Какова конструкция светодиодных лампочек

LED-лампа может иметь различное строение. Его необходимо изучить перед тем, как заниматься её ремонтом. Рассмотрим конструкцию двухсотдвадцативольтной лампочки. Она состоит из нескольких светодиодов, полупроводниковых приборов, в которых при пропускании электрического тока происходит движение носителей заряда. Таковыми в LED-устройствах являются электроны и дырки (отрицательный и положительный заряд). Двигаясь с одного электронного уровня на другой, они излучают свет в узком диапазоне. Перегорают светодиодные лампочки чаще всего из-за поломки диодов или других элементов, входящих в их состав.

Источником тока для последовательно соединённых светодиодов является так называемый драйвер (иногда – блок питания), преобразователь тока. Между светодиодами и драйвером находится теплопроводящая плата с радиоэлементами и алюминиевый радиатор (для некоторых ламп корпус делают из пластика с вентиляционными отверстиями, внутри которого размещают радиатор для отвода тепла). Вся конструкция размещается в корпусе, под защитным колпачком. Снизу лампа оснащена цоколем, к которому припаяны два проводка; именно через них напряжение передаётся к драйверу.

Как выглядит драйвер Источник hsto.org

Устройство светодиодной лампы и её успешный ремонт зависят от того, какой именно драйвер в ней установлен. Он может быть без стабилизации вовсе, а также со стабилизацией тока или напряжения. По сути полноценно называться драйверами может только первый тип из трёх перечисленных. В зависимости от вида этого узла конструкции лампы ремонт будет несколько отличаться.

Одной из разновидностей светодиодных ламп считается филаментная. Это особый вид LED-устройства, в котором вместо платы в стеклянной колбе находятся филаментные стержни. Они представляют собой тонкие сапфировые или стеклянные трубочки, которые имеют толщину примерно 2 мм каждая, длину – около 3 см. На стержнях размещены по 28 миниатюрных светодиодов. Этот вид лампочек не подлежит ремонту.

Устройство светодиодных ламп

Для начала рассмотрим, как устроена лампа на световых диодах с питанием 220 В. Модульно она состоит из трёх частей рис.1: Контакты; Выпрямительный блок (драйвер); Группа светодиодов.

Рис.1 Монтажная схема светодиодных ламп

Не искушённому в электронике домашнему мастеру выполнить ремонт светодиодной лампы своими руками, можно не вдаваясь в подробности электронной схемы драйвера. Но если кому интересно типичные схемы выглядят следующим образом рис.2:

простые схемы на 220

на транзисторе

на микросхеме

Рис.2 Электрические схемы драйверов светодиодных ламп

Почему LED-лампы ломаются

Прежде, чем начать ремонт лампочки, стоит разобраться, почему перегорают светодиодные светильники. В первую очередь сбой в работе любого светового прибора стоит искать в перепадах напряжения. Если в вашем жилище есть такая проблема, то нужно не ремонтировать лампочку, а устанавливать стабилизатор.

Неприятные последствия перепадов напряжения Источник electrik-domoy.ru

Важно! Если напряжение будет «скакать» очень сильно, оно может пробить диодный мост и вывести из строя лампу.

При установке новых светодиодных лампочек нужно помнить о хорошей вентиляции. Если она будет недостаточной и образуемое при работе прибора тепло не будет регулярно выводиться, может наступить перегрев. В таком случае нужно присмотреться к светильнику: при слишком закрытой конструкции вентиляция не будет обеспечиваться, тогда придётся покупать другое осветительное устройство.

Ещё одной распространённой ошибкой при обустройстве электропроводки в помещении является неправильное размещение проводов или неверный расчёт их сечения. Если нет возможности поменять проводку, правильным решением в таком случае будет разгрузка линии освещения путём выбора другой, менее мощностной лампочки.

Также поломке ЛЕД-лампочки способствует неправильный выбор степени IP, то есть защиты от внешних воздействий. Если лампа подвергается влиянию повышенной влажности, пыли, её корпус испытывает удары, необходимо подумать о выборе соответствующих окружающей обстановке осветительных приспособлений. Теперь, когда вы знаете, почему перегорают светодиодные лампы, можно приступать к их ремонту.

