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

Рассказано с пояснениями о двух способах восстановления светодиодных прожекторов.

Первый способ восстановления — замена неисправных деталей.

Прожектор светодиодный мощностью 30 Вт полностью перестал работать.

Корпус герметичный, разбирается просто откручиванием 4х винтов по периметру.

Вид прожектора со снятой крышкой.

После снятия отражателя получаем доступ к деталям.

Внешних повреждений не видно.

Подключаем к сети 220В и измеряем напряжение прямо на контактах питания светодиодной матрицы. Оно равно 0. Должно быть около 30 В, как написано на корпусе драйвера.

Отпаиваем провода и проверяем светодиоды. Их 10 групп по 6 светодиодов. В каждой группе светодиоды соединены параллельно, а сами группы последовательно.  Напряжение питания одного светодиода около 3 В, 10 групп последовательно будет около 30 В. Вот такое напряжение и должен обеспечивать драйвер.

Из 60 светодиодов при проверке не светит только 1. Это не окажет существенного влияния на работу прожектора, поэтому переходим к драйверу.

Драйвер приклеен к корпусу. Его металлический корпус можно разогнуть, чтобы освободить плату с деталями.

После очистки от герметика и гари получаем доступ к деталям. Часть платы выгорела. Но пробитыми оказались только диоды входного мостика. Микросхема и остальные детали не коротят при прозвонке.

Выпаиваем неисправные детали, очищаем плату, обугленные участки платы нужно удалить, через них может быть утечка. Промываем все спиртом. Ставим новые диоды. У меня под рукой 1N4007. Они конечно больше по габаритам, но места для их установки хватит. По обратному напряжению и току они подходят с запасом. Вот так они были запаяны.

Схема подключения показана ниже. Резистор 10 Ом на 2 Вт установлен снаружи драйвера. Он нужен для ограничения тока заряда конденсатора после диодного моста при первом включении. Это повысит надежность. Конденсатор 22 мкф на 400 В в схеме уже был, его не менял.

Первое включение через лампу 220В 100Вт. Вдруг еще что-то неисправно, лампа ограничит ток и потери будут минимизированы.

Все работает нормально.

Отключаем лампу подключаем драйвер в сеть через резистор 10 Ом. Проверяем еще раз. Измеряем ток. При напряжении 30 В ток равен 0,61 А.

Так как герметик мы повредили, покрываем плату и детали шеллаком или электротехническим лаком. Прожектор светодиодный работает на улице и это защитит схему от конденсата и соответственно, от выхода из строя. Собираем корпус светодиодного прожектора в обратном порядке. Тщательно устанавливаем резиновую прокладку, защищающую внутренности прожектора от дождя.

Спустя несколько недель в ремонт поступил еще один прожектор такого же типа.

Его пришлось восстанавливать вторым способом, о котором и пойдет речь ниже.

Он тоже не светится, напряжение на контактах матрицы 0, как и в предыдущем случае.

Отпаял контакты, проверил драйвер без нагрузки, работает, выдает 52В.

Стал проверять светодиоды на замыкание, замыкают все 10 групп в которых светодиоды соединены параллельно, по 6 штук. Естественно, нужно выпаивать, чтобы найти те, которые замыкают. Только феном паяльной станции выпаивать трудно. Положил матрицу на утюг, он греет до 115 °C, помогая феном паяльной станции температура которого выставлена около 220°C, быстро выпаял все светодиоды.

Выпаянные светодиоды проверил. Замыкает половина. Запаял на плату через один, в надежде получить прожектор с мощностью меньше на 50%. Включил, оказалось, драйвер не держит нагрузку, светодиоды мигают и светятся неравномерно. От лабораторного блока питания при 30В светодиоды не мигают, но яркость свечения у всех разная, наверное они повреждены.

Дальше возиться уже невыгодно. Посмотрел сколько стоит новый светодиодный прожектор такого типа или аналогичный. Цена чуть больше $10. Просматривая материалы по этой теме увидел матрицы светодиодные, уже адаптированные под 220В. Их цена на близкую мне мощность около $3,5. Это в три раза ниже стоимости нового прожектора. Приобрести матрицу можно здесь.

