Драйвер светодиодного прожектора 50 ватт своими руками

LED прожекторы появились сравнительно недавно. Особенно активно они применяются при устройстве уличного освещения. Дешевые китайские изделия доступны практически каждому владельцу частного дома. Эти осветительные приборы на самом деле эффективные, свечение ровное и яркое, экономится электроэнергия.

Состав схемы драйвера для прожектора на 50 Вт не отличается от схем маломощных осветительных приборов. Основное отличие – замена COB диодов SMD светодиодами, позволяющими лучше отводить избыток тепла. При наличии минимума знаний в электрике неисправный прожектор можно починить. Некоторые умельцы делают подобные приборы своими руками и утверждают, что сумели сэкономить.

Состав схемы драйвера светодиодного прожектора от мощности практически не зависит.

Блок питания состоит из:

• предохранителя (на входе);
• LC-фильтра;
• диодного моста;
• электролитического конденсатора;
• ограничивающих ток резисторов;
• стабилитрона;
• трансформатора;
• диода;
• полевого транзистора;
• резисторов в месте соединения с матрицей.

В состав LC-фильтра входят конденсаторы с нулевым сопротивлением и катушки индуктивности. Его назначение – задержать токи одной частоты и пропустить/затушить токи другой. После фильтрации поток выпрямляет диодный мост и сглаживает конденсатор. На выводе из него напряжение постоянное.

Принцип работы светодиодной лампы

Светодиоды являются самым экономичным видом освещения – с этим трудно поспорить. Применяются такие элементы и в быту, и на производстве. Уличное освещение постепенно переходит на подобное энергосбережение. Световые диоды, кроме экономичности, обладают еще одним неоспоримым преимуществом перед другими типами осветительных приборов – по долговечности конкурентов у них нет. Но от сети с переменным током 220 В они напрямую работать не могут. Для этого требуются специальные устройства, называемые драйвером.

Схема светодиодной лампы на 220 В включают в себя такое устройство, которое достаточно компактно и умещается в цоколе. Больше в осветительном приборе нет ничего сложного, однако драйвер, выполняя работу по стабилизации напряжения, чаще и выходит из строя. Сгоревшие светодиоды заменить не сложно, достаточно владеть паяльником на уровне «только научился». А вот как ремонтировать драйвера, сегодня будем разбираться.

Общий принцип работы светодиодных ламп заключается в следующем. Переменный ток сети поступает в электронное устройство – драйвер, который стабилизирует перепады напряжения. Прямой ток направляется на светодиоды, которые и излучают видимый нами свет.

Вот даташиты (техническая информация) на некоторые мощные светодиоды:

• led datasheet 4,8W- / Техническая информация по мощному светодиоду для фар и прожекторов, pdf, 689.35 kB, скачан:711 раз./

• led datasheet 10W / Техническая информация по мощному светодиоду для фар и прожекторов, pdf, 1.82 MB, скачан:888 раз./

Особая благодарность тем, кто пришлёт схемы реальных светодиодных драйверов, для коллекции. Я опубликую их в этой статье.

С появлением светодиодных технологий системы освещения вышли на совершенно новый уровень. Экономичные, экологически и электрически безопасные приборы сегодня эксплуатируются везде – они пришли на смену стандартным «лампам Ильича» и набравшим популярность «экономкам». Первые давно устарели с моральной точки зрения, вторые крайне опасны для здоровья из-за содержащихся внутри паров ртути.

Несмотря на продолжительный срок эксплуатации, даже такие устройства со временем выходят из строя. Дорогостоящий ремонт светодиодных светильников в некоторых ситуациях можно выполнить самостоятельно, в домашних условиях, что мы и рассмотрим далее.

Ремонт драйвера светодиодного прожектора

При ремонтной операции драйвера светодиодного прожектора, необходимо будет обращать внимание на все элементы, которые присутствуют в схеме. Он должен выдавать определенные значения постоянного напряжения, которое используется для питания установленных диодов

При ремонте этой системы, обращают внимание на силовые детали, которые имеют радиаторы. Связано это с тем, что при плохом охлаждении, определенные элементы драйвера могут быстро выходить из строя и их требуется заменить на новые и более качественные. В этом случае полезно подключение и схема диммера, что сэкономит время на данную процедуру.

