Предисловие
Проблема, которую приходится решать при ремонте линейных светодиодных ламп и светильников, происходит из того, что в открытой продаже нет высоковольтных светодиодных планок (линеек), на которых основаны линейные лампы и светильники. Вероятнее всего, светодиодные планки поставляются только производителям конечной продукции (светильников). Но выход есть - высоковольтные планки можно заменить на несколько последовательно соединённых отрезков гибких светодиодных лент.
В данном случае будет рассмотрен ремонт "узкого" линейного светодиодного светильника с металлически корпусом; это - наиболее сложный случай (хотя и здесь не будет ничего чрезвычайно трудного, всё выполнимо в домашних условиях). Другие случаи (пластиковый корпус или "плоский" металлический корпус) будут ещё легче в ремонте.
Сгоревший линейный светильник, его вскрытие, и что оно показало
Итак, наш пациент - линейный светодиодный светильник мощностью 8 Ватт, выпущенный ещё в далёком 2012 году; то есть, прослуживший верой и правдой свыше 10 лет! Поэтому ничего не будем здесь говорить про китайских бракоделов и тому подобное: такой срок службы не заслуживает никаких упрёков.
Так выглядит часть светильника, на которой расположен выключатель:
Вскрытие показало, что внутри светильника находится высоковольтная светодиодная линейка с формулой схемы 2B24C, т.е. 24 последовательные секции по 2 параллельных светодиода в каждой. Прозвонка светодиодов с помощью источника 5 В и резистора 1 кОм выявила, что сгорели две секции. После их закорачивания светильник "ожил".
Кстати, для прозвонки светодиодов не в линейных светильниках, а в "обычных" лампах напряжение 5 В часто является недостаточным, поскольку там в одном светодиодном корпусе может находиться сборка из 3...6 последовательных миниатюрных светодиодов.
На последнем фото видны перемычки, позволившие оживить светильник и, благодаря этому, измерить его характеристики.
Мощность оказалась равной 8 Вт; но, с учетом замыкания двух из 24-х секций, первоначальная мощность составляла 8.7 Вт, то есть, даже немного превышала номинальную. Вот были же времена; сейчас такое - почти невероятно! Подробности по этому поводу - в статье "Тест мощных светодиодных ламп: не обманешь - не продашь?!".
Полное напряжение на планке составило почти точно 66 В; а изначально, соответственно, должно было составить 72 В.
Главный итог этой операции по "оживлению" светильника состоит в том, что светодиодный драйвер, расположенный на "нижнем этаже" светильника под светодиодной линейкой, оказался жив и здоров!
А LED линейку, хотя она и была возвращена к жизни, было решено отправить в морг. Она уже своё отработала, и начавшийся процесс выхода из строя светодиодов неминуемо в ближайшее время продолжился бы. "Усталость светодиодов", если можно так выразиться.
Но на прощание был сделан их тепловой снимок:
Снимок показал, что нагрев светодиодов был приемлемым и составил до 80 градусов. Интересно будет сравнить с тепловым снимком после ремонта.
Тепловые фото были сделаны тепловизором UNI-T UTi260M (обзор, сторонний ресурс).
Замена высоковольтной светодиодной планки на низковольтную светодиодную ленту
Исходя из того, что в домашнем хозяйстве уже была в наличии светодиодная лента для ремонта всего светящегося на напряжение 12 В, для создания цепи на 72 В нужно было последовательно соединить 6 отрезков ленты.
Кстати, ширина ленты составила 4 мм (достаточно узкая), благодаря чему без проблем может быть наклеена как на дно светильника, так и на внутренние боковые поверхности. А ещё её можно использовать для ремонта подсветки в LCD-мониторах, но к данному делу это не относится. Плотность светодиодов - 120 на метр (довольно высокая).
Лента состоит из параллельных секций, в каждой секции - по три последовательных светодиода и одному резистору 150 Ом, ограничивающему ток.
Замеры размеров показали, что вдоль светильника можно разместить 3 отрезка ленты по 7 секций в каждом отрезке. Чтобы разметить 6 отрезков, потребуется наклеить по 3 отрезка на противоположные стороны внутренней боковой поверхности. Итого, будут использованы 6 * 7 * 3 = 126 светодиодов (на "родной" планке было 48); из чего следует снижение нагрузки на каждый светодиод в отдельности.
Теоретически, можно было бы приклеить отрезки ленты и вплотную друг к другу на дно светильника, но в этом случае усилился бы локальный нагрев светодиодов из-за их близкого расположения.
Второй теоретически возможный вариант - сделать более короткие отрезки, и все их в одну линию расположить на дне. Но в этом случае вся мощность светильника будет рассеиваться на примерно вдвое меньшем числе светодиодов, что тоже увеличит их нагрев (и сократит срок службы).
Теперь берём в руки паяльник и соединяем последовательно все 6 отрезков ленты:
Фото места соединения двух отрезков:
Теперь снимаем с обратной стороны светодиодной ленты голубую защитную плёнку и аккуратно наклеиваем светодиодную ленту на внутреннюю сторону боковин светильника.
