Перестали гореть светодиоды в люстре. Анализ и ремонт

Технологии производства осветительных приборов постоянно развиваются, что позволяет каждому хозяину сделать свое жилище более уютным и комфортным. Сегодня популярность приобретают люстр ы, для управления которыми применяется пульт дистанционного управления. Такие люстр ы удобны в быту, просты в эксплуатации, легко устанавливаются и подключаются. Однако, как и большинство дешевых китайских изделий, они периодически ломаются, и в этих случаях необходим ремонт люстр ы. Многие хозяева, не разбирающиеся в электронике, обращаются к мастерам. Тем не менее, зная общее устройства таких осветительных приборов и обладая навыками электротехнических работ, вполне возможно собственноручно выполнить ремонт люстр ы с пультом управления.

Светодиоды или светодиодные лампочки?

Давайте, прежде чем переходить к практическим вопросам ремонта, для начала выясним, какие светодиодные лампочки и светодиоды применяются в люстрах, и как они подключаются.

Светодиодная лампа и светодиод – есть разница?

Разница принципиальная. Давайте разберёмся.

Какие светодиоды используются в люстрах

Светодиоды бывают одноцветные (в люстрах, как правило, используются синие или белые), двухцветные (красно-синие), и многоцветные (например, красный-синий-зеленый). В конце статьи дам ссылки, можно будет посмотреть, что сейчас есть в продаже. Там же – много справочной информации.

Напряжение питания одноцветных светодиодов – 2..2,4 В (красный, желтый, желто-зеленый, оранжевый) или 3,0…3,6 В (белый, голубой, зеленый, пурпурный, розовый). Эти два диапазона – для светодиодов разных цветов, у них немного разные физические принципы работы. Соответственно, и яркость свечения сильно отличается.

Вот Справочная таблица по напряжениям и другим параметрам светодиодов, взята с сайта продавца:

Таблица параметров светодиодов для люстр (и не только!) разных цветов.

Прямой ток (If) всех моделей равен 20 мА. Этот ток является оптимальным, с точки зрения соотношения яркость/долговечность. То есть, чем меньше ток, тем дольше светодиод будет работать. И чем больше ток, тем ярче.

Подробно я рассматривал этот аспект, в частности, в статье про установку светодиодной ленты в натяжной потолок.

Многоцветные (multi-color) можно разделить на два вида, по способу переключения цветов:

1. Светодиоды без управления, с автоматическим переключением цветов. Переключение бывает быстрое и медленное, цветов два или три.
2. Светодиоды с управлением, когда для включения того или иного цвета (2 или 3) нужно подать напряжение на нужный вывод светодиода. Напряжения, в зависимости от цвета могут быть разные – 2 или 3 Вольта.

Бывают светодиоды на напряжение 5В. В основном, это относится к двухцветным моделям. Тогда, применяется вот такой драйвер:

RB Synchronous double controller – драйвер на последовательные светодиоды 5 В

На этом драйвере написано “RB Synchronous double controller”. Количество светодиодов – 31-40 шт, напряжение на каждом – 5 В. Более подробно надписи и параметры подобных драйверов будут рассмотрены ниже.

Честно говоря, я не совсем разобрался с применение такого драйвера. Предполагаю, что он такой же, как и рассматриваемый в статье, только отличие в прямом напряжении, которое не 3В, а 5В. Кто может это подтвердить или опровергнуть – напишите, пожалуйста о своём опыте в комментариях.

Конкретной информации по по типам светодиодам в интернете мало, и использовать её трудно – ведь светодиоды прозрачные, и не имеют надписей. Остается только ориентироваться на описания у продавцов (ссылки будут в конце статьи). Либо выяснять опытным путем. Ниже, в части про ремонт, будет рассказано как.

В люстрах используются светодиоды с прозрачным круглым корпусом, диаметр – 5 (4,8) мм. Ещё особенность – светодиоды в люстрах без линзы, с укороченным корпусом, типа “соломенная шляпа”. У них широкая диаграмма направленности.

Светодиоды имеют проволочные выводы под пайку. Хотя, в люстрах их никогда не паяют, а вставляют прямо в разъем “мама”. Главное – соблюдать полярность.