Ее установочный размер меньше чем той, которая стояла, но в этом корпусе под матрицей уже были отверстия, которые в точности совпали с нужными для новой матрицы. Видимо корпус адаптирован и под такой вариант.

Но, если бы их и не было, просверлить четыре отверстия в алюминиевом корпусе и нарезать резьбу на 3мм не представляется сложным. Главное, под новую матрицу положить термопасту. Если старая не засохла, ее можно использовать. На матрице три контакта. Два обозначены L и L, а один N. L и L между собой соединены, легко просматривается по дорожкам. 220В В нужно подавать на N и любой L. Весь ремонт сводится к тому, чтобы прикрутить новую матрицу и подпаять два сетевых провода.

Ремонт светодиодного прожектора с заменой матрицы мне понравился. Его можно выполнить минут за 30. Так что, рекомендую. Да и выгода в три раза, между покупкой нового прожектора и матрицы, аргумент весомый.

Материал статьи продублирован на видео:

Хотя светодиодная техника (в том числе прожекторы) отличается повышенной надежностью, она тоже иногда выходит из строя. Ремонт светодиодных прожекторов позволяет устранить большинство неисправностей, когда нужно восстановить работоспособность устройства. Ремонтные работы актуальны не только, когда устройство светит недостаточно ярко, но также в случае, если оно полностью перестало работать.

Принцип работы и схема

ЛЕД-прожектор (LED) имеет в своем составе такие компоненты:

• светодиоды (обеспечивают свечение);
• драйверы (управляют работой устройства);
• корпус;
• рассеиватель света (позволяет повысить коэффициент полезного действия светильника);
• линзы (контролируют форму, цвет и некоторые другие характеристики потока света).

Прожектор функционирует благодаря слаженным действиям нескольких его компонентов, в том числе оптики, источника электропитания, драйверов и теплоотводящих устройств. Во внутренней части корпуса расположены световые диоды, а также небольшие по размеру электронные компоненты. Источник электропитания подает напряжение на светодиоды, где происходит трансформация тока в световой поток. Благодаря указанным действиям обеспечивается свечение прибора.

На рисунке ниже представлена стандартная электрическая схема для драйвера электронного прожектора.

Что касается принципа работы драйвера, то он не отличается на разных прожекторах. Питание от электросети поступает на вход драйвера, минуя предохранитель F1. Далее происходит фильтрация при помощи LC-элементов и выпрямление за счет диодного моста. Сглаживание осуществляется электролитическим конденсатором (С13). Постоянное напряжение (280 В) образуется на конденсаторных выводах.

От электролитического конденсатора напряжение направляется по токоограничивающим резисторам к стабилитрону (D12) и выводу № 6 описываемой микросхемы. Стабилитрон отвечает за 9-вольтное электропитание микросхемы, что является основным фактором, обеспечивающим функционирование драйвера. От конденсатора C13 ток идет через трансформаторную обмотку (T1.1) через выводную часть полевого транзистора (Q1).

Обратите внимание! Величина тока, идущего через световые диоды, зависит от параметров сопротивления резисторов, стоящих на микросхеме.

Признаки неисправности прожектора

Наиболее часто встречающиеся признаки неправильно работающего прожектора:

• лампа не разгорается, хотя питание включено;
• мерцает световой диод;
• свечение слишком тусклое, так как лампа горит слабо — не на всю мощность;
• оттенок светового потока стал неестественным.

Также могут присутствовать и другие признаки, в том числе физическое нарушение структуры корпуса, деформация диода, перегоревшая электропроводка.

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.

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.

Замена деталей

Устранение обрывов проводки не требует особенной квалификации от домашнего мастера. Гораздо сложнее найти и исправить поломку на печатной плате, драйвере, преобразователе напряжения или матрице. Без специальных знаний тут не обойтись. Также понадобится умение работать с диагностическими приборами и паяльником.

Ремонту или замене могут подлежать такие детали:

• ограничивающий конденсатор;
• блок питания;
• драйвер;
• матрица.

Конденсатор для ограничения тока

Данный компонент является причиной неисправности, когда лампа прожектора горит неравномерно, постоянно мерцая. Связана такая проблема обычно с тем, что производители, стремясь сэкономить, устанавливают токоограничитель, не соответствующий по характеристикам драйверу.

