Как отремонтировать
LED встраиваемый светильник Feron AL2113
В настоящее время практически все люминесцентные светильники в подвесных потолках системы Armsrtong заменены светодиодными. Они экономичны, долговечны и не требуют обслуживания.
Однако со временем из-за старения светодиодов и радиоэлементов драйверов работа светильников нарушается. Падает яркость свечения или светильник начинает мигать как стробоскоп, что делает невозможным его использование.
Пример ремонта LED светильник Feron AL2113
Попали в ремонт ко мне два одинаковых потолочных светильника LED Feron AL2113 с одинаковой неисправностью – светили как стробоскопы. Драйвер к светильнику подключался с помощью разъема, перестановка драйверов местами мерцание света не прекратила.
С учетом большого опыта в ремонте светодиодных ламп, светильников и люстр решил, что причина кроется в неисправности светодиодов, поэтому сразу начал изучать как добраться до светодиодов светильника. Да и интересно было глянуть как он устроен.
С помощью шуруповерта были выкручены 33 самореза, удерживающие заднюю крышку светильника в его рамке-основании. Для исключения перетирания провода, подающего питающее напряжение с драйвера он был перед разборкой отключен.
После откручивания всех саморезов крышка со светильника была снята. Чтобы выкрученные винты не потерялись их удобно складывать на магнит.
Светильники, судя по дате выпуска на этикетке и исходя из того, что были установлены в офисе предприятия, проработали более семи тысяч часов без ремонтов, что говорило о довольно высоком их качестве.
После снятия со светильника тонкого листа стальной задней крышки обнаружился четырехслойный бутерброд из пластиковых листов.
Первый слой после задней крышки представлял собой пористый мягкий лист толщиной порядка 2 мм. За ним был тонкий белоснежный лист для отражения светового потока. Далее был лист прозрачного пластика с включенными в него многочисленными линзами. И в конце был матовый лист из акрила. Таким же образом устроена подсветка в телевизорах, только вместо последнего матового листа устанавливается матрица.
Сборку светильника, для исключения потерь светового потока и равномерного излучения света по всей поверхности, нужно проводить строго в обратном порядке, не переворачивая листы.
Последний матовый лист миллиметров на пять, с торцов, находящихся в непосредственной близости от светодиодов немного потемнел и растрескался. При работе светодиоды сильно нагреваются и очевидно со временем пластик не выдержал резких циклических перепадов температуры и состарился.
После удаления всех листов осталась прямоугольная профильная алюминиевая рамка, с приклеенными к ней двумя рядами светодиодов, расположенных на параллельных противоположных сторонах рамки. Платы светодиодов между собой соединялись с помощью многожильных проводов пайкой.
Таким образом электрическая схема светильника Feron AL2113 представляла собой 132 соединённых последовательно светодиода, распаянных на двух печатных платах по 66 штук.
Осмотр внешнего вида и прозвонка светодиодов с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления не выявила неисправных светодиодов.
При проверке были рассчитаны и подтверждены на практике электрические параметры светодиодов. Падение напряжения на одном светодиоде составило около 3 В, номинальный рабочий ток 85 мА (указан на драйвере). Согласно закона Джоуля-Ленца мощность одного светодиода составляет: P=U×I=3×85=255 мВт. Эти данные могут пригодится для поиска светодиодов для замены при ремонте.
Подача питающего напряжения на группы светодиодов по 6 штук с блока питания через токоограничивающий резистор для вывода режим их работы в полную яркость подтвердила их исправность. После этой проверки стало очевидным, что неисправен драйвер.
Поиск неисправности и ремонт драйвера светильника
Внутри светильника, в связи с его малой толщиной (8 мм), драйвера не было. Он был выносным в виде пластмассовой коробки с расположенной внутри печатной платой с радиоэлементами.
К светильнику драйвер подключался с помощью разъема. Такая конструкция повышает ремонтопригодность светильника, так как позволяет оперативно заменить драйвер на заведомо рабочий и определить где находится неисправность.
Драйвер обеспечивал стабилизированный ток на нагрузке величиной 85 мА в диапазоне выходного напряжения от 360 до 410 В, что позволяло подключить к нему от 120 до 136 светодиодов с падением напряжения 3 В.