Светодиодная лампа будет работать хорошо, если правильно её подобрать Источник multiwood.ru

Кроме указанных выше вариантов неправильной эксплуатации, светодиодные лампочки могут выходить из строя по причине наличия заводского брака. Ещё одной неявной причиной сгорания LED-лампы является подключение её к выключателю с подсветкой. Выхода из такой ситуации два: если в конструкции светильника (например, люстры) есть ещё лампочки, нужно хотя бы одну из них поменять на обычную. Второй вариант решения такой проблемы – замена выключателя.

При поломке лампы чаще всего повреждается конденсатор, размещающийся в блоке питания вместе с резисторами и диодным мостом, или один из светодиодов. В случае использования при производстве лампы дешёвых, не соответствующих номинальному напряжению элементов, а также при некачественных паяных соединениях вся конструкция может сломаться после всего лишь нескольких циклов включения/выключения.

Подготовка к работе

Для проведения ремонта LED телевизора понадобятся:

• профессиональная паяльная станция, дующая тонкой струей очень горячего воздуха, в дальнейшем — фен;
• флюс;
• немного олова для лужения контактных площадок;
• в зависимости от выбранной стратегии замены, небольшое количество тонкой медной проволоки;
• ножницы;
• пинцет;
• суперклей.

Понадобится и главный инструмент, прибор для проверки светодиодных линеек LED телевизоров. Это может быть мультиметр. Удобно действовать тестером с возможностью установки рабочего напряжения. Отлично себя показывает лабораторный трансформатор с тонкими контактными щупами. Как именно использовать эти приборы, будет понятно из следующих разделов.

Чтобы не повредить элементы матрицы и другие сложные компоненты телевизора, мастеру желательно подготовить себе много свободного пространства. Как минимум, два габарита экрана. На этой площади будет размещена отдельно матрица и блок светодиодной подсветки.

Важно! Оставлять отпечатки пальцев и другую грязь на линзах, светоотражателях, дисплее и защитной пленке нежелательно, поэтому нужно тщательно вымыть руки и очистить корпус телевизора. Не будет лишним запастись безворсовыми салфетками, надеть плотно застегиваемую чистую спецовку, работать в незапыленном помещении и применять антистатические браслеты.

Разбор ЛЕД-лампы для ремонта

Перед тем, как отремонтировать светодиодную лампочку, изучите инструкцию, а также конструкцию сломанной лампы. Благодаря тому, что внутри LED-лампы нет газов, а корпус негерметичен, при выходе её из строя можно попробовать отремонтировать устройство самостоятельно.

Так выглядит разобранная ЛЕД-лампа Источник tauray.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности

Пошаговая инструкция как отремонтировать светодиодную лампу:

• Раскрыть лампу, чтобы добраться до внутренних конструктивных элементов.

Чтобы начать разбирать лампочку, нужно сначала открыть удерживающие светорассеивающий купол клипсы. Если матовую верхнюю часть лампы держат винты, нужно их открутить, если сдерживающим фактором является герметик, его требуется аккуратно убрать.

• Удалить радиатор.

Отсоединив рассеиватель, возьмите отвёртку и аккуратно выньте радиатор (он будет находиться под платой со светодиодами).

• Отделить матрицу.

Светодиодную матрицу после выемки внутренностей лампочки нужно отделить от всей конструкции. Для этого понадобиться отпаять её: прогрейте контакты паяльником, после чего аккуратно пинцетом отделите деталь. При этом начинать нужно с центральной платы, которую необходимо отделить от двух контактов. Также следует удалить герметик, находящийся по периметру лампы, или открутить удерживающие винты.

После того, как ничего уже не будет мешать выемке матрицы со светодиодами, нужно вооружиться тонким металлическим инструментом вроде шила или иголки. Аккуратно заводя его под плату, пройдитесь по кругу, чтобы можно было подковырнуть её.

