Ремонт китайских светодиодных ламп

Сегодня мы поговорим о ремонте и модернизации китайских светодиодных ламп различных типов. И начнем мы с обсуждения схемотехники этих ламп, рассчитанных на сеть 220 вольт 50 герц переменного тока — то есть на обычную квартирную электросеть.

Сейчас практически все китайские лампочки делятся на два типа схемотехники — с прямым выпрямлением и с ВЧ преобразователем. Типичная схема лампы с прямым выпрямлением выглядит вот так:

Я такую схему придумал еще лет 15 назад, когда только стали появляться более-менее яркие светодиоды, и какое-то время удивлялся — отчего китайцы до нее не додумаются, а вместо этого лепят сложные ВЧ преобразователи. Идея тут очевидна — мы соединяем кучу светодиодов последовательно, подключаем их к диодному мосту, а в цепи переменного тока в питании моста ставим ограничитель тока. Поскольку резистор ставить невыгодно — он будет впустую греть окружающую среду, мы используем конденсатор, который перегонит лишнюю часть напряжения в реактивный ток, который улучшит косинус Фи в электросети, и не будет фиксироваться электросчетчиком. Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения на светодиодах, чтобы они не мерцали с частотой 100 герц (удвоенной частотой сети).

Остальные элементы в схеме вспомогательные — скажем, резисторы по 470 килоом обеспечивают сброс заряда конденсаторов при выключении лампы, а резистор 47 ом уменьшает бросок тока при включении.

Китайцы, естественно, тоже в конце концов до такой схемы додумались и стали ее широко применять. По такой схеме выполнена, например, вот такая лампочка:

Недостатком такой схемы является то, что при последовательном соединении светодиодов выгорание любого из них приводит к разрыву цепи и полному выходу лампы из строя.

Тем временем в системах с высокочастотным преобразованием китайцы достигли значительных усовершенствований, уйдя от преобразователя на транзисторах и рассыпухе к схемам со специализированной микросхемой LED-драйвера. Вот типичный пример такой схемы:

Как написано в даташите на микросхему BP3122, это High Precision PSR Constant Current LED Driver. Она является высокоэффективной микросхемой импульсного источника питания с встроенными полевыми транзисторами (650V), что сводит к минимуму количество внешних элементов, позволяет уменьшить размеры платы и, соответственно, стоимость драйвера.

Резисторы в цепи первой ноги задают ток через светодиоды.

Микросхема, вообще говоря, отличная — пульсации выходного напряжения на частоте 100Гц незначительны даже с указаным на схеме конденсатором. Технически микросхемы хватает для реализации светодиодной лампы до 11 ватт мощности — но при мощности больше 5 ватт следует поставить конденсатор С4 большей емкости — например, 10 микрофарад. Конденсатор C3 обязательно надо использовать керамический — хотя там постоянное напряжение, но из-за высокой частоты импульсов тока электролитический конденсатор там перегреется и взорвется.

LED-драйверы на этой микросхеме китайцы продают и в виде отдельного устройства (собранной платы):

Выглядят они примерно вот так:

На выходе там постоянный ток, по умолчанию — 300 миллиампер, заявленный диапазон выходного напряжения 7-18В, но по факту он от 1 до 25 вольт. Можно подключить светодиодную панель с соответствующим допустимым током, или светодиодную лампу на 12 вольт с таким током (то есть мощностью 3-5 ватт).

Но вернемся к лампочкам. Поскольку китайцы выжимают максимум светимости из минимума светодиодов — рабочие токи светодиодов в некоторых лампах близки к предельным, что печально сказывается на долговечности светодиодов. Чтобы лампочки стали практически вечными, ток следует уменьшить, не дожидаясь выхода лампочки из строя.

В схеме с прямым выпрямлением для этого следует заменить конденсатор на входе на другой, с номиналом в 1.5-2 раза меньше. Скажем, если там стоит конденсатор емкостью 0.81 мкф — надо поставить, например, 0.5 мкф. Напряжение конденсатора должно быть не менее 400 вольт (500-600 будет еще лучше), либо следует использовать специальные конденсаторы для использования в цепях переменного тока, у которых нормируется переменное напряжение 50 гц — тогда допустим номинал ~250v и более.

В схеме с ВЧ преобразователем ситуация сложнее. Для показанных схем нужно увеличить резистор в первой ноге микросхемы. Но не все преобразователи регулируются по току так просто. Поэтому существует обходной путь — он заключается в замене светодиодного излучателя на излучатель с другим, более высоким допустимым током.

Вот вам пример. Исходно лампочка на 3 ватта имела излючатель такой, как у лампы справа — круглую панель с 12 последовательно соединенными светодиодами:

Из-за чрезмерного тока светодиоды там выходят из строя. Замена сдохших по одному не только канительна (перепайка планарных светодиодов на алюминиевом теплоотводе тот еще геморой), так еще и бессмысленна — постепенно выгорают другие. Поэтому проблему надо решать радикально.

Вместо этой круглой пластины мы берем три светодиодных планки от лампочки, показанной в начале статьи (на каждой планке там 6 светодиодов типа SMD 5050, соединенных последовательно), предельный ток каждой планки заявлен 60 mA — но по понятным причинам стоит уменьшить его вдвое, поэтому мы соединяем три планки параллельно. Они немного не влезают во внутренний диаметр корпуса лампы — поэтому мы аккуратно подрезаем пластик корпуса фрезой. Получается то, что вы видите на фото слева.

Накрываем лампочки рассеивателями:

Ну вот, прекрасно. Получившаяся лампочка имеет мощность около 1.5 ватт, но светит довольно ярко, и будет светить практически вечно. Если бы корпус был побольше — можно было бы поставить 6 планок, последовательно две секции по 3 планки — мощность была бы 3 ватта, светимость вдвое больше, а срок службы столь же вечный.

Вы спросите меня — а зачем же разбирать на планки другую лампу? Так элементарно — она тоже сдохла. Там выгорел один из светодиодов на одной из планок. Зато остальные планки все исправные, и их можно использовать.