Но это ещё не всё: под места пайки подкладываем маленькие прямоугольнички, вырезанные из защитной плёнки. Это позволит дополнительно подстраховаться от замыканий мест пайки с корпусом светильника; а это - важно, так как корпус - металлический, а светодиодная лента не изолирована от сетевого напряжения!
Если корпус светильника - пластиковый (сейчас так принято), то это делать не надо.
Получается такая конструкция:
Но это не всё, остался "последний штрих": дополнительно небольшими каплями прозрачного клея (например, "Момент Кристалл") приклеить к корпусу светильника места, где вместе сходятся пайка и голубые прокладки. Так же в нескольких местах (например, через одну секцию) приклеиваем края отрезков светодиодной ленты к корпусу (доверять только клеящему слою не ленте не будем, он не слишком надёжен).
И ещё несколько обязательных слов об электробезопасности.
Согласно российским и зарубежным руководящим документам, для светильников с металлическим корпусом является обязательным его заземление. В данном случае это обеспечивается с помощью третьего контакта в розетке для подключения сетевого шнура; а в "плоских" и "квадратных" светильниках обычно предусматривается винтовое соединение с заземляющим проводником.
Не забываем об этом: зачем нам рыдающие вдовы и дети-сироты?!
Переходим к тестам отремонтированного светильника.
Испытания светильника после замены светодиодной планки на LED-ленту
Сначала - просто опробование: работает или не работает?! Естественно, если всё спаяно правильно, то работает:
И, для порядка - то же самое с закрытым рассеивателем:
Здесь надо обратить внимание, что вблизи торца светильника яркость света немного снижается. Это связано с тем, что лента слегка не доходит до торца, и здесь образовался небольшой промежуток без светодиодов. Аналогично ещё есть два места с пониженной яркостью в основной части светильника, где есть промежутки без светодиодов между отдельными отрезками ленты.
Полностью избежать такой ситуации сложно, так как отрезки ленты не могут иметь произвольную длину: отрезать можно только кратно целому числу секций, а каждая секция состоит из 3-х светодиодов и резистора (в данном случае длина секции составила 24 мм).
Теперь - результаты теста в цифрах.
Мощность отремонтированного светильника составила 8.3 Вт. Тем не менее, КПД светильника с лентой ниже, чем у светильников с планкой, так как в ленте есть резисторы, на которых частично теряется энергия (в светодиодных планках резисторов нет). Измерения показали, что на в каждой секции на резисторе падает напряжение 2.5 В, а на всей секции из 3-х светодиодов и резистора в целом напряжение составило 10.9 В. Таким образом, КПД составляет (10.9 - 2.5)/10.9 = 77% (принимая КПД планок без резисторов за 100%). Так что эквивалентная мощность светильника составляет 6.4 Вт (если бы там была не лента, а планка). Можно было бы для увеличения мощности добавить ещё один отрезок светодиодной ленты (приклеив его, например, на дно), но тогда нарушилась бы симметричность светильника. Хотя в этом, возможно, был бы и какой-то эстетический изыск. :)
Тепловое фото показало, что даже после длительного прогрева светильника с закрытым рассеивателем температура светодиодов не превосходит 44 градусов:
Такая низкая температура обещает очень долгий срок службы светильника после ремонта.
На этом можно завершить консилиум.
Окончательный диагноз
Итак, в ходе проведённой работы был выполнен творческий ремонт с заменой труднодоступной для приобретения высоковольтной светодиодной планки на светодиодную ленту.
Это позволило восстановить работоспособность светильника; а улучшение пространственного распределения светодиодов позволило значительно снизить их температуру, что должно в разы увеличить срок службы светильника.
Ремонт в целом оказался несложным, хотя навыки уверенной работы с паяльником всё-таки требуются.
Что касается экономической эффективности, то ремонт - выгоден, хотя и не позволит на сэкономленные средства сходить даже в скромную кафешку (не говоря уже о ресторане).
Дополнительный экономический эффект даст увеличение срока службы обновлённого светильника за счёт снижения температуры светодиодов (срок службы может стремиться к бесконечности, если пренебречь деградацией электролитических конденсаторов в светодиодном драйвере).
Но к небольшому экономическому эффекту надо добавить удовольствие от умения сделать что-то своими руками, и плюс к этому моральное удовлетворение от снижения количества электронного мусора.
Подобный способ ремонта светодиодных светильников можно применить и к светильникам других типов: "плоским", "квадратным" и аналогичным. Нельзя таким способом отремонтировать только светодиодные лампы: там светодиоды расположены обычно концентрическими кругами; и размещение там прямых отрезков светодиодной ленты было бы чрезмерно сложным.
Использованную для данного ремонта светодиодную ленту шириной 4 мм можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена - около $5.5 за 5 м на дату выхода статьи (может меняться, проверяйте!).
Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
Всем спасибо за внимание!
Дополнительно:
Статья-руководство на сайте Smartpuls.ru Светодиодные лампочки: как они устроены, почему выходят из строя, и как их можно отремонтировать (главный способ и варианты)
Весь раздел сайта Smartpuls.ru Свет и освещение
Весь раздел сайте Smartpuls.ru DIY (сделай сам!)