Работа с матрицей светодиодной лампы Источник masterpotoku.ru

Кстати! Перед началом ремонта лампы следует определить, какие светодиоды стоят в лампочке на 220, которую необходимо отремонтировать.

• Снять матрицу.

Чтобы снять матрицу со светодиодами, которую уже ничто не удерживает на месте, потребуется пропустить центральный элемент в прорезь. После этого можно будет вытащить матрицу.

• Определить неработающее звено.

Что)бы выявить поломку, в большинстве случаев стоит лишь взглянуть на каждый из светодиодов, которые выглядят, как очень маленькие жёлтенькие квадратики. На одном из них при ближайшем рассмотрении (возможно, понадобится лупа) будет заметно маленькое тёмное пятнышко (чёрная точка).

• Снять неработающий элемент.

Теперь расскажем, как отремонтировать светодиодный светильник после того, как нерабочие диоды уже обнаружены. Чтобы снять все неработающие светодиоды с матрицы, можно нагреть её снизу, тогда процесс упростится (открытое пламя применять нельзя). Не забудьте предварительно зафиксировать круг с диодами в нужном положении над рабочей поверхностью. После хорошего прогрева нужный светодиодный элемент можно будет просто снять пинцетом.

• Зачистить контакты после снятого диода.

После очистки местонахождения сгоревшего диода следует также нанести специальную пасту.

Ещё один вариант светодиодной лампы Источник vodakanazer.ru

Помните! Сточенный уголок диода показывает на расположение минусовой клеммы.

• Поменять неработающий элемент.

Чтобы лампа снова заработала, нужно заменить погоревший светодиод на новый. В крайнем случае можно установить перемычки на старый. Чтобы припаять работающий светодиод на освободившееся после старого элемента место, нужно в первую очередь посмотреть, какие светодиоды используются в лампах на 220 В, а при работе – использовать нагревательный элемент.

• Дать матрице остыть.

Важные замечания

Если лампа сделана с помощью проклейки герметиком, для снятия колпачка понадобится шило, шприц и растворитель. По кромке (соединению колпачка с лампой) необходимо провести шилом так, чтобы получилась канавка. После этого следует заправить в шприц с иглой растворитель и ввести его по всему периметру в сделанную канавку. Когда пройдёт полминуты, можно будет отвинтить колпачок, ведь герметик к этому моменту уже должен будет раствориться.

На четвёртом этапе при определении неработающего светодиода в некоторых случаях можно применить мультиметр.

Мультиметр может использоваться для проверки некоторых диодов Источник mineavto.ru

Что потребуется для починки светодиодной лампочки

Ничего сверхъестественного из инструментов приобретать не придется. В каждой семье обычно есть паяльник, желательно, чтобы он был с тонким жалом. Вместе с ним обычно имеется припой и канифоль (либо флюс, содержащий припой), либо кислота для пайки. Также будут нужны и пинцеты — без них никуда.

Кроме этого, для комфортного проведения работ, желательно иметь держатель (третья рука), либо помощника, который придержит плату со светодиодами. Для быстрого разогрева платы со светодиодами мы рекомендуем использовать компактную газовую горелку. Она позволит быстро отпаять перегоревший светодиод и мгновенно припаять на его место старый. Купить газовую горелку можно в любом магазине табака и стоимость составляет около 350 рублей. Но, если вы не намерены сильно тратиться, подойдет и турбозажигалка.

Но главным компонентом нашего ремонтного набора является еще одна вышедшая из строя светодиодная лампа, желательно такого же типа. Именно она послужит донором запчастей для ремонтируемой лампочки. Т.к. обычно перегорает лишь 1 светодиод, то 7 других пригодятся вам для ремонта выходящих из строя устройств.

И да, после того, как вы почините лампочку, потребуется приклеить на прежнее место ее плафон, а значит нужно запастиcь и супер-клеем (или аналогичным прозрачным клеем для пластика).

