матрица и драйвер, а во втором только драйвер. Из двух удалось починить один. Второй с перегоревшей матрицей и драйвером с тех пор пылился на полке. Решил его отремонтировать с использованием современной LED матрицы.
На Алиэкспресс было куплено две матрицы RoHS F4054 мощностью 10 Вт за два доллара, одна про запас, мало ли что произойдет при испытаниях. Кстати, числа в маркировке после буквы F обозначают ширину и длину матрицы в миллиметрах. Приобретенная матрица имела размер 40×50 мм.
Проверка и разработка схемы подключения LED матрицы
При подключении матрицы, установленной на массивный радиатор, к сети 220 В, она засветилась, ток потребления составил около 45 мА, что соответствовало заявленной мощности продавцом. Но пульсации света с частотой 100 Гц были большими. Ведь в матрице не было электролитического конденсатора.
Для уличного освещения такой прожектор подойдет, но я планировал использовать его для освещения предметов при фотографировании, где нужен минимальный коэффициент пульсации светового потока.
Как известно, светодиоды работают от постоянного напряжения, и при подключении к переменному напряжению в электрической схеме любого драйвера на входе устанавливается выпрямительный мост.
Исходя из этого, решил попробовать запитать светодиодную матрицу постоянным напряжением. Для этого был использован драйвер на токоограничивающем конденсаторе (он был выпаян, а контактные площадки замкнуты) светодиодной лампы и конденсатор емкостью 150 мкФ на напряжение 400 В.
Испытания подтвердили правильность идеи. Матрица засветила ярким ровным светом. Проверка светового потока на мерцание показала полное его отсутствие. Осталось только все детали разместить в корпус прожектора.
Электрическая схема подключения
LED матрицы со встроенным драйвером
В результате проведенных экспериментов получилась, показанная на чертеже, электрическая схема подключения матрицы со встроенным драйвером к питающей сети переменного тока 220 В.
Напряжение переменного тока поступает через предохранитель F1 на ток защиты 2 А и токоограничивающий резистор R1 номиналом 4,7 Ом на выпрямительный мост VD1-VD4, собранный на диодах 1N4004. К выводам моста подключен электролитический конденсатор С1 и параллельно ему светодиодная матрица.
В момент включения прожектора конденсатор С1 разряжен, и поэтому его сопротивление равно нулю. Для защиты диодов моста от больших токов служит R1. Предохранитель служит для защиты электропроводки в случае пробоя диодов или конденсатора.
К выпрямителю можно подключать светодиодные матрицы, рассчитанные на 220 В переменного тока мощностью от 10 до 50 Вт. Но тут есть некоторые особенности, о которых будет рассказано ниже. Полярность подключения матрицы значения не имеет.
Ремонт прожектора
Ремонт заключался в демонтаже перегоревшей матрицы и неисправного драйвера и установки современной светодиодной матрицы с встроенным драйвером, и дополнительной схемы выпрямительного моста с электролитическим конденсатором в корпус прожектора.
Установка LED матрицы
Для того чтобы добраться до матрицы необходимо снять защитное стекло и рефлектор, для чего понадобилось открутить четыре винта.
Для удаления матрицы нужно отпаять или откусить бокорезами провода и открутить еще четыре винта. Кода матрица была снята, то стало ясно, почему она сгорела. Теплопроводящая паста покрывала ее подложку не по всей поверхности.
В дополнение, место установки было окрашено, и еще вокруг крепежных резьбовых отверстий имелись выступающие площадки, как и вокруг непонятных прямоугольных углублений. Налицо конструкторская недоработка и небрежная сборка производителем прожектора.
Сгоревшая матрица имела размеры 20×20 мм, а устанавливаемая – 40×60 мм, поэтому пришлось делать новые крепежные отверстия. При разметке еще пришлось сдвинуть матрицу относительно центральной оси, чтобы крепежные отверстия не попали в теплоотводящие ребра корпуса. В дополнение также надо было оставить одно из двух отверстий для прокладки проводов. Сверлить новое отверстие для проводов не хотелось, так как штатное герметично соединялось с задней частью прожектора.
После разметки было просверлено четыре отверстия диаметром 2 мм и затем в них нарезана резьба метчиком М2,5.
Примерка показала, что все сделанные отверстия точно совпали с крепежными отверстиями матрицы. Если бы немного промахнулся, то отверстия в матрице можно пропилить с помощью надфиля. Рядом с ними нет токоведущих дорожек и элементов.
На следующем шаге с помощью наждачной бумаги средней зернистости необходимо подготовить теплоотводящую поверхность, сняв краску и удалив выступающие бугры.
После десяти минут работы поверхность стала идеально ровной и готовой для крепления матрицы. Оставшиеся крепежные отверстия имеют небольшую площадь и на отвод тепла влиять практически не будут.
