В связи с частыми просьбами отремотировать LED лампочки пишу эту статью.

 

 

 

Вначале немного нудных рассуждений.
Все лампочки у нас, естественно, выпущены социалистической китайской промышленностью. Даже те, на которых гордо русскими буквами написано "Старт", "Восток", "Эра" и даже "Gauss" и прочие "Ferron"-ы. И, естественно, что китайпром ищет способы сделать на коленке дешевле, а продать дороже. Но это дороже должно быть не сильно обременительно для нашего кошелька и выглядеть сильно привлекательно. Для достижения этих целей есть организационные и технические мероприятия. Про организацию лохотрона я писать не буду - не специалист, а вот тенические вопросы впаривания лажи постараюсь рассмотреть.

Начнем с того, что все эти лампочки состоят из набора многих, определенным образом соединенных между собой, светодиодов (в дальнейшем, для простоты, я их буду обзывать как "диоды"). Схема соединения такова, что при перегорании одного из диодов, гаснет либо вся лампа, либо, в лучшем случае, её часть. Вторая составляющая LED-лампы - это устройство подающее определенный ток на всю эту кучку диодов, называемая драйвером. Драйвер обеспечивает подачу нужного тока через диоды лампы и его схема зависит от мощности, цены, надежности, и параметров самих диодов и лампы в целом. Весь ремонт будет сводиться к устранению причины по которой через светодиоды перестал проходить ток нужной диодам величины. Т.к. (по закону Ома) ток, при постоянном сопротивлении нагрузки, определяется приложенным напряжением, а сопротивление каждого диода неизменно, значит на каждый диод драйвер должен подать нужное, для поддержания этого тока, напряжение (против Ома нет приема). (Ух и завернул! А ведь Марь-Иванна учила не писать длинных предложений.) И напряжение это, как нас учит физика, должно быть не более 3,2 V (вольта). Впрочем об этом написано более подробно мною тут.
Светодиод, в отличие от лампочки накаливания, светить начинает не с подачи минимального напряжения, а после приложения напряжения превышающего даже половину рабочего. Причем:

1. светоотдача диода тем выше, чем больше приложенное напряжение, но сильно нелинейна. т.е. при подаче напряжения вместо 3,2V, 2,8V светимость диода изменится не столь заметно чем при разнице от 2,4 до 2,8. А вот потребление тока и температура кристалла имеют сильно обратную пропорцию. Посмотрим на этот график:

2. Сейчас для увеличения светоотдачи выпускаются светодиоды 2-я, 3-я, 4-мя и даже с 5-ю кристаллами в одном корпусе. Что это дает?
а) упрощает конструкцию всей лампы;
б) уменьшает габариты лампочки;
в) Удешевляет один светящийся элемент (один такой дешевле, чем несколько в разных корпусах);
г) Но, вместе с тем, увеличивается температура кристалла, что усложняет теплоотвод;
д) Для питания надо подавать на диод напряжение выше, пропорционально количеству элементов (6, 9, 12, 16 и даже 20V), что, в общем-то не критично для схемотехники драйверов и даже удешевляет его.
Вот этими пунктами (а...д) усиленно и пользуются наши китайские братья в своих корыстных целях. А именно:
1. На каждый диод подается предельно допустимое напряжение, что позволяет добиться максимальной светоотдачи (и, соответственно, стоимости);
2. Увеличивается температура лампочки (и, соответственно, сокращается срок её эксплуатации, что повлечет поход в магазин за новой);
3. Зачем изменять теплоотвод если можно и в прежнюю конструкцию воткнуть новую платку (и это совсем не увеличит надежность, а, однозначно, наоборот)...

Наша задача не только устранить поломку, но и исключить её возникновение при дальнейшей эксплуатации.
Итак, большинство ламп собраны из последовательно соединенных светодиодов. Достаточно одному из них приказать долго жить и все остальные гаснут т.к. оказываются в обрыве от приложенного напряжения. Вычислить виновника этого торжества можно несколькими способами. Во первых проверить подается ли напряжение на линейку светодиодов. На его величину можно пока не обращать внимания т.к. под нагрузкой она все равно изменяется для обеспечения нужного тока. В этом заключается токовый принцип питания светодиодов. Если напряжение есть, то продолжим о способах обнаружения трупов:
1. Визуально. Как правило, выгоревший диод имеет маленькую черненькую точку на своей желтенькой поверхности. Это сгоревший на работе от чрезмерной натуги кристалл диода.
Недостатки: не всегда труп обозначает себя этой точкой или эта точка столь мала, что обращаешь на неё внимание только после обнаружения симулянта другими способами. А именно:

2. Закорачиванием последовательно каждого диода и наблюдение за результатом. Если остальные засветятся, то этот и есть претендент на удаление.
Недостатки: это работа под напряжением и не реально найти труп если их хотя бы два.
3. Подачей нужного напряжения и нужной полярности на каждый светодиод и проверки его на возможность светиться под действием этого напряжения.
Недостатки: Непонятки, какое же напряжение надо подавать. Долгая возня с каждым светодиодом.
Вот тут мы и подошли к основной теме нашей статьи:

Устройство для тестирования и локализации неисправных светодиодов в LED-лампочке.