Видео описание

О том, как разбирать ЛЕД-лампу с герметиком (вторая часть):

Некоторые народные умельцы пытаются сделать это с помощью разогревания строительным феном, но этот метод не увенчается успехом, ведь снизу (под этими светодиодами) находится алюминиевый радиатор. Чтобы убрать с платы ненужный светодиод, в первую очередь необходимо снять с него жёлтую плёночку. Для этого лучше всего подойдёт маленькая тонкая отвёртка или игла. Когда эластичный светофильтр будет устранён, под ним можно будет увидеть металлическую поверхность с кристаллом, который в исправной лампе должен давать свет.

На металлоповерхность испорченного светодиода следует положить немного гелеобразного флюса, припоя либо легкоплавкого сплава (например, подойдёт сплав Вуда, имеющий температуру плавления всего 60-68,5 градусов по шкале Цельсия). Также понадобится хорошо разогретый паяльник, имеющий мощность около 60-80 Вт. Инструмент нужно прикладывать к диоду до тех пор, пока он не отпаяется.

Важно! При использовании сплава Вуда следует помнить о его токсичности и не дотрагиваться до него, а также не вдыхать образующиеся во время работы пары.

Сплав Вуда Источник ozone.ru
Благодаря использованию указанного сплава происходит смешение с основным припоем и в результате температура плавления последнего снижается. Таким образом, применение данного метода исключает вероятность перегреть печатную плату.

Каким образом подключаются диоды

Печатная плата светодиодной лампы чаще всего алюминиевая. Этот материал обеспечивает эффективный отвод тепла на радиатор. Количество чипов на плате зависит от мощности и конструкции осветительного прибора. Особенность контактных выводов СМД – наличие с обратной стороны подложки, отводящей тепло, которая тоже припаивается к токопроводящей дорожке. При демонтаже ее тоже необходимо отпаять.

Справка! На пластиковой светодиодной ленте так же имеются токопроводящие дорожки. Основное отличие от изделий с алюминиевой основой – метод пайки.

Что ещё можно отремонтировать

Теперь вы знаете, как починить светодиодную лампочку, если выгорел один или несколько светодиодов. Когда оказывается, что поломка – в драйвере или блоке питания, даже в таком случае светильник тоже может быть исправлен.

Устройство драйверов

Если в вашей светодиодной лампе установлен драйвер со стабилизацией тока, он имеет следующую конструкцию. Ток сети подаётся через предохранитель, проходя после этого на диодный мост LM7812. Далее выпрямленное сетевое напряжение идёт на сглаживающий конденсатор С1; когда оно становится постоянным, происходит распределение на десять последовательно включённых в цепь светодиодов (с LED 1 по LED 10).

Драйвер десятиваттного светильника со стабилизацией тока Источник uk-parkovaya.ru

Техника безопасности

При работе со светодиодной лампой и её компонентами следует соблюдать простые правила, которые сохранят в безопасности ваше здоровье, а также вещи и инструменты, окружающие вас. Перед тем, как ремонтировать светодиодные лампочки, стоит ознакомиться с этими простыми, но важными правилами:

• Любые манипуляции с лампой (разбор, пайки, отпайки) необходимо производить только при отключённом из сети приборе.
• Все конденсаторы нужно после включения лампы разрядить вручную, даже если они зашунтированы. Чтобы это сделать, надо на секундочку закоротить выводы конденсаторов металлическим инструментом или диэлектрической ручкой.
• После ремонта, производя проверку работоспособности лампы, нужно защитить глаза: возможен взрыв одного из элементов. Можно использовать специальные защитные очки или же просто отвернуться с закрытыми глазами на момент включения отремонтированной лампы в сеть.

Меры предосторожности

Так как светодиодная лампа питается от сети, нужно соблюдать технику безопасности. Основные требования:

• перепаивания и измерения проводятся при отключенной светодиодной лампе;
• конденсаторы следует разрядить вручную – для этого выводы закорачиваются на несколько секунд металлическим инструментом с заизолированной ручкой;
• после проведения ремонта прибор следует проверить;
• при проверке нужно защитить глаза очками, так как при неправильной сборке один из элементов может взорваться;
• нельзя оставлять без присмотра включенную паяльную станцию.

Правильно отремонтированная лампочка прослужит свой срок полностью.

