Схема драйвера светодиодного прожектора 50 ватт: ремонт и изготовление светильника своими руками

Устраняем мигание Led прожектора

Мигание – самая частая неисправность LED-прожекторов. Они мерцают включенные и выключенные, в мороз и при перегреве.

Причиной может служить:

• датчик движения;
• замерзание пускового конденсатора или контроллера;
• разрыв проводки или плохой контакт в соединении;
• неверное подключение выключателя с подсветкой;
• неисправность элементов драйвера;
• неисправность матрицы.

Датчики движения требуют настроек, без них LED-прожектор не может работать дольше нескольких секунд. Осветительный прибор мигает так же в том случае, если между ним и датчиком плохой контакт в соединениях проводов. Ремонт своими руками заключается в закреплении соединений. Если датчик движения вышел из строя, его нужно заменить.

Если прожектор мигает во время свечения, необходимо проверить пусковой конденсатор. Мерцание в выключенном состоянии свидетельствует о том, что через выключатель с подсветкой ток подается на прожектор. Мощности для включения недостаточно, поэтому прибор мигает. Ремонт своими руками – подключение подсветки напрямую.

Ремонт светодиодного прожектора своими руками при выходе из строя матрицы или блока питания сложнее. Прибор нужно разобрать и провести диагностику.

Почему матрица мигает или не светится при перегорании

Чтобы понять причину моргания, необходимо знать устройство и хаpaктеристики матрицы. Диоды в ней соединены медными (реже золотыми) подводами, которые при нагревании отслаиваются и отключают весь модуль или отдельную линейку. После остывания металла контакт возобновляется, прибор светится. Так продолжается до тех пор, пока один из подводов окончательно разрывается, прожектор не работает.

Ремонтируем матрицу

Чтобы определить, какие диоды вышли из строя, во время работы LED-прожектора нужно надавить неострым предметом не места соединения подводов и кристаллов. При нажатии на проблемные места прибор начнет светиться. Другой метод диагностики – прозвон каждого диода. Если не работает несколько ламп, их можно заменить.

Если в прожекторе не матрица, а много маленьких SMD светодиодов, требуется микропаяльник с мощностью 10-15 Вт. Можно так же надеть на стандартный пальник жало из медной проволоки.

На первый взгляд ремонт своими руками простой: найти неисправный диод, выпаять, припаять новый. На пpaктике это осуществить трудно из-за сложности технологического процесса. Во время пайки не должны повредиться ни печатные проводники, ни лампы. При установке в плату необходимо следить за полярностью светодиодов. Если нет навыков и опыта, заменить светодиоды своими руками пpaктически невозможно.

Ремонт мощного светодиодного прожектора

Еще раз пришлось столкнуться с ремонтом более мощного прожектора типа СДО01-30 мощностью 30 Вт.

Внешний вид прожектора представлен на фотографии. По габаритным размерам он несколько больше, а конструкция прожектора повторяет конструкцию выше представленной модели.

После снятия задней крышки с прожектора и осмотра внешнего вида радиоэлементов на печатной плате, деталей с подозрительным внешним видом обнаружено не было.

Осмотр печатной платы после ее снятия со стороны печатных проводников сразу выявил два перегоревших резистора, R8 (2 Ом) и R22 (1 Ом). Обычно низкоомные резисторы перегорают от большого протекающего через них тока при пробое полупроводниковых приборов или конденсаторов. Рядом с резисторами находился полевой мощный транзистор SVD4N65F, который и оказался при прозвонке неисправным. Электрической схемы прожектора в наличии не было и пришлось номиналы сгоревших резисторов узнать, вскрыв исправный прожектор такого же типа.

Неисправные резисторы и транзистор были выпаяны и дополнительно проверены на печатной плате все остальные полупроводниковые элементы. После запайки исправных резисторов и транзистора в печатную плату прожектор заработал.

Как видите, владея навыками работы с мультиметром и паяльником можно успешно ремонтировать любые светодиодные прожекторы своими руками.

В дополнение удалось не только восстановить работоспособность прожектора, но и увеличить его мощность в три раза, при этом добиться нулевого коэффициента пульсаций.

Подключение к электросети

Подключение провода от светодиодного прожектора к сети переменного тока 220 В необходимо производить после обесточивания места монтажа и отключения питающего напряжения. Для этого необходимо выключить главный автомат в щите управления или отдельный автомат, если таковой предусмотрен схемой разводки сети.