Блок питания

Частой причиной неправильной работы прожектора является поломка блока питания. В такой ситуации можно приобрести новый блок питания или подобрать данную деталь от другого устройства (например, от принтера). Если решено купить новый блок, рекомендуется взять его с собой в магазин, так как на корпусе указаны его технические характеристики. Чтобы достать блок, вначале нужно разобрать прожектор.

Драйвер

В маломощных моделях часто отсутствует блок питания. В таких случаях вместо блока используется драйвер светодиодного типа. Так как диод не способен получить электропитание прямиком из сети (нужен переменный ток, отличный от сетевого), то и задействуется драйвер. Устройство функционирует с учетом рабочей температуры и времени, изменяя выходной ток, поступающий на светодиод.

Для замены драйвера следует разобрать прожектор, чтобы установить технические параметры драйвера, а затем обратиться в магазин. Так же, как и в случае с блоком питания, можно подобрать подходящий драйвер из другого устройства.

Матрица

Самой распространенной причиной неисправности прожектора является чрезмерный нагрев матрицы, что приводит к перегоранию предохранителей. Прожектор разбирают, после чего достают испорченную матрицу. Для этого откручивают четыре винта и отпаивают токопроводящие детали. Далее наносят слой термопасты на светодиод и припаивают обратно токопроводящие части. Завершают операцию прикручиванием на место матрицы.

В некоторых случаях проводка в матрице идет через отверстия подложки. Она выступает в качестве матричного радиатора. На участках перехода провода должны быть покрыты изоляционным слоем (в первую очередь речь идет о проводе плюса). Это позволит избежать короткого замыкания на корпус устройства.

Совет! До замены матрицы следует очистить подложку и участок, куда она будет установлена. Данные места рекомендуется обработать теплопроводным составом.

Нельзя нарушать форму матрицы. Рекомендуется использовать только «родные» винты, чтобы не нарушить конструкцию. Также не следует забывать о полярности: красный проводок — плюс, черный или синий — минус, зелено-желтый провод направляют на корпус.

При обнаружении хотя бы 2-3 перегоревших диодов не следует дожидаться полного выгорания матрицы. В любом случае устройство уже не способно нормально функционировать, в результате чего драйверы и преобразователь напряжения вскоре выйдут из строя.

Обратите внимание! Если матрица не работает с залитым компаундным элементом, восстановлению она не подлежит.

Печатная плата преобразователя напряжения

Если при проверке платы найдены очевидные признаки перегоревших элементов, понадобится ремонт устройства. На рисунке ниже представлена схема преобразователя для прожектора.

До того, как заменить неработающие части, следует выполнить прозвон светодиодов. Вначале отпаивают одну из ножек платы, так как прозвон впаянных элементов не даст корректного результата. Если появится необходимость, перегоревшие детали меняют на новые.

Ремонт прожектора небольшой мощности

В виде примера рассмотрим ремонт прожектора СДО01-10. Мощность устройства — 10 Вт. Внешний осмотр показывает отслоение защитного покрытия на одном из прожекторов. Также присутствуют темные пятна на излучающей свет поверхности матрицы.

Ремонт матрицы с испорченным светодиодным излучателем возможен, но такая деталь недешева. Стоимость достигает 40-50 % от цены всего прожектора. К тому же, приобретение новой матрицы представляет еще одну сложность — на светодиодах чаще всего отсутствует маркировка. Вследствие этого выяснить разновидность излучателя непросто.

Для упрощения задачи устанавливаем драйвер прожектора с перегоревшей матрицы на светильник с исправной матрицей. На старом драйвере перегорел защитный резистор (его номинал составляет 1 Ом), что указывает на пробой диода в диодном мосте на переходе от ключевого резистора к управляющему. Однако замена драйвера не привела к восстановлению функциональности прожектора.

После дальнейшей проверки выявлен обрыв оптической пары обратной связи. Замена пары дала результат — светильник заработал.

Ремонт мощного прожектора

Предметом рассмотрения является модель мощного прожектора СДО01-30. Устройства подобного типа применяются для освещения больших помещений (например, промышленного назначения).

Вначале снимаем заднюю панель с прожектора и проводим визуальный контроль состояния радиодеталей на печатной плате. Обращаем внимание на элементы, имеющие подозрительный вид (нагар, деформации и т.п.).