Коротко о главном

Светодиодная лампа может сломаться даже после небольшого срока эксплуатации, но в большинстве случаев её можно починить самостоятельно.

Чтобы правильно разобрать ЛЕД-лампу, нужно понимать её строение.

Существует несколько вариантов сборки LED-ламп, разбор нужно производить с учётом этой информации.

Одной из причин быстрого выхода из строя лампы на светодиодах может стать наличие выключателя с диммером, лампочкой, которая светится при выключенном светильнике.

Самыми частыми причинами поломки рассматриваемой лампы становятся: неправильная сборка, неправильные отвод тепла от лампы, некачественные материалы, неверный расчёт сечения проводов.

Чтобы разобрать лампу для ремонта, нужно отсоединить колпачок-светорассеиватель и крепёжные детали, материалы (винты, клипсы или герметик), снять радиатор, матрицу и отсоединить драйвер.

Когда неработающий элемент будет найден, его нужно заменить и проверить отремонтированную ЛЕД-лампу на работоспособность.

Чтобы снять неработающий светодиод, нужно воспользоваться нагревательным элементом.

При работе с лампой на светодиодах и инструментами нужно соблюдать технику безопасности.

Так как драйверы лампы могут иметь разное строение, причины поломки у них также могут отличаться.

Оценок 0

Прочитать позже

Ремонт светодиодной лампы 220 В

Принесли лампочку (рис.1). Говорят, что сгорела не проработав и четырёх месяцев, ну а прежде, чем выкинуть, хотелось бы посмотреть как она устроена.

Рис.1

Первая разборка – не оптимальная, но зато полная

Сначала вынимаем светорассеивающую панель. Она защёлкнута четырьмя небольшими выступами в пазы и нужно «пройтись по кругу» тонкой часовой отвёрткой, поочерёдно поддевая панель (рис.2, 3).

Рис.2

Рис.3

Надписи «RED» на пластине со светодиодами говорят о том, что на ней могут быть закреплены светодиоды разного цвета свечения (рис.4). Места подпайки проводников питания подписаны (GND — «минус» и VCC – «плюс»).

Рис.4

Пластина сидит туго, но вынимается, если её поддеть отвёрткой через сквозные отверстия (рис.5) и тогда открывается вид на небольшую печатную плату с электронной начинкой. Плата завёрнута в изоляционную плёнку, очень похожую на лавсановую (рис.6). Нельзя не заметить, что один из проводников окрашен в светло-красный цвет (идёт к VCC, т.е. «плюсовое» питания) и что в месте крепления конусной части корпуса к цилиндрической видны какие-то защёлки. Сама пластина из алюминиевого сплава (рис.7).

Рис.5

Рис.6

Рис.7

Начинка свободно перемещается из стороны в сторону, но не вынимается – похоже, что её держат короткие проводники, поэтому провода от пластины со светодиодами отпаиваем (рис.8). Если после этого конусную часть повернуть с небольшим усилием по часовой стрелке, то белый пластиковый корпус разъединяется (рис.9), но к печатной плате всё равно не подлезть.

Рис.8

Рис.9

Смотрим, как крепится металлический цоколь к пластику – тонкая жесть точечно продавлена в нескольких местах (рис.10). Чтобы разобрать, нужно или нагреть металл (пластик) и стянуть цоколь, или высверлить продавленные места сверлом чуть большего диаметра. Так как в голове уже сидит мысль «а вдруг отремонтируется» — выбираем второй вариант, как менее болезненный, а потом при сборке можно будет вдавить края отверстий внутрь или сделать такие же крепления в новых местах.

Рис.10

Пластиковый корпус собираем (так его удобней держать в руке) и сверлом 1,2 мм осторожно просверливаем жесть настолько, чтобы в пластике не было очень глубоких углублений (рис.11).

Рис.11

Затем в место соединения цоколя с пластиком вставляем толстое и не очень острое лезвие ножа (рис.12) и «расшевеливаем» соединение, пока оно полностью не разойдётся (рис.13, 14).