Электрическая схема  драйвера.

Ремонт драйвера светодиодного прожектора

При ремонтной операции драйвера светодиодного прожектора, необходимо будет обращать внимание на все элементы, которые присутствуют в схеме. Он должен выдавать определенные значения постоянного напряжения, которое используется для питания установленных диодов

При ремонте этой системы, обращают внимание на силовые детали, которые имеют радиаторы. Связано это с тем, что при плохом охлаждении, определенные элементы драйвера могут быстро выходить из строя и их требуется заменить на новые и более качественные. В этом случае полезно подключение и схема диммера, что сэкономит время на данную процедуру.

Схемы драйверов

При ремонте драйверов светодиодного прожектора необходимо знать его устройство. Конструкция драйверов включает в себя диодный мост, резисторы и конденсаторы. Диодный мост служит для выпрямления электрического тока, который затем стабилизируется посредством резисторов и конденсаторов.

Вот некоторые простые электрические схемы драйверов. Схемы приведены для наглядного описания принципа работы и могут отличаться от установленых в других устройствах.

Но в светодиодных прожекторах применяются драйверы с более сложными схемами, которые обеспечивают лучшие характеристики.

Пример схемы импульсного драйвера

Полезные рекомендации

Несколько полезных советов по ремонту светодиодных прожекторов:

При замене матрицы обязательно обращать внимание на полярность.
Обязательно удалять отвердевшую теплопроводную пасту под матрицей.
Обезжиривание поверхности следует осуществлять спиртом.
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.

Причина перегорания светодиодной матрицы в прожекторе

Существую 2 вида светодиодов для прожекторов:

• СОД матрицы, в состав которых может входить несколько сотен одноваттных кристаллов, залитых люминофором;
• кластеры из сверхярких SMD с мощностью 0,5

Цена СОД модулей на 30-40% ниже, чем кластеров с SMD, а срок эксплуатации короче на 3-4 года. Элементы СОД матрицы соединяются в линейки при помощи тонких проводков, которые при перегреве рвутся. SMD обладают одинаковыми параметрами, впаиваются отдельно, обеспечивают более ровное и мощное освещение.

Матрица (кластер) может выйти из строя по различным причинам:

• некачественные соединения от входа до блока питания или от драйвера до светодиодного модуля, вызывающие короткое замыкание;
• в мощном фонаре нарушается тепловой баланс, люминофор деградирует, соединительные проводки рвутся, кристаллы выгорают;
• в СОД кластере плохо пропаяны контактные площадки, при разрыве контакта одним кристаллом перестает работать вся цепь;
• низкое качество корпуса или отсутствие под матрицей состава, отводящего избыток тепла.

Хуже всего, если соединительный провод не перегорел полностью. LED светильник 50 W начинает моргать, из-за повышенного тока на работающих линейках начинают разрушаться исправные кристаллы. Теоретически так может продолжаться до выхода из строя последней линейки. На практике срабатывает защита от повышенного напряжения.

Некачественные корпусы встречаются в основном в изделиях китайских производителей. На производстве используется сплав алюминия, часть корпуса у радиатора не шлифуется, теплопроводная паста не наносится на всю площадь матрицы. Диодный модуль к корпусу прижимается не плотно, кристаллы выгорают из-за слишком высокой температуры.

Причины неисправностей

Причиной неисправностей служит:

• нарушения правил сборки на заводе (например, отсутствие проводящей тепло пасты под светодиодным модулем);
• неправильное подключение;
• перепады напряжения в электросети;
• замыкание фазы на ноль или корпус;
• перегрев;
• попадание воды или грязи;
• неверная настройка датчика движения (при наличии);
• нарушения правил эксплуатации.

При наличии хотя бы одной причины выходит из строя блок питания (перегорает резистор или конденсатор), модуль светодиодов или его отдельные элементы. При отсутствии ремонта светильник не может нормально функционировать.