Светодиодные лампочки в люстрах

Светодиодные лампочки в 99% – на напряжение 12 В переменного или постоянного тока. Чаще всего сейчас попадаются лампочки с универсальным питанием, на 12 VDC/VAC, которые питаются от электронного трансформатора на 12 В переменного тока. Такие трансформаторы (точнее, источники напряжения, или драйверы) гораздо дешевле, чем на постоянный ток.

В связи с этим, можно вообще без переделки поменять галогенные лампочки на светодиодные. В случае, если в люстре применяется трансформатор с выходным напряжением 12 VAC.

Светодиодные лампочки, как правило, имеют разъем (точнее, цоколь) G4, который применялся в галогеновых лампах.

Почему “применялся” в прошедшем времени? Потому, что галогенки сейчас отмирают.

Такая лампочка показана на фото выше. Если кто не понял – прозрачный пузатик слева)

Параллельное или последовательное включение?

В комментариях у моих читателей часто возникает вопрос – параллельно или последовательно включены светодиоды в люстре? Часто, чтобы ответить на этот принципиальный вопрос, нужно узнать, о чем идёт всё-таки речь – о светодиодах или о светодиодных лампочках?

Можно уверенно сказать, что светодиодные лампочки включаются параллельно, и питаются от драйвера (источника напряжения) стабильного напряжения 12В. Так же и галогеновые и любые лампы. Не только в люстрах, но и всегда и везде.

Другая вещь – светодиодные матрицы, которые в люстрах не используются, а применяются в основном в прожекторах. Там для питания главное – стабильный ток.

Мои статьи по теме. Устройство и ремонт светодиодных прожекторов.

И нечто среднее – драйвер, который делает из переменного напряжения постоянное, без всякой стабилизации напряжения и тока. Светодиоды к выходу такого драйвера подключаются последовательно, важно только, чтобы количество светодиодов было в определенных пределах. Именно такие и применяются в люстрах, для последовательного включения.

Если вам встречалась люстра, где светодиоды подключались параллельно, поделитесь опытом в комментариях. Наверное, это какие-то специальные светодиоды.

Ладно, хватит теории, теперь самое интересное –

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Почему после выключения LED-люстры пультом управления она выключается, но остаётся остаточное свечение?

Да, несмотря на свою эффективность, светодиодные лампы часто страдают слабым свечением после их отключения. Как правило, среди наиболее вероятных причин такого явления можно выделить: 1) Наличие подсветки на выключателе – в случае наличия светодиода или лампы, указывающих место расположения коммутатора в темноте, они шунтируют цепь контактов. Для классических ламп накаливания эта подсветка не создает световых эффектов. Но для светодиодных моделей, шунтирующая цепь выдает достаточный уровень электрического сигнала, который позволяет лампочке тускло светиться. Для устранения вам нужен выключатель без подсветки или в существующем можно перекусить провод питания. 2) Светодиодная лампа низкого качества – при использовании дешевых моделей, производители нередко экономят на стабилизаторах тока. Что может обуславливать ряд проблем в дальнейшем, включая слабое мерцание или свечение при отключенном выключателе. Особенно это актуально в тех ситуациях, когда коммутатор разрывает нейтральный проводник вместо фазного. Для устранения необходимо заменить лампу более качественной моделью или подключить фазный проводник на клавишу выключателя. 3) Неисправность проводки – обуславливает наличие тока утечки в цепи питания светодиодной люстры. Как результат, возникает слабое свечение ламп от воздействия токов малой величины. При номинальном режиме работы дефект не проявляется, а вот в отключенном состоянии выражается в слабом свечении или мерцании LED ламп. В некоторых ситуациях диагностировать место повреждения изоляции проводки крайне проблематично, но устранение данной неисправности требует ликвидации точки ослабления изоляции.

Перестали гореть светодиоды в люстре

Разберем для начала

Устройство люстры, в которой не горят светодиоды

Люстра такая:

Светодиодная люстра. Не работают последовательно включенные светодиоды

Если вы в первый раз видите люстру с обратной стороны, настоятельно рекомендую мою статью по устройству таких люстр.

В данном случае имеем простейшее устройство: люстра на 2 группы, 1-я группа – на 220В (4 лампочки Е14), вторая группа – 21 синий светодиод. Светодиоды включены последовательно, через драйвер, устройство и схема которого будет приведена ниже.