Рис.12

Рис.13

Рис.14

Видно, что провод, идущий от печатной платы к резьбовой части цоколя, прижимается к нему только механически (без пайки), а провод, идущий к центральному контакту цоколя действительно короткий и чтобы осмотреть электронную начинку, его следует отпаять со стороны печатной платы (рис.15, 16, 17).

Рис.15

Рис.16

Рис.17

С печатной платы была срисована принципиальная схема (рис.18) — она очень похожа на ту, что находится в сети по запросу «LED драйвер SM7513» (есть в приложении к этому тексту), но упрощена фильтрация выпрямленного высоковольтного питания и отсутствуют элементы защиты от импульса обратной полярности, стоящие параллельно первичной обмотке трансформатора.

Рис.18

Причина неработоспособности нашлась сразу – при начале «прозвонки» тестером в цепи выходного питания V+/V- обнаружилось короткое замыкание. Сначала подозрение пало на диод VD US1D, но он оказался исправен, а «коротил» керамический конденсатор С (рис.19) – чтобы к нему подобраться, нужно выпаять трансформатор преобразователя.

Рис.19

По описанию к схеме из сети этот конденсатор должен иметь ёмкость 10 мкФ и рабочее напряжение 16 В, но именно такого на замену найти не удалось, поэтому был установлен 5,6 мкФ, 16 В. После возвращения трансформатора в плату и подпайке к ней светодиодной панели и сетевого провода, проведено пробное включение (рис.20). Всё благополучно заработало и примерно через час были проверены температурные режимы – алюминиевая пластина грелась (но это так и должно быть), а электроника на плате была чуть тёплой.

Рис.20

Провода были отпаяны, лампочка собрана и вкручена в настольный светильник, где без проблем проработала ещё несколько часов – никаких сбоев замечено не было.

Когда возвращал лампочку обрадованному хозяину, оказалось, что у него в запасе лежат ещё две такие же сгоревшие (рис.21). Ну, что ж – давайте и их посмотрим…

Рис.21

Описание неполной разборки (быстрый вариант)

Зная конструктивные особенности лампы, достаточно рассверлить отверстия в цоколе, снять его и затем отпаять от платы проводник, идущий к центральному контакту. А длинные провода питания, идущие к светодиодной панели, позволяют вынуть плату с электроникой. Теперь тестером можно «прозвонить» цепь питания светодиодов и в случае обнаружения короткого замыкания, найти его причину и устранить. У этих двух ламп также были «пробитые накоротко» конденсаторы. Один из них был заменён на 5,6 мкФ на 16 В, но так как больше таких конденсаторов не было, то в третью лампу были впаяны два конденсатора – керамический 0,1 мкФ на 16 В и параллельно ему, но уже с другой стороны платы, электролитический 10 мкФ на 16 В (фотографий, к сожалению, нет, но по рисункам 16 и 17 понятно, куда паять и что места в цоколе для этого достаточно). После установки дополнительного конденсатора габаритный размер платы немного увеличился и длины старой лавсановой изоляционной ленты стало не хватать и поэтому плату пришлось дополнительно обернуть фторопластовой лентой подходящего размера.

Конечно, описанный здесь «пробой» конденсаторов — это не единственно возможная поломка в лампе, есть в ней и другие элементы, но так как их не много, то ремонт не может быть сложным. Просто нужно некоторое время для того, чтобы «прозвонить» диоды в высоковольтном выпрямительном мосту MB6S и US1D во вторичной цепи, проверить целостность резисторов, оценить внешний вид микросхемы SM7513 на предмет перегрева корпуса (или даже его разрушения) и, конечно же, обратить внимание на электролитический конденсатор 4,7 мкФ 400 В (не потёк и не раздулся ли он). При наличии блока питания с регулируемым выходным напряжением, можно проверить работоспособность светодиодной панели, подав на неё питание через резистор сопротивлением 1…10 Ом.

Во время проверки лампы в разобранном состоянии не следует пренебрегать правилами техники безопасности при работе с напряжением 220 В!

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, январь 2018

Прикрепленные файлы:

• Схема на SM7513 из сети.rar (57 Кб)

Теги:

• LED драйвер
• Светодиод