Почему гаснут светодиодные лампы?
Светодиодные лампы (сокращённо — СЛ) сейчас возможно заметить практически в каждом доме. И неспроста -они экономичны. Энергосбережение содержится в том, что СЛ, например, с заявленной мощностью 9 Вт при токе потребления всего от 0,065 А, есть аналогом по выдаваемой освещённости лампе накаливания в 60 Вт, которая потребляет энергии многократно больше.
На фото 1 представлен вид на светильник с тремя СЛ типоразмера Е14.
Беря лампу, вы прочтёте на её упаковке: «срок работы не меньше 50 000 часов» — более пяти с половиной лет постоянной работы.
На самом же деле срок работы СЛ обычно не так уж продолжителен (время от времени в десятки раз меньше заявленного). Из-за чего бытовые СЛ не производят расчётный (производителем) срок работы и возможно ли их починить?
Для этого разберёмся в устройстве бытовых СЛ и их обычных неисправностях.
Современные светодиодные лампы изготовляют на базе полупроводниковых источников белого цвета излучения — сверхъярких светодиодов. В случае если разобрать СЛ типоразмера Е14 (фото.
2), то заметим преобразователь и теплоотвод входного напряжения (в диапазоне 170 — 250 В) в постоянное (модулированное) напряжение 14 В. Так, в корпусе СЛ (её колбе) функционирует источник питания: адаптер 220 В — 14 В.
Фото 1. Внешний вид потолочного светильника с тремя однотипными СЛ
Фото 2. СЛ в разобранном виде: охлаждающий теплоотвод — часть плата и корпуса с дискретными радиоэлементами, составляющими схему источника питания — преобразователя 220 В — 14 В
Начнём с электронного импульсного источника питания, встроенного в цоколь (типа Е27, Е14); он чувствителен не только к напряжению сети, но и к его частоте.
На моём примере эта лампа «прослужила» чуть меньше года, в случае если быть правильным, то 116 часов во включённом состоянии, а включений/выключений «пережила» не более 100, потому, что пользовался загородной мастерской в это время времени не довольно часто. Температурный режим в мастерской соответствовал требованиям производителя СЛ — температура не опускалась ниже +16 °С.
Светильник кроме этого был лишён вредных действий осадков , потому, что находится в доме. Подача напряжения в осветительную сеть осуществляется через особый стабилизатор с выходной мощностью 10 кВт. Так, сеть защищена от перегрузок (перенапряжений).
И однако, при очередном включении летом 2015 года одна СЛ (из трёх в составе потолочного светильника) погасла. При следующем включении (по окончании выключения) погасла вторая. Наряду с этим третья СЛ светит и сейчас.
Дабы разобрать СЛ, выкрутите её из патрона и трудитесь на столе -так эргономичнее и надёжнее (фото 3), потом нужно снять колбу (с поворотом и усилием — она поставлена на клей) и после этого отвернуть винты крепления светодиодного кластера посредством узкой крестовой отвёртки.
Затем откроется доступ к «начинке» цоколя СЛ, в частности к печатной плате источника питания (фото 4).
Фото 3. Разборка корпуса СЛ с патроном Е14
Фото 4. Вид на печатную плату источника питания
Фото 5. Иллюстрация работы дополнительной пропайки выводов элементов источника питании
Самое не сильный звено платы — оксидный конденсатор ёмкостью 2,2 мкФ на рабочее напряжение 400 В. Если он кроме того незначительно теряет ёмкость и тем более всецело выходит из строя, выходное напряжение источника питания-адаптера существенно падает, и светодиоды смогут не зажигаться по большому счету. Вторая вероятная обстоятельство из всех, каковые мне удалось установить умелым путём, — окисление контактов на дорожках печатной платы.
В случае если электрический контакт на печатной плате в месте соединения с ней выводов неполярного конденсатора, обозначенного на плате С1, теряется (либо делается нестабильным), то с учётом малого тока потребления устройства источник питания СЛ кроме этого не выдаёт расчётное напряжение на выходе. Обе эти вероятные неисправности устраняются без особенного труда.
Первая — путём замены и проверки оксидного конденсатора, вторая — пропаиванием всех дорожек на печатной плате (монтажные работы по пропайке выводов элемента платы источника питания СЛ представлены на фото 5). Следующий ход (в случае если СЛ осталась неисправна) — проверка диодного моста.
После этого переходят конкретно к светодиодному кластеру, на котором установлено 10 светодиодов (вид на светодиодный кластер — плату C37-10SMD-2835V1 представлен на фото 2).
технология и Конструкция изготовления СЛ оказывают определяющее влияние не только на надёжность и ресурс работы, но и на цена готовых изделий.
Хорошая конструкция призвана обеспечить отвод тепла от кристалла, что достигается материалом монтажа и качеством кристалла теплоотводящего основания.
Основной показатель эффективности светодиодной лампы — это её светоотдача.