Требования к нему:
1. Автономность - обеспечивается независимым аккумуляторным питанием;
2. Безопасность - обеспечивается слаботочным источником высокого напряжения и неслепящим свечением диодов;
3. Универсальность - позволяет проверять сразу группы светодиодов независимо от их питающего напряжения.
Немного о саморегулировании: Если мы приложим имеющееся на выходе устройства U=300V к одному светодиоду, его малое сопротивление зашунтирует выходное, до нужных нам 2,8 вольт. Если же мы это напряжение приложим к десятку последовательно соединенных диодов (а их сопротивление в 10 раз больше) то наше напряжение упадет уже меньше, вольт до 28-и, а зачит на каждом диоде окажется те же, нужные нам 2,8V. Поэтому мы можем подключив сразу половину светодиодов определить группу с неисправным и так быстренько вычислить труп не проверяя каждый из претендентов на это звание.
Первое, что было сделано это - стоящий на столе патрон для удобной работы с лампочкой и подачи, при необходимости окончательной проверки, напряжения на неё, с переходником для разных цоколей и двунаправленным выключателем (в моем случае ПКН) для полного обесточивания.

Второе: перерыто множество статей с описанием подобных тестеров и было принято решение макетировать конструкцию на базе генератора на широкодоступной микросхеме NE555. Предусмотрел питание схемы от двух аккумуляторов 18650 и возможность их зарядки не вынимая из корпуса прибора.
Родилась такая схема (промежуточные муки творчества описывать не буду):

Принцип работы прост. Есть генератор, классический step-up на NE555, усилитель тока на полевике BUZ90A. На выходе получаем 250-300V. Напряжение это зависит от добротности и индуктивности дросселя, и от питающего напряжения. Полевик можно использовать любой рассчитанный на падение напряжения исток-сток не меньше выходного с небольшим запасом. Пробовал с IRF840. Работает, но потребляет ток на 30% больше. Кcтати, Ixx = 90-100mA.
Есть индикатор работы (красный).
Есть зарядное (опять же от братьев) устройство с выведенными с него на лицевую панель индикаторами (зеленый и синий).
Есть пара аккумуляторов с переключателем заряжаемого.

Ниже привожу печатную плату генератора с расположением радиокомпонентов и общую схему монтажа.


Не по теме: Немного о замене диодов. Есть много рекомендаций как менять и на что менять. Для выпайки и замены диодов греют платы и на газовой печке, и газовой горелкой, и термофеном, и паяльной станцией и даже на утюге (пока не видит жена) ... Вольному воля. Грейте уродуйте и платы, и диоды, и утюги и воняйте в квартире пока вас не поставят в угол. Вам повезло в моем детстве бабка ставила на колени на горох под образАми. Сейчас бы любимую бабушку посадили за это в каталажку. В общем ничего этого делать не надо. Если посмотреть на параметры драйверов, то увидим, что их основной параметр - это мощность которую они должны обеспечивать и пишут её (эту мощность) через черточку, "от" и "до". Например, 5-7 вт. Это значит, что такой драйвер можно установить в лампочки и на 5 и 7 ватт мощности, и этот драйвер обеспечит подачу нужного тока на диоды независимо от их количества в пределах этой, рассеиваемой ими мощности. В процентах это значит, что из 30 светодиодов, от пяти можно безболезненно избавиться. Но не будем столь агрессивны, да и не выгорает постольку диодов за раз. Вывод: нам для ремонта кроме бокорезов и паяльника с соплей припоя ничего не нужно. Поняли на что я намекаю? На глаз вы изменение светоотдачи гарантированно не увидите.

И совсем уж не в тему, открою один маленький секрет. Если Вы не поверили написанному в предыдущем абзаце и все-ж сторонник замены светодиода на исправный, и даже если обойдетесь перемычкой, настоятельно рекомендуюю уменьшить токи через светолиоды щедро отмерянные китайцами дабы обеспечить высокую яркость при минимуме затрат. Теперь секрет "Как это сделать". Простейшие емкостные драйвера в лампочке уже редко встретишь. Китайцы уже поняли какой товар имеет больший спрос. А схем электронных драйверов великое множество и не каждый домохозяин способен разобраться в этом изобилии. Но есть один нюанс: во всех схемах объвязки разных микросхем драйверов обязательно присутствует токозадающий низкоомный резистор. Номинал его от единиц до десятков Ома. Вот его-то легко найти и поменять, на номинал раза в полтора больший. Если есть возможность, то сравните напряжение на одном из светодиодов лампы "до" и "после". Как правило эти напряжения такие: 3,2V уменьшится до 2,8 - 3,0V. Изменение яркости свечения Вы можете и не заметить, но жизнь диодам облегчите и продлите в разы. Я эту процедуру провожу, не дожидаясь кризиса. Первые лампочки работают без проблем с 2014-го года.

Все, дерзайте, господа! Вопросы на почту. Отвечу обязательно и размещу здесь.