При отсутствии цветной маркировки кабеля сети переменного тока, перед отключением автомата, необходимо определить фазовую жилу с помощью специальной индикаторной отвертки. Такая мера связана с тем требованием, что все выключатели и датчики должны монтироваться в разрыв фазовой жилы.

Источник

Ремонт, замена неисправных элементов светодиодных прожекторов

Такие неисправности как обрывы проводов устраняются быстро и не требуют особой квалификации. Наиболее сложным ремонтом является выявление неисправного элемента на печатной плате драйвера, преобразователя напряжения и замена светодиодной матрицы. Поэтому для самостоятельного ремонта надо обладать определенными знаниями и практическими навыками  в электротехнике, уметь читать схемы, пользоваться измерительными приборами и паяльником. Если такого опыта нет, лучше обратиться к специалистам.

Самым простым способом является замена неисправных элементов на аналогичные, их можно купить в электротоварах или снять с прожекторов, на которых неисправны другие детали. Собрать из двух, трех неисправных один работающий. Матрица с залитыми компаундным материалом кристаллами светодиодов ремонту не подлежит.

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.

Конструкция и детали сборки

Выбор элементов, расположенных в обвязке микросхемы PT4115, следует производить на основании рекомендаций изготовителя. В качестве C IN рекомендуется использовать конденсатор с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением). Данный параметр является вредным и негативно влияет на КПД. При питании от стабилизированного источника достаточно одного входного конденсатора ёмкостью не менее 4,7 мкФ, который должен быть размещен в непосредственной близости от микросхемы. При питании от источника переменного тока компания PowTech указывает на необходимость монтажа танталового конденсатора ёмкостью более 100 мкФ.

Типовая схема включения PT4115 для 3w светодиода подразумевает установку катушки индуктивности на 68 мкГн, располагать ее следует максимально близко к выводу SW PT4115.

К диоду D выдвигаются особые требования: малое прямое падение напряжения, малое время восстановления во время переключения и стабильность параметров при росте температуры p-n перехода, чтобы не допустить увеличения тока утечки. Этим условиям отвечает диод Шоттки FR103, способный выдерживать импульсы тока до 30А при температуре до 150°C.

Наконец, самый прецизионный элемент схемы драйвера для 3w светодиода – резистор R S . Минимальное значение R S =0,082 Ом, что соответствует току 1,2 А. Его рассчитывают, исходя из необходимого тока питания светодиода, по формуле:

R S =0,1/I LED , где I LED – номинальное значение тока светодиода, А.

В схеме включения PT4115 для 3w светодиода значение R s составляет 0,13 Ом, что соответствует току 780 мА. В магазинах не всегда можно найти резистор такого номинала. Поэтому придется вспомнить формулы расчета суммарного сопротивления при последовательном и параллельном включении резисторов:

• R посл =R1+R2+…+R n ;
• R пар =(R1xR2)/(R1+R2).

Таким образом, можно с высокой точностью получить нужное сопротивление из нескольких низкоомных резисторов.

В заключение хочется ещё раз подчеркнуть важность стабилизации тока, а не напряжения для обеспечения нормальной длительной работы мощных светодиодов. Известны случаи, когда в светодиодах китайского происхождения ток плавно продолжает нарастать в течение некоторого времени после включения и останавливается на значении, превышающем паспортный номинал

Это приводит к перегреву кристалла и постепенному снижению яркости. Драйвер для 3w светодиода на микросхеме PT4115 – это гарантия стабильной светоотдачи в сочетании с высоким КПД при условии эффективного отвода тепла от кристалла.

Решение проблем с драйвером

Неполадки в драйвере – довольно распространенная проблема светодиодных ламп. Чаще всего в драйвере горят резистор или конденсатор.

Имеющимися под рукой домашнего мастера измерительными приборами выявить уровень работоспособности этого элемента довольно проблематично. Поэтому рекомендуется его просто заменить на исправный с аналогичными параметрами.

Причинами, по которым выходит из строя конденсатор, могут стать изначальный заводской дефект или регулярный перегрев модуля в результате некачественного теплоотвода

Найти подходящую деталь в магазинах светотехники получается не всегда. Лучше сразу отправиться на радиорынок или в место продажи радиоэлектроники и там попытаться отыскать нужную вещь.