Она измеряется в лм/Вт, где один лм (люмен) — единица светового потока, а Вт — единица потребляемой электрической мощности. Современные замечательные СП способны трудиться с прямым током более чем 1 А, но наряду с этим требуют постоянного отвода тепла для сохранности кристалла.
С ростом мощности СП эффективность работы кристалла (включающая в себя целый комплекс параметров) понижается. Это связано с нелинейной зависимостью светоотдачи от прямого тока кристалла светодиода.
Светодиоды устанавливаются на особую плату с разводкой печатных дорожек, о которой поболтаем потом, потому, что от разработки её монтажа и изготовления во многом зависит уровень качества самой СЛ. Изделие (плата) с логотипом C37-10SMD-2835V1 является кластером из 10 полупроводниковых светодиодов, смонтированных на печатной плате с алюминиевым основанием.
Вид на отдельный светодиод представлен на фото 6.
Фото 6. Вил на отдельный светодиод мощностью 5 Вт компании Cree, установленный в СЛ
Источником света (одним из 10) помогает сверхмощный светодиод CREE Q5; согласно данным производителя, светодиод — снабжает временной промежуток постоянной работы в 10 лет (наработка до отказа) светодиода 50 000 — 100 000 часов. Световой поток у таких устройств в зависимости от мощности образовывает 270 — 530 лм (люменов).
Приблизительно такие же характеристики у других светодиодов. Так, светодиод 3 W — белый холодный с обозначением 270 — 300 lm, 6000 — 6500 К (цветовая температура), 3,2 — 3,4 В (прямое напряжение), угол излучения — 120°.
самые важными показателями, на каковые стоит обратить внимание при выборе LED-ламп, являются их световая температура, мощность и цоколь. Очевидно, различными производителями СЛ употребляются и другие типы светодиодов.
Светодиоды в SMD-выполнении монтируются на печатных платах с алюминиевым основанием и смогут вариативно комплектоваться вторичной оптикой чтобы получить диаграмму направленности светового потока. Плата выполнена в форме круга либо многогранника с несколькими углублениями-отверстиями для крепления винтами М3 (фото 7).
Такую и подобную ей плату (для монтажа нескольких светодиодов в SMD-корпусах) возможно купить сейчас оптом и в розницу (раздельно от лампы), но ремонт изделия по затратам и своей себестоимости времени представляется нерентабельным. Но однако, разглядим и данный вопрос.
Фото 7. Печатная плата для монтажа светодиодов (подложка кластера) для других типов СЛ
Фото 8. Итог принудительной деформации платы светодиодного кластера посредством пальцев рук — светодиоды засветились, но не в полную мощность
Обстоятельство неработоспособности СЛ часто прячется в микротрещинах либо обрыве контактной дорожки на самом кластере. Потому, что все светодиоды подключены в последовательную электрическую цепь, обрыв либо нехороший контакт в дорожке кластера есть в полной мере значительной обстоятельством для отсутствия свечения всех светодиодов.
Это самая малоприятная для ремонтника и монтажника обстановка — ползучая неисправность. В случае если плату кластера со светодиодами незначительно деформировать (пальцами), то свечение появляется (фото 8), тот же эффект возможно достигнут посредством постукивания платой кластера по столу, но, очевидно, всё это не имеет возможности удовлетворить монтажника.
На фото 9 продемонстрирован способ подключения источника питания и светодиодного кластера СЛ для лабораторных изучений, другими словами по окончании его отключения от выноса и корпуса лампы на отдельных (дополнительных) проводах — для экспериментов и ремонта.
Фото 9. Способ выноса плат СЛ из корпуса СЛ и подключения новыми проводами для экспериментов и ремонта
В этом случае нужно будет пропаивать места контактных площадок светодиодов и, при необходимости, осуществлять контроль печатные дорожки на плате кластера посредством лупы (на просвет) в отыскивании микротрещин. Неисправность неспециализированная и довольно часто видится практически у всех производителей кластеров светодиодных ламп.
Лидирующие производители кристаллов решают эту проблему по-различному. К примеру, одни применяют бронзовое теплоотводящее основание, другие — «приклеивают» кристалл к подложке, а технологи компании Limileds Lighting применяют эвтектический* монтаж.
Любой из способов владеет как хорошими, так и отрицательными изюминками. Пайка кристалла на подложку разрешает снизить тепловое сопротивление между корпусом и кристаллом, но наряду с этим появляется диодный контакт между кристаллом и теплоотводящим основанием, что требует необходимой электрической изоляции СЛ при одиночном либо групповом монтаже на печатную плату.
Данный «минус» не только снижает технологичность совершает более дорогим производство готовых изделий, но, в итоге, увеличивает тепловое сопротивление между теплоотводом радиатором и (корпусом). Кремниевая подложка и бронзовое теплоотводящее основание имеют существенно отличающиеся коэффициенты объёмного расширения при нагревании, что при «термо-циклировании» ведет к нарушению эвтектики, к повреждению кристалла и, как следствие, к преждевременному старению а также выходу из строя источника света.