Контроллер, который управляет люстрой по сигналам с пульта, такой:

Контроллер люстры, в которой не работают светодиоды.

Мало того, что контроллер Ноунейм, так и на этикетке на схеме полный бардак, должно быть по выводам так:

1. красный – фаза питания,
2. черный – ноль питания,
3. черный – ноль нагрузки (оба провода равнозначны),
4. белый – выход фазы на нагрузку 1,
5. желтый – выход фазы на нагрузку 2.

Ну, если уж совсем быть брюзгой – в слове “sacing” третья буква не та.

Если на люстре перестала работать светодиодная подсветка, то в первую очередь нужно убедиться, что контроллер выдает питание 220В на драйвер светодиодов. Такие контроллеры легко поддаются ремонту, читайте мою статью про Ремонт контроллеров светодиодных люстр. Там же – обмен опытом среди соратников.

Драйвер последовательного соединения светодиодов

На корпусе этого простейшего устройства – гордая надпись LEDDRIVER.

Блок питания последовательно соединенных светодиодов

Вообще китайцы любые преобразователи питания именуют драйверами, поэтому обольщаться не надо.

Посмотрим поближе, что на нём написано:

Источник питания светодиодов в люстре

Разберём каждый параметр блока питания:

• MHEN – торговая марка. Идентичные устройства выпускаются под брендами Jindel, ALED, Junyi, Jing Yi, и под другими труднопроизносимыми названиями.
• LED DRIVER – водитель диода, как переводит автоматический переводчик. Может быть написано LED Controller.
• 21-30 pcs – количество светодиодов, которое можно подключать последовательно к этому устройству.
• Model : GEL-11101A – модель, также она указана на плате.
• Input : AC220-240 V 50 Hz. Тут должно быть всё понятно.
• Current : DC 60mA Max. Это максимальный ток, который никак не стабилизируется, его стабилизируют светодиоды, подключенные к выходу. Подробнее, как так происходит, я писал в статье про Устройство и подключение светодиодных лент.
• Output : Establish DC 3,0-3,2V. Фактически, это напряжение на одном светодиоде, когда включено количество в указанных пределах (21-30 шт.).
• LED 30 pcs Max – максимальное количество светодиодов.
• Ta, Tc – температура окружающей среды и корпуса устройства.
• Jindel Electric – китайский производитель, специализирующийся на простой копеечной бытовой электронике.

Проверяем светодиоды

Светодиод на 3В – это не совсем обычный диод. Обычный диод можно прозвонить в прямом направлении мультиметром с установленным режимом “прозвонка полупроводников”, при этом показания будут около 800 Ом. При прозвонке светодиодов в прямом направлении светодиод горит, хоть и тускло. В обратном – не горит. Мультиметр при этом ничего не показывает. Точнее, показывает бесконечность, т.е. “1”.

Фактически, мультиметр при прозвонке – источник напряжения около 2В, и этого вполне хватает исправному светодиоду, чтобы подать признаки жизни.

Чтобы было совсем всё понятно, картинка:

Устройство, размеры и цоколевка светодиода для люстры.

Анод, на который подается “плюс” питания, длиннее катода, на который подается “минус”. На светодиоде слева схематически показан диод, чтоб было понятнее.

На анод подаём “плюс” мультиметра, на катод – “минус”. Таким образом, можно легко узнать и полярность светодиода, и его исправность, и цвет. А исходя из цвета, по таблице, приведенной выше, узнать рабочее напряжение.

В люстре, которую я ремонтировал, я начал прозванивать диоды, и понял, что их надо будет все менять. Некоторые показывали 2-3 ома в обоих направлениях, некоторые – 1000 Ом, некоторые – бесконечность. Результат неумелого ремонта. Даже, если 1 или 2 светодиода вышли из строя, стоит подумать о том, чтобы заменить все, т.к. параметры их неизбежно изменились (да, все мы стареем), а новые будут с другими параметрами.

В крайнем случае, 1 или 2 светодиода можно заменить перемычками или резистором, сопротивление которого посчитаем ниже. Перемычку можно ставить только в том случае, если оставшееся количество светодиодов не меньше того, что указано на драйвере. Иначе “везунчики” будут гореть недолго, зато ярко.

