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.

Проверяем драйвер

Напоминаю, что слово “драйвер” – это маркетинговый ход для обозначения источника тока, предназначенного под конкретную матрицу с определенным током и мощностью.

Для того, чтобы проверить драйвер без светодиода (вхолостую, без нагрузки), достаточно просто подать на его вход 220В. На выходе должно появиться постоянное напряжение, по значению чуть большее, чем верхний предел, указанный на блоке.

Например, если на блоке драйвера указан диапазон 28-38 В, то при включении его вхолостую напряжение на выходе будет примерно 40В. Это объясняется принципом работы схемы – для поддержания тока в заданном диапазоне ±5% при увеличении сопротивления нагрузки (вхолостую = бесконечность) напряжение тоже должно увеличиваться. Естественно, не до бесконечности, а до некоторого верхнего предела.

Однако, этот способ проверки не позволяет судить об исправности светодиодного драйвера на 100%.

Дело в том, что встречаются исправные блоки, которые при включении вхолостую, без нагрузки, или вообще не запустятся, или будут выдавать непонятно что.

Предлагаю подключить к выходу светодиодного драйвера нагрузочный резистор, чтобы обеспечить ему нужный режим работы. Как подобрать резистор – по закону дядюшки Ома, глядя на то, что написано на драйвере.

Например, если написано Output 23-35 VDC 600 mA, то сопротивление резистора будет от 23/0,6=38 Ом до 35/0,6=58 Ом. Выбираем из ряда сопротивлений: 39, 43, 47, 51, 56 Ом. Мощность должна быть соответственная. Но если взять 5 Вт, то на несколько секунд для проверки его хватит.

Внимание! Выход драйвера, как правило, гальванически развязан от сети 220В. Однако, следует быть осторожным – в дешевых схемах трансформатора может не быть!

Если при подключении нужного резистора напряжение на выходе – в указанных пределах, делаем вывод, что светодиодный драйвер исправен.

Принцип работы и схема

На вход преобразователя напряжение поступает через предохранитель (или реле датчика движения). Его выпрямляет диодный мост и сглаживает конденсатор. На выходе из конденсатора ток постоянный. Далее напряжение через резистор подается в стабилитрон и трансформатор.

Из стабилитрона выходит 9 В, необходимые для работы преобразователя, из трансформатора – высокочастотные импульсы на полевой транзистор. В полевом транзисторе сопротивление снижается почти до ноля, при прохождении тока через первичную обмотку трансформатора создается напряжение во второй обмотке. После выпрямления диодом и сглаживания конденсатором ток поступает в матрицу, диоды загораются.

Это стандартная схема, она может отличаться в зависимости от моделей и производителей.

Что делать, если мощность светодиодного модуля неизвестна

Бывают ситуации, когда имеется светодиодный чип, но его мощность, ток и напряжение неизвестны. Соответственно, его затруднительно купить, а если он исправен, то непонятно, как подобрать адаптер.

Для меня это было большой проблемой, пока я не разобрался. Делюсь с вами, как по внешнему виды светодиодной сборки определить, на какое она напряжение, мощность и ток.

К примеру, имеем прожектор с такой светодиодной сборкой:

9 диодов. 10 Вт, 300 мА. На самом деле – 9 Вт, но это в пределах погрешности.

Дело в том, что в светодиодных матрицах прожекторов используются диоды мощностью 1 Вт. Ток таких диодов равен 300…330 мА. Естественно, всё это примерно, в пределах погрешности, но на практике работает точно.

В данной матрице 9 диодов включены последовательно, ток у них один (300 мА), а напряжение 3 Вольта. В итоге, общее напряжение 3х9=27 Вольт. Для таких матриц нужен драйвер с током 300 мА, напряжением примерно 27В (обычно от 20 до 36В). Мощность одного такого диода, как я говорил, около 9 Вт, но в маркетинговых целях этот прожектор будет на мощность 10 Вт.