Когда она будет куплена, потребуется демонтировать неисправный узел, а на его место поставить рабочий элемент.

Для корректного проведения разборки и ремонта лампочек светодиодного типа не понадобится сложное, дорогостоящее оборудование. Устранить возникшие неполадки поможет минимальный набор простых инструментов.

Мультиметр позволит проверить наличие напряжения в цепи, даст возможность обнаружить наличие обрывов и покажет, насколько работоспособны остальные детали схемы.

Мультиметр представляет собой универсальный прибор, предназначенный для измерения основных базовых параметров различных электронных изделий. С его помощью можно узнать, в каком состоянии находятся светодиоды любого LED-изделия

Паяльный прибор с канифолью и припоем потребуется для восстановления обрывов, найденных в цепи, и последующей замены поврежденных деталей и элементов.

Температура разогрева в момент пайки не должна превышать 260°. Простой паяльник нагревается сильнее, поэтому на его жало нужно плотной спиралью намотать кусок медной жилы с сечением не более 4 мм. Чем сильнее удастся удлинить жало, тем ниже будет его рабочая температура

Отверткой небольших размеров удастся аккуратно отделить от корпуса лампы управляющие элементы, а тонким, прочным канцелярским ножиком получится деликатно отсоединить детали от монтажной печатной платы.

Как подобрать драйвер для светодиодов и рассчитать его технические параметры

Драйвер для светодиодной ленты не подойдет для мощного уличного фонаря и наоборот, поэтому необходимо как можно точнее рассчитать основные параметры устройства и учесть условия эксплуатации.

Параметр	От чего зависит	Как рассчитать
Расчет мощности устройства	Определяется мощностью всех подключаемых светодиодов	Рассчитывается по формуле P = PLED-источника × n, где P – это мощность драйвера; PLED-источника – мощность одного подключаемого элемента; n – количество элементов. Для запаса мощности 30% нужно P умножить на 1,3. Полученное значение – это максимальная мощность драйвера, необходимая для подключения осветительного прибора
Расчет напряжения на выходе	Определяется падением напряжения на каждом элементе	Величина зависит от цвета свечения элементов, она указывается на самом устройстве или на упаковке. Например, к драйверу 12 В можно подключить 9 зеленых или 16 красных светодиодов.
Расчет тока	Зависит от мощности и яркости светодиодов	Определяется параметрами, подключаемого устройства

Преобразователи выпускаются в корпусе и без. Первые выглядят более эстетичными и имеют защиту от влаги и пыли, вторые используются при скрытом монтаже и стоят дешевле. Еще одна характеристика, которую необходимо учесть – допустимая температура эксплуатации. Для линейных и импульсных преобразователей она разная.

Бескорпусный драйвер

Светодиоды целые, что дальше?

А
если дело вообще не в светодиодах, что может быть еще виновником неисправности?

Второй
частой причиной является повреждение драйвера. Одного из его элементов –
диодный мост, резисторы, микросхема, конденсаторы и т.п.

Здесь
ремонт уже требует специальных знаний и умений. Для рядового пользователя
гораздо проще будет купить новую лампочку, чем заморачиваться с ремонтом
старой.

Единственное,
что вы можете сделать – это вскрыть площадку с припаянными светодиодами и
заглянуть во внутрь.

Вот совет как разобрать лампочку, чтобы добраться до драйвера.

Данная
сборка может быть как на подпружиненных контактах, так и на припаянной
перемычке.

Эта самая перемычка соединяет драйвер с цоколем. Иногда при нагреве лампы из-за плохого контакта в патроне перегорает именно она.

Сам драйвер тут не причем. Перемычку можно легко восстановить, припаяв ее на место.

Собираем диммер своими руками

Схема на симисторах:

В этой схеме задающий генератор построен на двух симисторах, триаке VS1 и диаке VS2. После включения схемы конденсаторы начинают заряжаться через резисторную цепочку. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения открытия симистора, через них начинает течь ток, а конденсатор разряжается

Чем меньше сопротивление резистора, тем быстрее заряжается конденсатор, тем меньше скважнось импульсов

Изменение сопротивления переменного резистора регулирует глубину стробирования в широком диапазоне. Такую схему можно использовать не только для светодиодов, но и для любой сетевой нагрузки.