Как проверить светодиоды в люстре, нам также расскажет Елена:

Проверка драйвера питания последовательных светодиодов

В общем, светодиоды менять нужно все. А что же с драйвером?

Чтобы удостовериться в работе тандема драйвер+светодиоды, я собрал (спаял) такую яркую конструкцию:

Проверка драйвера и светодиодов перед установкой на люстру

Как вы видите, клеммы Ваго я использую везде. Удобно и практично.

Итак, данные измерений такие.

Выходное напряжение драйвера (его устройство и его схема будут на десерт)) на холостом ходу (без нагрузки) – 305 В постоянного тока.

Подключаем нагрузку из 22 светодиодов (см.фото выше). Получаем – напряжение на выходе драйвера – 80 В, напряжение на каждом светодиоде – 80 / 22 = 3,63 В. По измерениям на каждом диоде примерно так и было. Как видим, напряжение немного завышено по отношению к номиналу (3,0…3,4В), ведь люстра должна светить ярко!

Ок.

Подключаем теперь последовательно 30 светодиодов.

Светодиоды перед установкой в люстру. Подключение для проверки

Пускаем ток по проводам:

Проверка 30 светодиодов, перед установкой в люстру

Результаты измерений. Напряжение на выходе драйвера – 107 VDC, на одном – 3,54 VDC.

То есть, в принципе, от такого драйвера можно питать и 40 диодов без заметного уменьшения яркости.

Всё, на другой день я поставил эти диоды с драйвером в люстру, хозяин доволен, я тоже.

Как предотвратить перегорание ламп?

Невозможно себя обезопасить от всех вариантов поломки, но многие предотвратить допускается. Чтобы соединение проводов не привело к перегоранию ламп, следует использовать медную проводку с цельножильным кабелем типа ВВГ. Концы витого провода требуется пропаивать или обжимать специальными наконечниками. А если есть доступ к распределительной коробке, то необходимо пропаять и все соединения в ней. Другим способом соединить провода является клеммная колодка.

При замене выключателя целесообразно поставить диммер. Это предотвратит возможность выхода из строя лампы в момент включения, поскольку устройство защищает от перепада напряжения, короткого замыкания и перегрева.

В случае окисления контактов патрон можно очистить от налета. Однако велика вероятность повторной поломки в скором времени. Поэтому рекомендуется поменять патрон на новый или приобрести другую люстру, если невозможно произвести ремонт по каким-то причинам.

Чтобы защитить свое жилище от повышенного напряжения, можно приобрести стабилизатор или реле напряжения. Данное оборудование дорогостоящее, поэтому не каждый может его себе позволить. Альтернативой станет смена ламп на светодиодные или люминесцентные. Это не только позволит уменьшить вероятность перегорания, но и сократит расходы на электроэнергию, увеличит освещенность комнаты в несколько раз.

Скачки напряжения могут нивелировать специальные устройства. От небольших скачков способны уберечь электронные блоки защиты, которые устанавливают по одному на каждый выключатель. Они позволяют совершать плавный запуск и подходят для ламп с нитью накаливания и энергосберегающих.

Расчеты сопротивления источника и светодиодов

Спасибо нашему преподавателю схемотехники, Шибаевой Елене Михайловне.

Теперь для интереса посчитаем выходное сопротивление источника питания и сопротивления светодиодов. В расчетах участвуют – старый добрый Ом со своим знаменитым законом и формула делителя напряжения.

Итак, для случая на 30 светодиодов имеем:

• Напряжение холостого хода источника тока – 305 В,
• Напряжение источника тока под нагрузкой – 107 В,
• Ток в цепи (да, ещё старина Кирхгоф со своим 1-м законом!) – 0,02 А.

Ток мы знаем из заявленных параметров диодов, но на эту цифру точно полагаться нельзя. Судя по напряжению на одном диоде, ток реально немного больше!

Чтобы расчеты были понятнее, прилагаю схему:

Схема для измерения сопротивлений

Предполагаем, что на вход схемы подается напряжение от идеального источника ЭДС с нулевым внутренним сопротивлением. Реальный источник электричества имеет внутреннее сопротивление Ri, которое мы сейчас посчитаем.