Что делать, если светодиодный светильник сломался

В наши дни на полках магазинов присутствует огромное количество осветительного оборудования, сделанного с использованием диодов. Стоимость стала доступной, более того – много дешевых вариантов. При всех своих плюсах они ненадежны и выходят из строя очень часто, особенно если есть скачки сетевого напряжения и перебои с подачей электричества.

Часто неисправные детали помогает найти простой визуальный осмотр.

После поломки в первую очередь проверьте оборудование. Если на нем есть следы плавления, скорее всего отремонтировать его не удастся. Также не подлежат восстановлению изделия с физическими повреждениями. Если их уронили или разбили, то проще выбросить светильник, чем чинить его

Важно выключить лампу или люстру при первых признаках нарушения работы, в этом случае вероятность удачного ремонта в разы выше

Можно ли отремонтировать в домашних условиях

Ремонт LED светильников и ламп – работа несложная, если разобраться в особенностях конструкции. Процесс упрощается тем, что устройство у всех разновидностей одинаковое, они состоят из одних и тех же составных частей:

1. Корпус светильника. Несущая часть конструкции, в которой находятся все основные части. Может быть разных форм и размеров, все зависит от модели. Изготавливается чаще всего из пластика, но может быть и металлическим. Если говорить о лампочках, то там есть цоколь из керамики, термостойкого пластика или металла. Типы цоколей бывают разные, все зависит от стандарта.
2. Драйвер. Основной рабочий блок, который отвечает за питание, компенсирует скачки напряжения и преобразует переменный ток в постоянный, подавая его на светодиоды. Есть два варианта – конденсаторные, которые дешевле и используются в бюджетных моделях, и электронные, они надежнее, но дороже. Оборудование рассчитано на температуры от -40 до +70оС, имеет хороший КПД, но при этом является самой уязвимой частью конструкции.
3. Монтажная плата. На ней расположены светодиоды и другие необходимые рабочие узлы. Чаще всего ее изготавливают из алюминия – прочного материала, хорошо отводящего излишки тепла.
4. Диоды дают световой поток. Чем больше их установлено на плате, тем ярче светильник или лампочка. Чаще всего встречаются СОВ и SMD-чипы.
5. От драйвера к лампочкам идут провода, они могут быть припаяны или подключены клеммами. В зависимости от марки светильника и доступных ему функций к одной лампочке может подходить от 1 до 12 жил.
6. Если люстра с дистанционным управлением, в ней будет антенна, блок управления, регулятор напряжения и модули, отвечающие за автоматическую настройку оборудования.

Типичная конструкция светодиодного светильника с пультом управления.

Комплектация может отличаться. Например, в дешевых лампах ставят бестрансформаторные источники питания конденсаторного типа. Они служат ограничителем тока и напряжения. В идеале лучше найти инструкцию со схемой светильника, обычно она есть на упаковке или листке-вкладыше.

Проверка и разработка схемы подключения LED матрицы

При подключении матрицы, установленной на массивный радиатор, к сети 220 В, она засветилась, ток потребления составил около 45 мА, что соответствовало заявленной мощности продавцом. Но с частотой 100 Гц были большими. Ведь в матрице не было электролитического конденсатора.

Для уличного освещения такой прожектор подойдет, но я планировал использовать его для освещения предметов при фотографировании, где нужен минимальный коэффициент пульсации светового потока.

Как известно, светодиоды работают от постоянного напряжения, и при подключении к переменному напряжению в электрической схеме любого драйвера на входе устанавливается выпрямительный мост.

Исходя из этого, решил попробовать запитать светодиодную матрицу постоянным напряжением. Для этого был использован драйвер на токоограничивающем конденсаторе (он был выпаян, а контактные площадки замкнуты) светодиодной лампы и конденсатор емкостью 150 мкФ на напряжение 400 В.

Испытания подтвердили правильность идеи. Матрица засветила ярким ровным светом. Проверка показала полное его отсутствие. Осталось только все детали разместить в корпус прожектора.