Диммер на микросхеме N555

Микросхема N555 представляет собой аналогово-цифровой таймер. Важнейшее ее преимущество – способность работать в большом диапазоне питающего напряжения. Обыкновенные микросхемы с TTL логикой работают от 5В, а логическая единица у них – 2,4В. КМОП серии более высоковольтные.

Но схема генератора с возможностью изменения скважности получается достаточно громоздкая. Так же у микросхем со стандартной логикой повышение частоты уменьшает напряжение выходного сигнала, что не даёт возможность коммутировать мощные полевые транзисторы и подходит лишь для небольших по мощности нагрузок

Таймер на микросхеме N555 идеально подходит для шим-контроллеров, поскольку одновременно позволяет регулировать и частоту, и скважность импульсов. Напряжение на выходе составляет около 70% напряжения питания, за счёт чего ей можно управлять даже мосфетовскими полевыми транзисторами с током до 9А

При крайне низкой стоимости используемых деталей затраты на сборку составят 40-50 рублей.

А эта схема позволит управлять нагрузкой на 220В с мощностью до 30 Вт:

Микросхему ICEA2A после небольшой доработки можно безболезненно заменить менее дефицитной N555. Затруднение может вызвать необходимость самостоятельной намотки трансформатора. Мотать обмотки можно на обычном Ш-образном каркасе от старого перегоревшего трансформатора на 50-100Вт. Первая обмотка — 100 витков эмалированного провода диаметр 0.224мм. Вторая обмотка — 34 витка проводом 0.75мм (площадь сечения допустимо уменьшить до 0.5мм), третья обмотка – 8 витков проводом 0.224 – 0.3мм.

Диммер на тиристорах и динисторах

Светодиодный диммер 220В с нагрузкой до 2А:

Это двухмостовая полуволновая схема состоит их двух зеркальных каскадов. Каждая полуволна напряжения проходит через свою цепочку тиристор-динистор

Глубина скважности регулируется переменным резистором и конденсатором

При достижении определённого заряда на конденсаторе он открывает динистор, через который течёт ток на управляющий тиристор. При смене полярности полуволны процесс повторяется во второй цепочке.

Диммер для светодиодной ленты

Схема диммера для светодиодной ленты на интегральном стабилизаторе серии КРЕН.

В классической схеме подключения стабилизатора напряжения, значение стабилизации задается резистором, подключённым к управляющему входу. Добавление в схему конденсатора С2 и переменного резистора превращает стабилизатор в некое подобие компаратора.

Преимущество схемы в том, что она совмещает сразу и драйвер питания и диммер, поэтому подключение не требует дополнительных цепей. Недостаток – при большом количестве светодиодов на стабилизаторе будет значительное тепловыделение, что требует установки мощного радиатора.

Как подключить диммер к светодиодной ленте зависит от задач диммирования. Подключение перед драйвером питания светодиодов позволит регулировать только общую освещённость, а если собрать несколько диммеров для светодиода своими руками и установить их на каждый участок светодиодной ленты уже после блока питания, появится возможность регулировать зональное освещение.

Диагностика неисправности на светодиодном прожекторе

Рассмотрим определение неисправности на прожекторе, который пользуется у потребителей наибольшим спросом, прямоугольной формы с матрицей из 9 диодов, мощностью 10 Вт. Одна из моделей этой серии прожектор Volpe 10Вт и световым потоком в 750 Люмен.

Внешний вид прожектора с матрицей залитой компаундным раствором

Независимо от марки прожектора диагностика начинается с визуального осмотра:

• Проверяется целостность проводки от источника питания, отсутствие обрывов, горелой изоляции и перегибов кабеля, где может быть скрытый под изоляционным слоем разрыв токопроводящей жилы;
• Осматривается корпус прожектора и светодиодная матрица, на предмет отсутствия деформации, трещин и сколов;
• При полном отсутствии свечения в первую очередь надо открутить заднюю крышку корпуса и проверить напряжение на входе и выходе электронной платы преобразователя. На входе должно быть 220В переменного тока, если напряжения нет, то причина не в прожекторе, а вцепи его питания, измерения можно проводить обычным мультиметром. На выходных клеммах 12В постоянного тока.

