Устройство светодиодной лампы

Рассмотрим устройство простейшей светодиодной лампы на примере модели "КОСМОС A60 E27 7 Вт 3000 К 220 В / 50 Гц 0.054 А".

Оглавление
Устройство светодиодной лампы

Введение
Конструкция
Разборка и сборка светодиодной лампы

Светодиодная лампа: схема, работа, ремонт
Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером
Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером (часть 2)

Введение

Лампа относится к низшему ценовому диапазону, подобные лампы часто бывают выполнены по схеме с емкостным балластом. Отличаются низкой надёжностью, малым сроком службы, огромным уровнем пульсации светового потока (что легко выявить без специальных приборов, достаточно воспользоваться камерой телефона, на экране которого свет лампы будет выглядеть сильно мерцающим с низкой частотой). Кроме всего прочего, цветопередача далека от идеальной, что неудивительно - это дешёвая лампа с дешёвыми светодиодами.

"Правильные" светодиодные лампы оснащаются импульсным драйвером. Такие лампы будут рассмотрены в статье "Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером".

Конструкция

Рис. %img:a60

Итак, изучаем устройство лампы "КОСМОС A60" (рис. %img:a60). Пластиковый корпус (или колба) состоит из двух частей. Условно назовём одну часть лампы, ту к которой крепится цоколь - нижней, а вторую, сферическую - верхней. Обе части склеены между собой, но при желании их можно разделить (рис. %img:sp).

Рис. %img:sp

Верхняя часть лампы является светорассеивателем и защитой для светодиодов. В нижней части лампы находится всё самое интересное. Там располагаются светодиоды, электронная часть для их питания (драйвер светодиодов), теплоотвод (рис. %img:btm).

Рис. %img:btm

В данной лампе установлены 14 последовательно соединённых SMD-светодиодов типоразмера 1210 (размеры 3.1*2.6 мм). Светодиоды размещены на алюминиевой печатной плате. Плата сама по себе выполняет функции теплоотвода и радиатора, но кроме того, под ней находится дополнительный массивный теплоотвод из алюминиевого сплава. Плата крепится к корпусу двумя винтами, за счёт чего она плотно прижимается к теплоотводу и надёжно фиксирует его. Для лучшего теплового контакта, между платой и дополнительным теплоотводом нанесён слой термопасты.

Рис. %img:led

Сразу же видно, что причина неисправности - наиболее типичная для этого класса дешёвых ламп - выгорание одного из светодиодов (рис. %img:led). В данном конкретном случае, обуглившаяся зона светодиода обладает некоторой проводимостью, и при включении лампа всё ещё светится тусклым светом (рис. %img:on). Но такое поведение необязательно, при аналогичной неисправности лампа вполне может погаснуть полностью.

Рис. %img:on

Светодиод, который на картинке расположен справа от сгоревшего, светится намного тусклее остальных. Теперь он - вероятный кандидат стать следующим полностью неисправным.

В центре платы со светодиодами имеется небольшое отверстие, через него пропущены провода, которые припаяны к плате сверху и через которые расположенные на плате светодиоды получают питание от драйвера. Сам драйвер находится под платой со светодиодами (под её дополнительным теплоотводом).

Рис. %img:a60_2

На фотографии (рис. %img:a60_2) внизу справа - алюминиевая печатная плата со светодиодами, вид снизу. Внизу слева изображён массивный теплоотвод, вид сверху. Белые пятна - термопаста, которая, мягко говоря, нанесена не по всей поверхности соприкосновения. По видимому, производителю показалось, что сэкономить на пасте - это вполне хорошая идея.

При внимательном рассмотрении видно, что на теплоотводе имеется надпись, сделанная выпуклыми буквами (здесь на фотографии она незаметна, но отчётливо просматривается на оригинальной фотографии высокого разрешения). Не совсем понятное решение, создающее дополнительный зазор между теплоотводом и платой и ухудшающее условия охлаждения светодиодов. Плюс к этому - экономия пасты, в результате получаем перегрев светодиодов и заметное сокращение срока службы лампы.

Ещё пара фотографий теплоотвода с разных сторон (рис. %img:hs1, рис. %img:hs2).

Рис. %img:hs1

Рис. %img:hs2

На рис. %img:a60_2 вверху слева видим драйвер, размещённый в нижней части лампы. Точнее говоря, не видим - он находится под картонной изоляционной прокладкой, которая предотвращает замыкание элементов драйвера на теплоотвод.

От драйвера подаётся ток на светодиоды, а сам он получает питание от сети через контакты на цоколе лампы. Драйвер подключён к цоколю проводами, которые механически прижимаются к контактам в процессе монтажа цоколя (пайка или сварка здесь не используются). Один из проводов зажат между внешним контактом цоколя и корпусом лампы, второй - между изолятором цоколя и центральным контактом. Соответственно, чтобы извлечь из корпуса лампы драйвер, необходимо освободить провода, которыми он подключён к цоколю, а для этого нужно снять цоколь с лампы. Подробнее о разборке и сборке лампы смотрите далее.

Разборка и сборка светодиодной лампы

Обычная недорогая LED лампа с цоколем E27 очень легко разбирается и ещё проще собирается.

Если требуется получить доступ только к плате светодиодов, достаточно выполнить частичную разборку, при которой лишь отделяется верхняя часть колбы. При полной разборке дополнительно снимается цоколь, в результате чего становится возможным извлечь плату драйвера лампы.