Для хорошего теплового контакта подложки матрицы с алюминиевым корпусом прожектора, который одновременно является и радиатором, место их соединения необходимо покрыть тонким слоем специальной теплопроводящей пасты. Размазывать пасту удобно с помощью банковской карты или визитки. Паста продается в магазинах компьютерной техники, можно заказать на Алиэкспресс при покупке матрицы.
Матрица закреплена в корпусе с помощью винтов М2,5 с плоскими шайбами для увеличения площади прижатия. Залудить контактные площадки матрицы и припаять провода лучше перед установкой. Провода я использовал с двойной изоляцией, но для надежности целесообразно использовать специальный термостойкий провод. У меня такого достаточной длины под руками не оказалось.
Рефлектор прожектора имел отверстие для светового потока матрицы недостаточного размера, пришлось его после разметки дорабатывать.
Для этого с помощью мини дрели и наждачного диска рефлектор был пропилен по граням. Края загнуты плоскогубцами, и лишний металл отрезан ножницами.
На фотографии показан результат работы по установке LED матрицы с драйвером на подложке. Вся ее светоизлучающая поверхность открыта для светового потока.
Установка в прожектор диодного моста и конденсатора
Печатную плату ради монтажа шести радиоэлементов изготавливать не стал, тем более, что в наличии была подходящая плата от драйвера светодиодной лампы. Выпаял из нее лишние элементы, впаял предохранитель и токоограничивающий резистор.
Провода, идущие от светодиодной матрицы, были припаяны непосредственно к выводам конденсатора, а его выводы уже к плате. Один из проводов сетевого шнура был припаян к плате, а второй на вывод включателя, а с него уже к плате.
Для изоляции печатной платы была использована укороченная упаковка от драже Тик-Так. Идеально подошла по размерам. Под сетевой шнур в упаковке была сделана прорезь.
Светодиодный прожектор отремонтирован без использования драйвера, и можно приступать к его испытаниям. При первом включении он не засветил. Оказалось, что установленный предохранитель на ток защиты 1 А не выдержал пускового тока зарядки конденсатора и перегорел.
Величину токоограничивающего сопротивления увеличивать не хотелось, поэтому пришлось установить предохранитель на 2 А. При многократном включении, выключении и длительной работе прожектор светил безотказно. Корпус нагревался незначительно.
Измерение мощности матрицы с встроенным драйвером
При прогоне прожектора показалось, что он светит намного ярче, чем десятиватный. Решил сравнить его с таким же, но со штатной матрицей и драйвером. Подозрение подтвердилось.
Измеренный ток потребления составил 132 мА, вместо положенных 45 мА. При проверке матрицы перед установкой без выпрямительного моста ток составлял около 45 мА. Следовательно, при питании матрицы постоянным током ее мощность увеличилась с 10 Вт до 29 Вт, что в результате и вызвало увеличение светового потока. Это стало приятной неожиданностью, хотя вполне объяснимой. Для определения мощности нужно величину напряжения умножить на величину тока.
На светодиодах падает напряжение и при включении их последовательно суммарное может составлять 100 и более вольт. Поэтому при питании от переменного тока светодиоды светят только во время, когда размах синусоиды превысит этот порог. При питании матрицы постоянным напряжением светодиоды светят непрерывно. Поэтому и увеличилась мощность светового потока.
Измерение температурного режима работы светодиодов
Хотя на ощупь корпус прожектора нагревался незначительно, но напрашивался вопрос о возможном перегреве LED матрицы в связи с увеличением подаваемой на нее мощности в три раза. Поэтому решил измерять температуру ее подложки.
Для этого в оставшееся в корпусе прожектора отверстие от провода, ведущее к подложке матрицы была вставлена термопара мультиметра.
Задняя крышка была закреплена на корпусе. Прожектор во включенном состоянии в самом плохообтекаемом воздушным потоком положении, излучающей стороной свет положен на горизонтальную плоскость. За полчаса работы прожектора температура прекратила увеличиваться и при температуре окружающей среды 21°C достигла 60°C. Перегрев матрицы составил 39° градусов.
Согласно технической документации срок службы светодиодных матриц при нагреве подложки до 60°C, а кристаллов до 80°C составляет 50 000 часов.
Следовательно, можно сделать вывод, что конструкция исследуемой десяти ваттной светодиодной матрицы с встроенным драйвером и габаритные размеры корпуса прожектора позволяют при качественной установке матрицы обеспечить безопасный тепловой режим ее работы.
Заключение
Затратив 1,5$ и пару часов на самостоятельный ремонт старого светодиодного прожектора с неисправной матрицей и драйвером, удалось увеличить его мощность с 10 Вт до 29 Вт и практически исключить пульсации светового потока.
Пылится на полке у меня еще один подобный неисправный прожектор мощностью 50 Вт, матрица уже заказана. В ближайшее время планирую его отремонтировать по такой же технологии и результаты опубликовать в этой статье.