Далее осматриваем печатную плату (вытащив ее из прожектора) со стороны полупроводников. Осмотр показал наличие пары перегоревших резисторов: R8 (на 2 Ом) и R22 (на 1 Ом). Резисторы с низким сопротивлением чаще всего перегорают из-за высокого тока, проходящего через них в случае пробоя полупроводников или конденсаторов.

По соседству с резисторами располагается полевой транзистор SFV4N65F. Прозвон определил его неисправность. Поскольку схемы прожектора не оказалось в наличии, номиналы резисторов, которые сгорели, выясняем путем разборки исправного светильника такой же модели.

Вышедшие из строя резисторы, а также транзистор, выпаиваем. Заменяем их на новые детали.

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.

Светодиодные прожекторы являются тем вариантом осветительного оборудования, которое сочетает в себе высокую эффективность и экономичность работы. Несмотря на большой эксплуатационный ресурс, они тоже выходят из строя, и их владельцам приходится обращаться в ремонтные мастерские. Однако далеко не все неисправности настолько сложны, чтобы нельзя было провести ремонт светодиодного прожектора своими руками. Давайте рассмотрим причины поломок, способы диагностики и критерии, по которым можно узнать, возможен ли самостоятельный ремонт.

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.

Прожектор перестал гореть – как починить?

Прежде всего, в данной ситуации следует проверить, поступает ли на драйвер устройства питание с напряжением 220 В. Если с этим все в порядке, следует сначала провести диагностику и ремонт драйвера. Его можно проверить и без подключения светодиода, подав на вход электрический ток. Если устройство работает правильно, то измерение на выходе мультиметром должно показать постоянное напряжение, которое будет чуть выше номинального предела. Например, для драйвера с выходным напряжением 28-38 вольт при работе вхолостую мультиметр покажет ~40 вольт. Это объясняется тем, что увеличение сопротивления нагрузки (из-за холостой работы) ведёт к увеличению напряжения.

Правда, этот способ помогает точно проверить не все драйверы. Есть блоки, которые в исправном состоянии либо будут выдавать нелогичные данные, либо вовсе не запустятся. В такой ситуации проверить устройство поможет нагрузочный резистор, имитирующий потребление светодиода. Подбирать его нужно в соответствии с характеристиками драйвера. Например, при выходном постоянном токе 23-35V 600 mA сопротивление резистора должно быть в пределах от 23/0.6 = 38 Ом до 35/0.6=58 Ом.

Если выходное напряжение при подключённом нагрузочном резисторе соответствует нормативам, драйвер работает правильно.

Простейшим способом отремонтировать светодиодный прожектор при вышедшем из строя драйвере является замена этого компонента. Приобрести подходящую модель можно не только в специализированных магазинах, но и в интернете. Например, большое разнообразие запчастей предлагает Aliexpress, хотя там нужно быть очень внимательным, чтобы выбрать качественный товар (иногда даже сами продавцы плохо разбираются в вопросе). Иногда подходящие драйверы можно найти у мастеров, которые профессионально занимаются ремонтом прожекторов. А если светодиодный прожектор был сделан из диодов своими руками, то разобраться в его устройстве и устранить проблему будет ещё проще, чем покупать или собирать новый.

Как подбирать драйвер, если неизвестна мощность светодиодного модуля

У многих любителей возникают ситуации, когда необходимо работать с прожектором, мощность, ток и напряжение светодиодного чипа в котором неизвестны. Соответственно, в такой ситуации сложнее подобрать замену и драйвер.

Здесь необходимо посчитать количество диодов в матрице светодиода и сложить их показатели. В таких светодиодных модулях используются диоды с напряжением 3 В, током 300-330 мА и мощностью 1 Вт. Соответственно, общее напряжение матрицы составляет 27 В с силой тока 300 мА (при последовательном подключении). Соответственно, для работы необходим драйвер с выходным напряжением 20-36 В.

Приведём пример с более сложной матрицей, которая состоит из двух параллельно подключённых рядов диодов. Каждый ряд имеет напряжение приблизительно 30 В с током 300 мА. Из-за параллельного подключения драйвер должен иметь выходные показатели 30 вольт и 600 мА.