При измерении напряжения холостого хода Uн = Uхх = 305 В, поскольку входное сопротивление вольтметра гораздо больше внутреннего сопротивления источника Ri.

При подключении нагрузки Uн = 107 В, значит, напряжение, падающее на внутреннем сопротивлении источника Ri, равно 305 – 107 = 198 В.

Зная ток, посчитаем внутреннее сопротивление:

Ri = 198 В / 0,02 А = 9900 Ом.

Много это или мало? Всё познается в сравнении. В данном случае – в сравнении с сопротивлением нагрузки:

Rн = 107 В / 0,02 А = 5350 Ом.

Это – сопротивление последовательно соединенных светодиодов, когда через них протекает ток 0,02 А. Значит, сопротивление одного светодиода равно 5350 Ом / 30 = 178 Ом.

Значит, без изменения параметров схемы один светодиод можно заменить резистором 180 Ом. Это совпадает со значением, полученным опытным путем на одном светодиоде: 3,54 / 0,02 = 177 Ом.

Мы видим, что сопротивление источника электропитания больше сопротивления нагрузки. Значит – перед нами – источник тока. То есть, при изменении сопротивления нагрузки (количества светодиодов) в некоторых пределах ток почти не меняется.

Можно посчитать сопротивление диодов, когда их 22 штуки, оно будет меньше из-за того, что ток будет больше, а вольт-амперная характеристика диода нелинейна.

Вопрос на засыпку. Почему, если рассчитанное сопротивление светодиода 178 Ом, тестер в режиме прозвонки (Омметр) не показывает никакого сопротивления? Ответ пишите в комментарии, буду рад знающим и сообразительным читателям!

Ладно, что-то мы отклонились от темы.

Теперь – обещанный десерт.

Основные выводы

Дистанционное управление освещением жизненно необходимо в общественных местах с большой площадью (в театрах, на стадионах, в концертных залах). Подобные системы покупают и для жилых помещений.

Подключение не сложное, но требует соблюдения некоторых нюансов. Необходимо определить диапазон работы, выбрать лампочки и местоположение светильника, учесть особенности конкретных условий. Дистанционное управление подходит, если требуется расширение функционала двойного или тройного выключателя.

Лучший вариант – покупка осветительного прибора, укомплектованного дистанционной системой управления. Это облегчает подключение, так как имеется готовая схема. Подобную работу можно выполнить самостоятельно, если предварительно получить консультацию квалифицированного специалиста.

Поломки дистанционной системы случаются, но их устранение редко создает проблемы. В худшем случае приобретается и монтируется новый комплект.

Устройство и схема драйвера светодиодной люстры.

Схемы драйверов на светодиодные светильники есть также в этой статье. Там это – стабилизированные источники тока.

Для светодиодов как раз и нужен ток, то есть источник с большим выходным сопротивлением. Если светодиод подключить к источнику напряжения (у которого выходное сопротивление гораздо ниже сопротивления диода), то ток после некоторого напряжения будет Очень быстро возрастать, пока диод не сгорит.

Я так спалил диод на лабораторной работе по физике на 2-м курсе)

Блок питания (инвертор) для последовательного включения светодиодов люстры

А данный драйвер – простейшее устройство, я такие паял в 7-м классе, в радиокружке. Источником тока его можно назвать с большой натяжкой, из-за того, что его выходное сопротивление больше либо равно сопротивлению нагрузки. Это мы посчитали выше.

Вскрываем, и видим незатейливую плату без единого активного элемента:

Разбираем светодиодный драйвер

Коричневые бочонки – это балластные (ограничительные) конденсаторы. Они на рабочее напряжение 400 В, емкость на 0,33 мкФ:

Ограничительный конденсатор светодиодного драйвера

и 0,82 мкФ:

Ограничительный конденсатор светодиодного драйвера

На корпусах написано соответственно 334 и 824. Что это означает – поищите “Обозначения цифро-буквенные на конденсаторах”. Я писал об этом в статье по ремонту контроллера люстры с пультом, ссылка выше.

Вид со стороны пайки:

Драйвер питания последовательных светодиодов люстры. Схема со стороны пайки.

