Найти тему
Электромозг

Почему перегорает светодиодная лампа? Драконим внутренности.

Светодиодные лампы продаются у нас уже более 10 лет, но рынок всё ещё полон продукции с ложными характеристиками. Чтобы не попасть впросак, советую посмотреть фактические характеристики ламп на этом действительно замечательном ресурсе. И даже после этого нельзя быть полностью уверенным, потому что характеристики одной и той же лампы могут меняться от партии к партии.

Ещё в далёком 2009 году я в своём блоге в ЖЖ писал о том, как производители светодиодных ламп обманывают своих покупателей, чтобы хоть как-то продать свою продукцию. С прискорбием могу сообщить, что спустя 10 лет ситуация с обманом в целом не сильно изменилась (хотя уже есть и приятные исключения).

На рынке всё ещё очень много ламп, характеристики которых, мягко говоря, сильно не соответствуют заявленным. Кроме того, светодиодные лампы многих производителей удивительно быстро перегорают, потому что из светодиодов выжимаются последние соки, и они работают на пределе своих возможностей с чудовищным перегревом.

Одна такая перегоревшая в первые же дни работы лампа «Эра» 13 Вт, 1300 Лм, попала ко мне в руки, и я с наслаждением, капая слюной от предвкушения, скрутил ей голову и посмотрел, что же находится у неё там, внутри.

Светодиодная лампа «Эра»
Светодиодная лампа «Эра»

Вот следы моей ужасной деятельности, фактически расчленёнка:

Разобранная светодиодная лампа
Разобранная светодиодная лампа

На фотографии выше мы видим шарообразный рассеиватель (он приклеен к основанию и легко отделяется). Под рассеивателем расположена площадка с 22 светодиодами (т.н. светодиодный модуль). Светодиодный модуль имеет металлическую основу, выполняющую функцию радиатора охлаждения. Также метал находится на внутренней поверхности всего корпуса нижней непрозрачной части лампы. Внутри корпуса расположена односторонняя печатная плата драйвера с двухсторонним монтажом.

Рассмотрим драйвер внимательно. На одной из сторон драйвера напаяны крупногабаритные детали сквозного монтажа — два электролитических конденсатора, один неэлектролит, дроссель и резистор на выводе:

Драйвер светодиодной лампы
Драйвер светодиодной лампы

С другой стороны находятся более компактные детали поверхностного монтажа — микросхемы, конденсатор и другие элементы, в том числе и 2 параллельных SMD-резистора на 5,6 Ом каждый, ограничивающие ток светодиодов (в правом нижнем углу):

Драйвер светодиодной лампы
Драйвер светодиодной лампы

Замечу, что этими резисторами можно слегка уменьшить яркость лампы, существенно повысив тем самым её ресурс.

Рассмотрим светодиодный модуль поближе:

Светодиоды на панели светодиодной лампы
Светодиоды на панели светодиодной лампы

На модуле указан форм-фактор светодиодов — 2835 и тип их соединения 2P11S. Это светодиоды 2,8х3,5 мм, соединённые в 2 параллельные цепочки из 11 последовательных диодов.

Если взять лупу, и приглядеться к поверхности светодиодов (фото ниже), можно увидеть на их жёлтой поверхности 4 волоска, оканчивающиеся маленькими кругленькими контактиками. Это проволочки, подводящие к светодиодным чипам питание и соединяющие их в последовательную цепочку. Проволочек 4, стало быть, они соединяют 3 чипа (две подводящие и две последовательных перемычки). Как правило, один чип рассчитан на питание 3,0-3,4 В (или, если выражаться правильно, это падение напряжения на чипе). Значит, если последовательно соединено 3 чипа, падение напряжения на всём светодиоде лежит в пределах 9-10,2 В.

Если мы умножим падение напряжения на каждом светодиоде на их количество в цепочке, получим как раз около 110 В, что очень близко к действующему напряжению одного полупериода сетевого напряжения. Это довольно удобно для работы драйвера.

Светодиоды указанного форм-фактора бывают, как минимум, четырёх разных мощностей, но исходя из их количества, светового потока и мощности лампы можно предположить, что в нашем случае это вариант на 0,5 Вт, ток 150 мА, световой поток 50 Лм каждый (они могут нагреваться до температуры 80°С). Кстати, просуммировав ватты 0,5*22 мы получим мощность не 13 а 11 Вт, а просуммировав световой поток 50*22, мы получим не 1300 а 1100 Лм. Или маркировка врёт, или светодиоды работают в режиме перегрузки, оттого и перегорают.

По фактическим промерам лампы с той же маркировкой получается, что на самом деле лампа потребляет 10,3 Вт и излучает 960 Лм. Так что в данном случае налицо ложь. Более того, на нашей лампе 2016 года изготовления написано 1300 Лм, а на лампе 2017 года из теста уже 1040, что уже ближе к истине. Так что со временем величина обмана снижается.

Светодиоды в двух цепочках установлены последовательно, поэтому, если лампа перегорела, то скорее всего просто перегорел один из светодиодов в каждой цепочке. Если их не видно сразу визуально по чёрным точкам, то можно их «вызвонить» тестером или батарейкой (3 вольта), соблюдая полярность, и просто замкнуть перемычкой, как в старой ёлочной гирлянде. При этом надо иметь ввиду, что количество замкнутых светодиодов в обеих цепочках должно быть одинаковым чтобы соблюсти баланс их сопротивлений. Иначе по более короткой цепочке потечёт больший ток, и цепочка снова перегорит.

После закорачивания сгоревших светодиодов остальные будут продолжать светить. Повышения тока, протекающего через оставшиеся светодиоды, не произойдёт, поскольку драйвер отрегулирует этот ток автоматически. Но имейте ввиду, что остальные светодиоды из той-же партии, значит имеют схожие характеристики, а поскольку они эксплуатировались в тех же условиях, то скорее всего уже тоже изношены. Поэтому одновременно с перемыканием светодиода имеет смысл снизить ток для всех светодиодов, поставив вместо одного из упомянутых выше резисторов резистор большего сопротивления, или выпаять один из этих параллельных резисторов совсем.

Светодиод крупно:

Светодиод из лампы
Светодиод из лампы

Итог

Если вы имеете склонность и способности к ремонту, то можете попробовать починить перегоревшую светодиодную лампу подобного типа. Для этого вам понадобится только паяльник.

Кстати, если вы решите приобретать новые светодиодные лампы, советую обратить внимание на филаментные лампы. Чипы светодиодов в таких лампах объединены в цепочку и залиты в общую оболочку из люминофора. Визуально это выглядит, как длинный светодиод, который имитирует нить накаливания обычной лампы. Тепло отводится через газ, которым заполнена колба. В результате такая лампа светит одинаково во все стороны, так же, как и лампа накаливания, что очень важно.

Филаментная светодиодная лампа
Филаментная светодиодная лампа

Кроме того, такие лампы в большинстве своём показывают сегодня максимальную эффективность, которая доходит в лучших экземплярах аж до 150 Лм/Вт.

Поставьте «лайк», подпишитесь на мой канал, оставьте комментарий, и мне будет приятно! ;-)