По окончании пропайки посредством низковольтного (12 В) паяльника с узким жалом удалось устранить неисправность. При работе СЛ рабочая температура радиатора охлаждения (теплоотвода) может быть около 80 °С.
Не рекомендуется наблюдать на горящий светодиод — возможно повредить глаза, что иллюстрирует фото 10.
Фото 10. Восстановленное состояние кластера по окончании ремонтных работ
Затем светодиодную лампу рассмотренного типа возможно использовать по назначению. Изучению подвергались светодиодные лампы Camelion LED А60 8,5 Вт, 660 лм, 830, 220 В, Е27 3000 К; LED-A60-standard 11 Вт 160 — 260 В Е27 3000 К 900 лм (русского производства ООО «ASD»); Jazzway PLED-ЕСО-А60 7W и др.
ВЫВОДЫ
Гарантийный срок светодиодной лампы отсчитывается от момента приобретения через розничную сеть и в большинстве случаев образовывает три года.
Причём в коробке с изделием часто находится гарантийный талон с штампом предприятия и серийным номером-изготовителя, что выгодно отличает СЛ от энергосберегающих ламп (не имеющих серийного номера и обеспеченных гарантией по чеку организации-продавца).
Сейчас производители пробуют удешевить производство светодиодных ламп и переходят с алюминиевых радиаторов на теплопроводящую керамику.
На практике нередки случаи, в то время, когда по окончании очередного включения, приблизительно через 10 — 20 мин., световой поток у таковой «недорогой» лампы понижается на 10 — 20%. Данный процесс напрямую связан с нагревом корпуса лампы, и по окончании остывания и выключения лампы до комнатной температуры, при повторном включении, он повторяется.
Помимо этого, при «не сильный» технологии изготовления СЛ со временем эксплуатации происходит отслаивание дорожек в светодиодном кластере, что ведет к выключению и нарушению контакта СЛ (проиллюстрировано выше).
Но, обрисованная неисправность устраняется довольно несложным методом.
Это актуально для тех, кто может держать в руках паяльник и кое-что знает о правилах источников питания и работы светодиодов. Всем остальным потребителям сейчас не позавидуешь.
При средней стоимости СЛ мощностью 6 Вт в 140 рублей, с учётом довольно часто появляющихся неисправностей, им нужно «будет облегчать собственный кошелёк». Альтернатива, но, также имеется.
Не нужно гнаться за дешевизной и за «акциями» понижения стоимостей, а покупать СЛ проверенного производителя, пускай кроме того и с более большой ценой. Так, возможно защититься от постоянных ремонтов ламп-однодневок.
Народная мудрость — «Скупой платит два раза» остаётся актуальной. Ещё дам рекомендацию тем, кто время от времени выезжает за границу — в Европу. Берите световые устройства в том месте. Приведу пример.
Из 10 СЛ, приобретённых мною по случаю в Финляндии (кстати, на сезонной распродаже, а потому недорого) за четыре года ни одна не вышла из строя. На лампах указана страна-производитель — КНР.
При других равных условиях купленные в Петербурге отечественные «недорогие» СЛ уже много раз отнимали моё время на ремонт, приводя к справедливому недовольству русском индустрией (она кое-где ещё осталась). Помимо этого, отечественные производители довольно часто лукавят: к примеру, в чертях указан индекс цветопередачи CRI более 80.
А на упаковке он робко не написан. Сайт производителя (к примеру, ASD, Российская Федерация) в чертях лампы показывает CRI 70 (показатель комфортности восприятия освещения).
Это значит, что низкая стоимость лампы обеспечивается применением светодиодов с плохими чертями. Такая лампа, быть может, сгодится для технического освещения, но не для домашнего уюта.
Эту лампу возможно сравнить, поставив рядом с чуть более дорогими (на 10 — 20% стоимости) показателем и лампами CRI 80 — 90. К тому же, в случае если подключить СЛ в электрическую цепь последовательно с включателем с подсветкой (неоновый индикатор), то она будет моргать.
Регулятор электрической мощности нагрузки (диммер), предназначенный для регулировки свечения (силы света, яркости) ламп в этом случае применять по большому счету безтолку.
Для обеспечения домашнего уюта при покупке 1 комнатной квартиры в Краснодаре — рекомендуем установить светодиодные лампы.
Ближайшие соперники светодиодов — галогенные лампы — имеют эффективность (светоотдачу) порядка 25 лм/Вт. СЛ в далеком прошлом превзошли данный показатель, и в будущем направляться ожидать роста их заметного снижения и эффективности цены.
В случае если, например, в квартире установлено 10-15 лампочек, экономия получается достаточно значительной. Но нужно учитывать все приведённые в статье «опасности» приобретения «недорогих» светодиодных ламп либо в другом случае готовься взяться самому за их восстановление.
Не смотря на то, что СЛ не предназначены для ремонта, учтя высказанные в статье советы, это в полной мере вероятно.
А. КАШКАРОВ, г. Петербург