Рис. %img:lb

Полную разборку удобнее начинать со снятия цоколя (рис. %img:lb), для этого, прежде всего, следует вынуть его центральный контакт. Здесь удобно работать, используя маленькую тонкую отвёртку или нож с тонким лезвием.

Рис. %img:cc1

Рис. %img:cc2

Центральный контакт утоплен в изоляторе цоколя. Нужно поддев контакт сбоку, постараться немного приподнять его. Двигаясь по кругу, осторожно прикладываем усилие с разных сторон. Когда удастся достаточно сильно выдвинуть контакт, так что появится зазор между ним и изолятором (рис. %img:cc1), подцепив отвёрткой, полностью вынимаем контакт (рис. %img:cc2). Он крепится на зазубренной "ножке" в центральном отверстии изолятора (рис. %img:cc3), механически зажимая один из проводов, которыми драйвер лампы подключается к цоколю. Вынув контакт (рис. %img:cc4), освобождаем провод (провод подключён чисто за счёт механического прижима).

Рис. %img:cc3

Рис. %img:cc4

Теперь можно полностью снять цоколь, который навинчен на колбу (цоколь имеет внутреннюю резьбу, являющуюся ответной для его внешней резьбы). Чтобы открутить, зажимаем цоколь пассатижами - аккуратно, но сильно. Захватываем как можно выше, чтобы не повредить его резьбу. Проворачиваем, вначале потребуется приложить значительное усилие, чтобы сдвинуть со своих мест точки запрессовки. Затем цоколь откручивается совершенно легко (рис. %img:sc1). Сняв его, освобождаем второй провод к драйверу, он зажат между колбой лампы и навинченным на неё цоколем.

Рис. %img:sc1

Самое сложное - разобрать колбу. Две части колбы склеены между собой. В принципе, их можно разделить механически, долго и аккуратно, за много проходов прорезая проклеенный шов. Но это очень трудоёмко, достаточно травмоопасно и существует большой риск повредить колбу, так как в процессе разделения на ней легко образуются сколы - пластик при комнатной температуре довольно хрупок.

Задача существенно упрощается, если подвергнуть шов многократному циклическому нагреву и охлаждению. В результате воздействия значительных перепадов температуры, происходит растрескивание клея (с характерным, отчётливо слышимым треском) и, в конце концов, части колбы полностью разделяются при приложении минимального усилия. Нагревать удобнее всего с помощью фена, установив температуру в диапазоне 150..200 (чем выше температура, тем скорее достигается результат, но нужна осторожность, так как пластик начинает размягчаться и легко деформируется). Наилучшие результаты даёт совмещение методов нагрева и механического воздействия: несколько раз феном прогреваем шов по всей длине, направив на него струю воздуха и медленно поворачивая лампу вокруг оси. Даём немного остыть, затем с усилием пытаемся отделить верхнюю часть колбы. В местах, где уже произошёл отрыв клеевого слоя, пробуем аккуратно расширить и углубить зазор с помощью отвёртки. Затем снова выполняем нагрев и т.д. В конце концов, верхняя часть колбы просто "отскочит".

Тем самым откроется доступ к плате со светодиодами. В центре платы имеется отверстие, через которое пропущены питающие светодиоды провода, идущие от драйвера. Чтобы было удобнее работать с платой, эти провода можно отпаять, что легко сделать обычным достаточно прогретым паяльником (или же плата может быть извлечена вместе с платой драйвера).

В зависимости от модели лампы, плата может быть прикручена к колбе винтами или приклеена герметикоподобным пластичным клеем. В любом случае снять её не представляет труда. Под платой со светодиодами расположена плата драйвера. Поскольку провода от неё к цоколю уже освобождены во время демонтажа цоколя, остаётся просто вынуть драйвер из лампы. На этом разборка завершена.

Сборка выполняется ещё проще. Вставляем на место драйвер, расправляем провода, ведущие от него к цоколю, располагая их соответствующим образом. Один из них должен будет пройти через центральное отверстие в изоляторе цоколя (для центрального контакта). Второй провод будет прижат цоколем при его накручивании; предварительно следует оголённую часть провода загнуть по ходу резьбы на колбе. Теперь мы можем прикрутить цоколь. Закручиваем до упора, до защёлкивания за счёт имеющихся точек запрессовки. Фиксация достаточно надёжная для предотвращения самопроизвольного проворачивания при ввинчивании лампы в патрон или вывинчивании из него.

Убедившись, что другой провод правильно расположен в центральном отверстии изолятора цоколя, вставляем центральный контакт.

Устанавливаем плату со светодиодами. Если имеется дополнительный теплоотвод, устанавливаем и его, не забывая нанести теплопроводящую пасту. Если провода отпаивались, соблюдая полярность (обычно красный провод - плюс), припаиваем провода от драйвера к плате со светодиодами (на плате полярность указана символами "+", "-"). Устанавливаем на клей верхнюю часть колбы, проклеивать можно не по всему периметру, а в нескольких точках - это очень упростит нам жизнь, если потребуется разобрать лампу ещё раз. На этом сборка завершена.

Как нетрудно догадаться, разборка и сборка лампы потребуется нам для её ремонта. Схема простейшей лампы, её ремонт и модернизация - эти и другие вопросы рассматриваются далее: "Светодиодная лампа: схема, работа, ремонт".