Пример 10 Вт – немного нетипичный, из-за особенного расположения светодиодов.

Другой пример, более типичный:

Светодиодная сборка для прожектора 20 Вт

Вы уже догадались, что два горизонтальных ряда точек по 10 шт – это светодиоды. Одна полоска – это навскидку 30 Вольт, ток 300 мА. Две полоски, соединенные параллельно – напряжение 30 В, ток в два раза больше, 600 мА.

Ещё пара примеров:

5 рядов (зиг-заг) по 10 светодиодов.

Итого – 50 Вт, ток 300х5=1500 мА.

Матрица 7 рядов по 10 светодиодов

Итого – 70 Вт, 300х7=2100 мА.

Думаю, продолжать не смысла, уже всё понятно.

Немного другое дело с светодиодными модулями на основе дискретных диодов. По моим подсчетам, там один диод, как правило, имеет мощность 0,5 Вт. Вот пример матрицы GT50390, установленной в прожекторе 50 Вт:

Светодиодный прожектор Navigator, 50 вт. Светодиодный модуль GT50390 – 90 дискретных диодов

Если, по моим предположениям, мощность таких диодов – 0,5 Вт, то мощность всего модуля должна быть 45 Вт. Схема его будет такой же, 9 линеек по 10 диодов с общим напряжением около 30 В. Рабочий ток одного диода – 150…170 мА, общий ток модуля – 1350…1500.

У кого другие соображения на этот счет – милости прошу в комментарии!

Причины поломки

Возможные причины неправильной работы прожектора:

• нестабильно работающая электрическая сеть (перепады напряжения, выходящие за рамки рабочего тока);
• короткое замыкание фазы на корпус прибора или на нейтраль;
• некорректное подключение;
• перенапряжение;
• использование сверхтоков.

При указанных нарушениях возможен выход из строя платы, на которой установлены драйверы, преобразователи напряжения и тока, подающие питание на кристаллы матрицы. В прожекторной матрице допускается повреждение от 3 до 5 кристаллов. Если количество неисправных кристаллов больше, прожектор не сможет работать с достаточной степенью функциональности и понадобится замена матрицы.

Ремонт драйвера светодиодного прожектора

Ремонт лучше начать с поиска электрической схемы Led драйвера.

Как правило, драйвера светодиодных прожекторов строятся на специализированной микросхеме MT7930. В статье про Устройство прожекторов я давал фото платы (невлагозащищенной) на основе этой микросхемы, ещё раз:

Светодиодный прожектор Navigator, 50 вт. Драйвер. Плата GT503F

Светодиодный прожектор Navigator, 50 вт. Драйвер. Вид со стороны пайки

Внимание! Информация по схемам драйверов и ещё немного по ремонту вынесена в отдельную статью!

Диагностика

Перед началом ремонта своими руками необходимо проверить проводку на перегибы, прогоревшую изоляцию, чтобы убедиться, что отсутствуют разрывы жилы. Желательно так же тщательно осмотреть корпус с целью выявить трещины, деформации, сколы. Может оказаться, что проблема решится устранением этих неполадок, не нужно будет думать, как разобрать светодиодный прожектор, и определять, почему он перестал работать.

Последовательность диагностики после вскрытия корпуса:

• проверка целостности ламп в модуле;
• измерение входного напряжения мультиметром (должно быть 220 В)
• измерение выходного напряжения (постоянный ток 12 Вт).

Если напряжение отсутствует на входе, нужно искать перегоревшие части драйвера, окислившиеся контакты, трещины на покрытии. Если плата и напаянные на нее элементы в порядке, требуется проверка работоспособности модуля. Он перестает функционировать, если сгорело несколько светодиодов.

Замена светодиода

При замене светодиодной матрицы хитростей особых нет, но нужно обратить внимание на следующие вещи.