Измерение напряжения поступающего на матрицу

• При отсутствии напряжения на выходе неисправность следует искать на плате преобразователя напряжения. Осмотрите плату на отсутствие окислившихся контактов, трещин олова в местах пайки и выгоревших деталей;
• Если во всех перечисленных пунктах признаков неисправности нет, остается последний элемент, это светодиодная матрица.

Как выбрать драйвер?

Большая часть драйверов для LED-освещения, продаваемых на отечественном рынке, производится в Китае, стоит дёшево, и не отличается высоким качеством.

В китайских драйверах светодиодных ламп часто встречаются бракованные микросхемы, покупать их не рекомендуется. Такое устройство быстро выходит из строя, и вряд ли удастся его обменять на новое или вернуть деньги.

Советы по выбору LED-драйвера:

Берите стабилизатор тока вместе с нагрузкой.
Учитывайте мощность нагрузки, которая будет подключена к драйверу.
Обратите внимание на корпус. На нём должна быть указана мощность, диапазоны напряжения (входного и выходного), номинальное значение стабилизированного тока, класс влаго- и пылезащищённости.

Максимальная мощность драйвера

Напряжение на выходе зависит от количества диодов в цепи и от схемы их включения. Оно должно быть больше или равно сумме энергии, потраченной каждым блоком электрической схемы.

Номинальный ток определяется мощностью элементов и их яркостью. Цель стабилизатора – обеспечить диоды нужной энергией.

Общая мощность светодиодов определяется параметрами каждого элемента, их числом и цветом. Количество потребляемой энергии считают по формуле:

P = PLED х N, где N – число диодов в цепи, PLED – мощность одного диода.

Номинал берут на 20-30 % больше расчётной мощности:

Pmax ≥ (1,2..1,3) * P.

Учитывают также цвет свечения элементов. Он влияет на выходное напряжение. Его указывают прямо на устройстве или на упаковке.

Например, имеется три светодиода мощностью по 3 Вт. Тогда общая мощность составляет 9 Вт. Рекомендуемая Pmax драйвера = 9 х 1,3 = 11,7 Вт.

Стоимость

Драйверы для LED-освещения продаются в электротехнических магазинах, в Интернете, в торговых точках, где занимаются радиодеталями. Дешевле всего обходится покупка на Интернет-площадках.

Примерные цены на стабилизаторы тока:

• DC12V (мощность 18 Вт, входное напряжение 12 В, выходное 100-240 В) – 190 рублей;
• LB0138 (6 Вт, 45 В, 220 В) – 170 рублей;
• YW-83590 (21 Вт, 25-35 В, 200-240 В) – 690 рублей;
• LB009 (150 Вт, 12 В, 170-260 В) – 750 рублей.

Микросхема PT4115 – понижающий преобразователь – стоит 150 рублей за одну штуку. Более мощные элементы стоят от 150 до нескольких тысяч рублей.

Другие характеристики

При покупке драйвера обратите внимание на такие характеристики:

• Напряжение на выходе. Его величина зависит от числа светодиодов в светильнике, от способа подачи питания и падения напряжения на полупроводниках. На рынке имеются устройства с напряжением от 2 до 50 В и более.
• Номинальный ток. Он должен быть достаточным для обеспечения оптимальной яркости.
• Цвет светодиодов. Он влияет на падение напряжения.

Зависимость электрических параметров от цвета светодиодов:

Цвет	Падение напряжения, В	Сила тока, А	Потребляемая мощность, Вт
Красный	1,6-2,04	350	0,75
Оранжевый	2,04-2,1	0,9
Жёлтый	2,1-2,18	1,1
Зелёный	3,3-4	1,25
Синий	2,5-3,7	1,2

Если в источнике света три последовательно соединенных светодиода белого света мощностью 1 Вт, понадобится драйвер с напряжением 9-12 В и током 350 мА.

Падение напряжения на белых кристаллах – 3,3 В. При последовательном соединении напряжения суммируют. Получается 9,9 В, что удовлетворяет рабочий диапазон драйвера.

В зависимости от модификации, устройства используют для определённого количества светодиодов – одного, двух или более.

Например, LED-драйверы с микросхемой 9918c в светодиодной лампе подходят для управления нерегулируемыми лампами и поддерживают мощность до 25 Вт.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.  В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

1. светодиодные лампах для дома;
2. led светильники;
3. новогодние гирлянды на 220В;
4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.