И наконец,

Наиболее распространенные проблемы и способы их решения

Люстры, оснащенные системой дистанционного управления, ломаются чаще, чем с традиционным отключением. Причины бывают разные – от необходимости в замене батареек до прекращения работы радиоприемника, блока питания или программной платы.

Светильник не включается совсем: ни с пульта, ни с выключателя

Если люстра перестала включаться и с выключателя, и с ПУ, необходимо проверить наличие напряжения в сети и работоспособность батарейки (лучше сразу заменить). Если ток есть и батарейка новая, но проблема не решена, мультиметром проверяется исправность лампочек.

Лампы накаливания выкручиваются и просматриваются нити. Отсутствие обрывов не является свидетельством исправности, поэтому необходима проверка мультиметром. Один щуп фиксируется на резьбе цоколя, второй – на торце. Если тестер не реагирует, сгорела лампочка.

Проверка галогеновых ламп проводится аналогично (щупы прикладываются к выводам). Если изделие исправное, сопротивление 0,5-1 Ом. При проверке диодов к аноду прикладывается положительный щуп мультиметра, к катоду – отрицательный. На дисплее появляется значение падения напряжения. При изменении полярности напряжение не меняется, если лампочка целая.

Схема драйвера для светодиодов в люстре

Схема очень простая, может, кому-то пригодится в ремонте:

Драйвер питания последовательных светодиодов люстры. Схема электрическая

Коротко устройство. Балластная ограничительная цепочка – С1, С2, R1. На этой цепи падает бОльшая часть напряжения. Далее переменное напряжение поступает на диодный мост, и потом – на фильтр R3, C3, R2.

Если нужно немного поднять напряжение на выходе драйвера под нагрузкой (т.е. уменьшить его выходное сопротивление, см. часть статьи с расчётами), то можно поднять ёмкость конденсатора фильтра до 10…20 мкФ. Тогда количество светодиодов можно будет немного увеличить.

А если нужно уменьшить количество светодиодов в люстре (например, часть перегорела), то можно уменьшить емкость балласта, убрав один из конденсаторов С1, С2. Это экспериментально.

Видео на тему

ДУ (дистанционное управление) люстрой более удобное, чем с выключателя. Но есть и недостаток – возможность забыть местоположение ПДУ (пульта дистанционного управление). С выключателем на стене подобное не случается. Поэтому при переходе на дистанционное радиоуправление не стоит от него отказываться.

Можно купить подвесные осветительные приборы нескольких типов:

• со светодиодами;
• с галогенными лампами;
• с обычными лампочками накаливания;
• комбинированные.

Светодиоды могут быть в виде отдельных элементов или гирлянд, позволяющих создавать спецэффекты. Они подключаются через конденсатор. Чтобы подключить галогеновые лампочки, требуются трансформаторы, преобразующие напряжение.

Самые сложные комбинированные модели осветительных приборов, определить, почему они не включаются, труднее.

Прозвонка провода мультиметром

Легко прозванивать провод, который смотан в бухту и лежит перед мультиметром, но как прозвонить провода мультиметром, когда она, допустим, находятся в стене под штукатуркой? Ничего страшного в этом нет, необходимо лишь создать замкнутую цепь.

Проще всего это можно сделать с помощью коротыша. Так у электриков называют замыкающий элемент. В качестве коротыша для розетки подойдет любой проводник, изолированный или нет.

Конечно, если он изолированный, изоляцию на обоих концах снимают на расстояние 1–2 см.

Затем определяют, какую цепь необходимо проверить и открывают нужную коробку. Однако чаще бывает удобнее проверку делать на самих автоматах, на контактах с обесточенной стороны. Если прибор показывает обрыв, измерение делается ближе к возможному повреждению.

Прозвонить осветительную цепь тоже можно, но для этого необходима небольшая подготовка. В обычный патрон легко вкручивается пробковый автомат.

Перед этим его включают и прозванивают, чтобы убедиться, что цепь замкнута. С другими патронами и светильниками нужен индивидуальный подход.

Что делать, если у мультиметра нет режима прозвонки

В этом случае можно воспользоваться режимом сопротивления. Результат будет почти такой же, только звукового сигнала не будет.