• старую теплопроводную пасту тщательно удалить,
• нанести теплопроводящую пасту на новый светодиод. Лучше всего это делать пластиковой карточкой,
• закрепить диод ровно, без перекосов,
• удалить лишнюю пасту,
• не перепутать полярность,
• при пайке не перегревать.

Обратная сторона светодиодной матрицы, на которую наносится теплопроводная паста при монтаже

При ремонте светодиодного модуля, состоящего из дискретных диодов, прежде всего нужно обратить внимание на целостность пайки. А потом уже проверять каждый диод подачей на него напряжения 2,3 – 2,8 В.

Полезные советы

1. Нельзя перегревать поверхность. Время на пайку – 2 секунды. Перегрев матрицы разрушит кристаллы светодиодов.
2. Температура жала паяльника должна быть оптимальной. Холодное жало не даст быстро запаять, но его температура разрушит кристаллы матрицы так же, как и перегретое.
3. Пользуйтесь антистатическим браслетом при разборке электронных приборов.

1. Обезжиривание и промывку осуществлять спиртом.
2. Обращайте внимание на полярность полупроводниковых элементов и электролитических конденсаторов. «Прозваниваются» провода на наличие контакта от розетки до платы.
3. Ремонт прожекторов любой мощности требует одинаковых знаний.
4. Перед работой читайте инструкции на прожектор.

Для починки прожектора требуются базовые знания в области электротехники, навыки обращения с паяльником, измерительной аппаратурой. Требуется умение чтения электрических схем и определенная аккуратность.

Для продления срока службы прожектора надо:

• создать режим качественного отвода тепла (зазоры между корпусом и стеной, отсутствие нагревательных элементов вблизи прожектора);
• периодически протирать оптику прожектора (грязь будет ухудшать светоотдачу и, нагреваясь, будет перегревать прожектор);
• следить за герметичностью прожектора (влага, попавшая внутрь прибора, неизменно будет окислять элементы, создавать ненужные контакты и разрушать нужные).

Способы проверки

Светодиод, имеет свои электрические параметры, это максимальный рабочий ток, а так же прямое падение напряжения. Значение первого параметра производители указывают для каждого изделия индивидуально, а второго составляет 1.8 – 2.2 вольта для оранжевых, желтых и красных диодов. Для белых, зеленых и синих 3 – 3.6 вольта. Проверить эти значения параметров при наличии мультиметра, не составит труда.

Еще один способ проверить led диод на работоспособность, это подать на него питание от нескольких параллельно подключенных пальчиковых батареек или одной батарейки крона. На основе этого способа можно самостоятельно изготовить универсальный тестер для светодиодов, при помощи подручных элементов. Подробный процесс определения работоспособности показан в видео.

Определить неисправный светодиод, можно используя в качестве источника тока для проверки, старые зарядные устройства от мобильных телефонов. Для этого необходимо отрезать штекер подключения к телефону, и зачистить провода. Красный провод, это плюс, его нужно прижать к аноду, черный — минус, его подключают на катод. Если напряжения источника питания достаточно, то он должен загореться.

Для проверки некоторых диодов, напряжения от зарядки телефона может быть недостаточно, тогда можно попробовать проверить с помощью более мощного устройства, например зарядки от фонарика. Таким способом вполне можно проверить на работоспособность диоды в led лампе. Как это сделать, смотрите видео.

Как прозвонить без выпаивания

Чтобы проверить светодиод не выпаивая, нужно анализировать схему устройства. Если нет цепей, параллельных диоду, его можно прозвонить не выпаивая. Параллельные цепи могут влиять на результат.

На щупы мультиметра нужно напаять острые стальные иглы. Всю иглу кроме кончика и щуп нужно изолировать, например, термоусаживающейся трубкой. Щупом с иглой прокалывают слой защитного лака до контакта с выводом диода на корпусе или контактной площадки на плате. Измерение сопротивления в прямом и обратном направлении показывает работоспособность устройства. Прямое сопротивление – десятки–сотни Ом. Обратное – сотни килоОм или более.