Корпус драйвера представлял собой пластмассовую коробку, закрытую снизу крышкой, зафиксированной с помощью четырех защелок. Для снятия крышки достаточно поддеть край стенки коробки ножом сбоку и отвести ее в сторону, как показано на фотографии.
Драйвер в корпусе фиксировался за счет прижима крышки и легко вынулся. Внешний осмотр электролитических конденсаторов и других элементов дефектов не выявил. Зачастую в подобных драйверах электролитические конденсаторы набухают и даже разваливаются. Кликните по фото для увеличения.
С обратной стороны печатная плата тоже на вызвала подозрения. Элементы имели безупречный внешний вид, все пайки были в идеальном состоянии. Пришлось продолжить поиск неисправности с помощью мультиметра.
Если не удалось найти электрическую схему, то можно обойтись и без нее, так как по внешнему виду детали легко определить. В дополнение, как правило, выходят из строя полупроводниковые элементы: - диоды и транзисторы, которые зачастую можно проверить даже не выпаивая.
Электрическая схема драйвера светильника Feron AL2113
В Интернете удалось найти даташит на контроллер APFC UR4205C на основе которого сделан драйвер ремонтируемого светильника. В документе приведена структурная схема контроллера, описан принцип его работы и приведена электрическая схема драйвера, аналогичного используемого в светильнике Feron AL2113. Кликните по схеме для ее увеличения.
Из схемы видно, что драйвер выполнен по классической структурной схеме. Сетевое напряжение проходит через предохранитель F1, далее через элементы подавления пульсаций и помех – конденсаторы CX1, CX2 и катушки индуктивности L1 и L2.
После выпрямления диодным мостом DB1 постоянное напряжение подается на схему контроллера драйвера, повышающего напряжение до 396 В при токе в нагрузке 85 мА, который задается с помощью величины сопротивления параллельно включенных резисторов R11 и R14. Электролитические конденсаторы CE1 и CE2 служат для сглаживания сетевых, возникающих при работе драйвера пульсаций.
Прозвонка всех диодов и резисторов не выявила отклонений. Короткого замыкания конденсаторов тоже не наблюдалось. А так как светильник хоть и мигал, но все же светил, значит полевой транзистор Q1 C4SN60 был исправен.
Для более оперативного поиска неисправности решил глянуть что делается с напряжением с помощью осциллографа. Для того, чтобы не портить зрение мигающим светильником в качестве нагрузки вместо светодиодов был использован мощный резистор. Величина его была рассчитана по Закон Ома. R=U/I.
Драйвер обеспечивает стабилизированный ток 85 мА на выходе в диапазоне выходных напряжений от 360 до 410 В, то и номинал нагрузочного резистора может быть взят от 4,2 до 4,8 кОм. Поэтому в качестве нагрузочного был выбран из имеющихся резистор 4,7 кОм мощностью 7,5 Вт. С учетом того, что драйвер подключался к сети только на время измерений, то резистор не успевал перегреваться.
Осциллограмма формы сигнала на выходе драйвера (на выводах нагрузочного резистора) показала, что электролитический конденсатор CE1 (22 мкФ, 450 В) достаточно сглаживал сетевые пульсации частотой 100 Гц. Однако наблюдаемые пульсации напряжения с частотой около 10 Гц говорили о том, что неисправность находится в обвязке контроллера или конденсатор CE2 (10 мкФ, 50 В) потерял емкость.
В Интернете встречал сообщения, что некоторым мастерам удалось устранить мигание путем прогрева паяльником припоя выводов, последовательно включенных высокоомных резисторов R1, R2 (1 МОм) и R12, но мне устранить неисправность это не помогло.
Так как конденсатор CE2 при прозвонке не показал пробоя, то можно проверить его не выпаивая из платы. Для этого достаточно, соблюдая полярность, припаять к его выводам исправный электролитический конденсатор такого же номинала, что и было сделано. После подключения драйвера к сети на экране осциллографа появилась прямая линия на уровне 400 В.
Подключенный к драйверу светильник засветил без мигания, ровным и ярким светом. Для завершения ремонта высохший и в результате потерявший емкость электролитический конденсатор был выпаян и заменен исправным.
Второй светильник Feron AL2113 тоже был отремонтирован заменой конденсатора CE2. Похоже, что в драйверы были установлены ненадежные электролитические конденсаторы.