Устройство светодиодного прожектора и типовые неисправности

Светодиодные прожекторы считаются такими устройствами, которые сочетают высокие показатели эффективности в работе и экономичности. Эти изделия имеют длительный по времени эксплуатационный ресурс, но иногда требуют квалифицированного ремонта. Чтобы качественно отремонтировать, рекомендуется обращаться в специализированные мастерские, где работают квалифицированные и опытные специалисты. Этот прожектор представляет собой яркий прибор для освещения, которые состоит из определенных деталей и элементов, одними из них являются:

• Специальные светодиоды, которые способны излучать свет.
• Специальные драйвера.
• Корпус.
• Эффективный рассеиватель, который в заметной степени увеличивает КПД устройства.
• Линзы.

Устройство светодиодного прожектора.

Частой поломкой, которая связана с представленным устройством — выход из строя драйвера. Осветительный прибор такими неисправностями быстро теряет яркость и с течением времени перегорает, потому как уменьшается качество передачи тепла в атмосферу. Эта проблема характерна для недорогих по стоимости изделий. Сгорание или же нечеткая работа драйвера является частой проблемой, которая часто встречается у производителей, экономящих на установке качественных радиаторов.

Устройство LED-прожектора

Следует знать, что конструкция любого светодиодного прожектора состоит из двух основных частей: led-матрицы и драйвера. Матрица — это источник света. В прожекторе может быть установлена одна или несколько матриц, которые могут состоять из нескольких светодиодов. Другая важная деталь прожектора — драйвер, или блок питания.

Устройство светодиодного прожектора

Драйвер для светодиодного прожектора

Светодиодная матрица

Соответственно, ремонт неисправного светодиодного прожектора, будет заключаться в определении неисправной детали и замене ее на другую, подходящую по параметрам.

От источника тока, питание подается на электронную плату драйвера, где электрический ток преобразовывается и затем приходит на матрицу, которая излучает свет.

Кроме матрицы и драйвера в устройство светодиодного прожектора могут входить:

• Радиатор служащий для отведения тепла.
• Отражатель, линзы или зеркала, которые служат для фокусировки светового луча.
• Приспособления для крепления прожектора.

Устраняем мигание Led прожектора

Мигание – самая частая неисправность LED-прожекторов. Они мерцают включенные и выключенные, в мороз и при перегреве.

Причиной может служить:

• датчик движения;
• замерзание пускового конденсатора или контроллера;
• разрыв проводки или плохой контакт в соединении;
• неверное подключение выключателя с подсветкой;
• неисправность элементов драйвера;
• неисправность матрицы.

Датчики движения требуют настроек, без них LED-прожектор не может работать дольше нескольких секунд. Осветительный прибор мигает так же в том случае, если между ним и датчиком плохой контакт в соединениях проводов. Ремонт своими руками заключается в закреплении соединений. Если датчик движения вышел из строя, его нужно заменить.

Если прожектор мигает во время свечения, необходимо проверить пусковой конденсатор. Мерцание в выключенном состоянии свидетельствует о том, что через выключатель с подсветкой ток подается на прожектор. Мощности для включения недостаточно, поэтому прибор мигает. Ремонт своими руками – подключение подсветки напрямую.

Информация перед процессом изготовления

Перед тем, как приступить к сборке самодельного прожектора, вам нужно узнать немного о источнике света, источнике питания (LED-драйвер и блок питания) и корпусе устройства

Про источник света

Источником света являются светодиоды, которых три основных типа:

• Пластиковая капсула со штыревыми выводами (самые простые, дешёвые и популярные диоды, они подходят для изготовления прожекторов малой мощности, стоят они недорого, с ними легко работать и ремонтировать их тоже легко, однако интенсивность свечения у них весьма низкая, срок службы зависит от производителя)
• Сверхъяркие белые на подложке из металла (используются при изготовлении мощного оборудования освещения, в них присутствует простая и эффективная система теплоотвода, а также они имеют относительно невысокую стоимость)
• LED-светодиоды в матрицах (данный тип светодиодов используется при изготовлении профессионального высокомощного оборудования освещения, они не имеют системы теплоотвода, поэтому для изготовления прожектора с ними необходим радиатор охлаждения)

Дам вам совет – купите побольше запасных диодов, штук 10.