Устраняем мигание LED-прожектора

С проблемой мигания рано или поздно сталкивается каждый владелец светодиодного прожектора. Причиной такого поведения может быть неправильная работа электронных компонентов или потеря работоспособности светодиодов. В данном разделе мы рассматриваем, каким образом отремонтировать светодиодный прожектор с мощностью в 10 Вт. Такая мощность встречается чаще всего, а общая конструкция приборов схожа, поэтому решение проблемы универсально.

Светодиод представляет собой матрицу из 9 кристаллов, каждый из которых имеет мощность в 1 Вт. Эти кристаллы соединены в три последовательные схемы и залиты люминофором – веществом, преобразующим получаемую энергию в свет. Светодиод на 10 Вт состоит из трёх линеек кристаллов, которые параллельно подключаются к питанию, идущему от драйвера.

Перегорание одного из кристаллов в светодиоде приведёт к миганию во время работы. Характер мигания может быть как периодическим, с равными паузами, так и хаотическим. По разным причинам сгорание матрицы может вести к полному отключению светодиодного элемента, либо к отказу одной-двух линеек кристаллов.

Почему матрица мигает или не светится при перегорании

Кристаллы, залитые люминофором, соединяются между собой подводами, которые в случае с продукцией высокого качества делаются из золота, а в бюджетных приборах – из меди. Слишком сильное нагревание матрицы и соединительных контактов приводит к тому, что эти нити отслаиваются от кристаллов. Поэтому вся матрица или часть её отключается. После остывания нить возвращается в исходное положение и работа возобновляется. После повторного нагрева до критической отметки контакт снова прерывается и матрица гаснет. Этот цикл в процессе работы продолжается бесконечно, а для наблюдателя выглядит как мигание лампы. Полный выход светодиода из строя происходит, когда одна из нитей перегревается настолько, что отпадает от кристалла.

Советуем почитать:как проверить светодиод мультиметром

Зная о таком поведении, можно проверять состояние матрицы диодных прожекторов своими руками. Для этого нужно вооружиться не слишком острым предметом и нажать на те места матрицы, в которых проходят соединительные нити. Конечно, прожектор в это время должен быть включённым. Если при надавливании на один из путей прибор загорается, проблема найдена. В данном случае остаётся правильно заменить испорченный чип.

Важная информация! Матрицу, у которой перегорела хотя бы одна линейка кристаллов, следует незамедлительно менять. Оставшиеся осветительные элементы потеряют эффективность и быстро выйдут из строя.

Это происходит, потому что кристаллы соединяются в матрице параллельно-последовательно, а питание от драйвера подаётся в виде постоянного тока. Поэтому после выгорания одной линейки, две оставшиеся получают силу тока в 1,5 раза больше номинальной. Работа под повышенной нагрузкой приводит к ещё большему нагреванию матрицы и быстрому сгоранию других нитей.

Ремонтируем матрицу

Замена светодиода при перегорании кристаллов на матрице не является чрезмерно сложной процедурой. После приобретения аналогичного по характеристикам компонента и специальной термопасты, необходимой для монтажа, нужно:

1. Разобрать корпус прожектора, открутив крепёжные болты на корпусе.
2. Снять линзу или стекло.
3. Демонтировать рассеиватель.
4. Открутить крепёжные винтики матрицы и аккуратно отпаять токопроводящие выводы. Для этого лучше всего подойдёт бесконтактная паяльная станция с термофеном.
5. Смазать новый светодиод термопастой.
6. Припаять контактные выводы светодиода и закрутить обратно крепёж.

При подключении светодиода крайне важно соблюсти полярность выводов. Опытные монтажники также рекомендуют при замене светодиода в недорогих китайских прожекторах заменить проводки. Производители, как правило, используют материал с минимальным сечением, что не совсем надёжно. При этом лучше использовать термоусадочные трубки. Они сохраняют изоляционные свойства даже под действием тепла, исходящего от диода.

Используемые источники:

• https://radiomasterinfo.org.ua/cvetodiodnyj-prozhektor-ustrojstvo-remont/
• https://220.guru/osveshhenie/ulichnoe/remont-svetodiodnyx-prozhektorov.html
• https://simplelight.info/neispravnosti/remont-svetodiodnogo-prozhektora.html