Даже мастера не редко неправильно монтируют диоды, поэтому иметь дома запас диодов будет плюсом, ведь не придётся постоянно ходить в магазин.

Про корпус

Корпус для самодельного прожектора вы можете заказать в интернете, они недорого стоят.

Также вы можете использовать старый галогенный светильник, в таком случае вам не потребуется фольга, ведь отражатель уже будет присутствовать в корпусе

Или на крайний случай вы можете изготовить корпус для прожектора самостоятельно.

Однако такой корпус, во-первых, будет не столь эстетичен, как готовые конструкции, во-вторых, степень защиты устройства от влаги, пыли, грязи будет гораздо ниже, чем у фабричных.

Источник питания

LED-драйвер.

Источнику света прожектора (светодиодам) не нужно высокое напряжение (220 вольт не подойдёт), им достаточно около 3,2-12 вольт.

Если вы подадите большее напряжение, то скорее всего просто сожжёте оборудование.

Поэтому бытовые источники питания здесь не подойдут – необходим LED-драйвер, который будет подавать пульсирующий стабильный ток в устройство.

В принципе, почти в каждой системе светодиодного освещения можно использовать LED-драйвер из систем освещения интерьера или драйвер из LED-лент.

Однако вы можете купить его в специализированных магазинах электротоваров или заказать в интернете.

Блок питания.

Для прожекторов небольшой мощности можно использовать стандартный общебытовой блок питания с выходящим пульсирующим током 0,5-1,5 ампер.

Напряжение блока должно быть на несколько вольт больше, чем напряжение диодов.

Для стабилизации тока используйте микросхемы LM317 и подобные, а если вы собираете высокомощный прожектор, то подойдут схемы LM350 и LM338.

Электрическая схема драйвера светодиодного прожектора

Состав схемы драйвера светодиодного прожектора от мощности практически не зависит.

Блок питания состоит из:

• предохранителя (на входе);
• LC-фильтра;
• диодного моста;
• электролитического конденсатора;
• ограничивающих ток резисторов;
• стабилитрона;
• трансформатора;
• диода;
• полевого транзистора;
• резисторов в месте соединения с матрицей.

В состав LC-фильтра входят конденсаторы с нулевым сопротивлением и катушки индуктивности. Его назначение – задержать токи одной частоты и пропустить/затушить токи другой. После фильтрации поток выпрямляет диодный мост и сглаживает конденсатор. На выводе из него напряжение постоянное.

Стабилитрон предназначен для поставки светодиодам питания 9 вольт, поэтому является главным элементом драйвера.

От электролитического конденсатора на входе ток (кроме резисторов) поступает так же на трансформатор. При появлении тока на первичной обмотке образуется напряжение на второй. Его выпрямляет диод и сглаживает конденсатор. Далее ток передается на полевой транзистор (в виде импульсов с высокой частотой) с сопротивлением, близким к нулю. Характеристики электротока для диодов определяются резисторами.

Драйвер выдает мощность, на которую рассчитан. Если купить дешевый LED светильник на 50 ватт, в процессе эксплуатации он может выдавать всего 30-40 W. Часто оказывается, что в схеме недостаточно элементов. Без них оборудование не может работать устойчиво.

Китайские производители применяют низкокачественные компоненты. В результате «вспучиваются» конденсаторы и диоды, входящие в состав мостика на входе, высокочастотные диоды на выходе. Если вышел из строя стабилитрон, диоды перестают функционировать.

Электротехническая специфика прожектора

Перед началом сборки надо уточнить особенности электроники прожектора на основе светодиодов. Это поможет выполнить работу правильно и исключить воздействие высоких температур на активную зону прибора. Дело в том, что твердотельные полупроводники высокочувствительны к таким перепадам, что вызывает их деградацию и потерю легирующих добавок. В конечном счете критическое повышение температуры (от +60 градусов) вызывает уменьшение интенсивности освещения или полную поломку.

Конструкция простого светодиода предусматривает наличие таких составляющих:

• анод;
• катод;
• линза и кристалл;
• проводник.

Мощный светодиод включает проводник, теплоотвод, кристалл, линзу, катод. Надо помнить, что мощность диода повышает риск его преждевременного износа из-за перегрева

При создании самоделки важно обеспечить хорошую систему отведения тепла, правильно разбить излучатель на несколько частей и верно их установить (последовательно или параллельно). В простых прожекторах можно делать всего 1 излучающий элемент

Не менее важно стабилизировать сеть по току, иначе перегрева не избежать. Ток должен регулироваться приложенным напряжением и ограничиваться резисторами на диодах

При создании схемы ЛЕД-устройства делается строгий расчет: при превышении напряжения светодиоды скоро испортятся, при недоборе — будут слабо светить.

Срок службы отремонтированной лампы

Как долго проработает такая лампочка с “шунтированным” светодиодом?

Все будет зависеть от двух факторов. Во-первых, какое напряжение у вас в сети (нормальное, повышенное (>230V) или пониженное).

Во-вторых, где стоит эта лампочка. Если это коридор, туалет, подсобка, сарай и т.п., где она включается на непродолжительное время, то лампа может спокойно прослужить несколько месяцев.

Если это зал, спальня, кухня, то здесь речь идет о гораздо меньшем сроке.

Есть мнение, что отсутствующий элемент вызовет повышение тока во всей цепочке. Что зачастую на самом деле и происходит.

А это уже приводит к последовательному выходу из строя остальных светодиодов один
за другим.

Но если драйвер в лампе выполнен качественно и имеет хороший импульсный
стабилизатор тока, то работоспособность лампочки будет поддерживаться очень
долгое время.

Вот вам наглядное сравнение силы тока в “зашунтированной” лампе…

и в лампе, где вместо сгоревшего светодиода были впаяны несколько добавочных резисторов, которые как раз и должны были снизить ток.

Как видите, разницы практически не наблюдается. Думаете стоит подобным образом
заморачиваться и беспокоиться о меньшем сроке службы?

Но опять же повторимся, это только при наличии хорошего драйвера.

При классической дешевой схеме питания светодиодной лампы на гасящем конденсаторе, срок службы сокращается в разы.

Стабилизация тока в таких лампах очень условная.

Ремонт люстры своими руками

Неисправностей в таких люстрах на самом деле всего две, и обе можно устранить своими руками, сейчас расскажу как.

Люстра с пультом управления не включается с пульта и выключателя

Это самая частая неисправность  – люстра вообще не включается. Надо в первую очередь проверить очевидное – батарейки в пульте и подачу питания на люстру. Возможно, неисправен выключатель либо нет контакта на потолке.

Дальше действовать по обстоятельствам. Часто, если питание есть, но не включается вся люстра, неисправен контроллер (приемник). Если часть – надо смотреть по группам освещения.

Люстра с пультом управления щелкает, но не включается

Щелчки при попытках включения с пульта либо с выключателя говорят о том, что скорее всего, контроллер люстры исправен. Как правило, не включаются не все группы сразу, а только одна или две.

Ремонт часто сводится к замене пульта управления в комплекте с приемником, контроллера, электронных трансформаторов и особо не отличается от ремонта других люстр.

Пара моментов в ремонте

Бывает ещё, что когда не включается одна группа в люстре, проблема в последовательно соединенных светодиодах. Если в одном из них происходит обрыв, то не горят все.

Кроме того, хочу предостеречь от установки чрезмерно мощных галогенных ламп. От этого либо сгорит трансформатор, либо патроны. А менять патроны в таких люстрах – самое сложное в ремонте.

Часто менять контроллер накладно, сложно и нет особой необходимости. В таком случае предлагаю блок управления люстрой с пультом вообще убрать, а подсоединить группы освещения через обычный выключатель. Дёшево, по-нашему.

Самостоятельная сборка прожектора из светодиодов позволяет сэкономить на приобретении или избежать покупки некачественного китайского изделия.

При этом, мероприятие возможно только при наличии определенной подготовки, навыков владения инструментами и паяльником.

Человека, находящего в подобных занятиях удовольствие, сборка прожектора станет отличным способом провести время с пользой.