Почему моргает светодиодный прожектор при выключенном выключателе

Почему мерцает светодиодная лампа

Мнение, что светодиодные лампы якобы не мерцают, обусловлено тем, что светодиоды питаются постоянным напряжением. Но те полупроводники, которые установлены в лампочках используемых нами дома, питаются совсем не постоянным напряжением. Да, сетевое напряжение выпрямляется драйвером лампочки, сглаживается, но совсем не идеально. А поскольку светодиод имеет очень малую инерционность, его световой поток повторяет пульсации напряжения питания. Этот визуальный эффект мы и называем мерцанием.

Сравнительный тест ламп разного типа и производителя на коэффициент пульсаций светового потока

На что необходимо обращать внимание при покупке LED-лампы

Основным критерием выбора СД-источника света является высокое качество самого светодиода. А он имеет высокую себестоимость, поэтому лампы хорошего качества не могут стоить дешево. Учитывайте такие характеристики, как мощность и световой поток. Старайтесь покупать лампы надежных и проверенных фирм-производителей, китайские низкого качества могут быстро сломаться.

Если лампа светится в выключенном состоянии переключателя, то при покупке в будущем принимайте во внимание габаритные размеры радиатора. Функцией этой части светодиодной лампы является ее охлаждение

Перед приобретением источника света акцентируйте внимание на наличие радиатора и соответствие мощности лампы.

Виды светодиодных ламп

Высокочастотное мерцание светодиодной лампы

Более основательная проблема – мерцание светодиодных ламп во включенном состоянии с частотой 100 Гц (сто раз в секунду). Наши органы зрения не распознают подобную пульсацию, но мозг способен легко воспринимать колебания с максимальной частотой до трёхсот раз в секунду.

Такой свет, установленный в коридоре или ванной комнате, не вызовет проблем. А вот чтение или выполнение точных работ при таком освещении будет вызывать повышенную утомляемость вплоть до головной боли.

Как распознать такую пульсацию, если глаз её не видит? Возьмите шариковую ручку либо простой карандаш и быстро поразмахивайте им перед лампочкой. Если карандаш при быстром движении будет «распадаться» на отдельные фрагменты – пульсация имеется.

Другой способ установления подобной пульсации – взглянуть на лампу через встроенную камеру мобильного телефона.

Наличие темных полос подтверждает высокочастотную пульсацию.

Если совсем перестал светить

Если после включения светодиодный прожектор совсем не горит, причина может крыться как в обрыве контакта, так и в выходе из строя компонентов драйвера. При наличии измерительного прибора (вольтметра) достаточно проверить наличие напряжения на клеммах питания драйвера. Если напряжение поступает, ищем поломку в схеме питания, не поступает – у нас обрыв в схеме подключения.

Как проверить схему питания прожектора

Внешний осмотр

При осмотре платы можно обнаружить вздувшийся конденсатор, почерневший перегоревший резистор, перегоревшую контактную дорожку на обратной стороне платы.

Проверка с помощью вольтметра

1. Произвести замер напряжения на клеммах подключения (на входе в режиме переменного тока, на выходе – постоянного);
2. Проверить напряжение на выходе каждого диода. Выход из строя одного из них уменьшает выходное напряжение в 2 раза, что недостаточно для работы прожектора.

Если самостоятельно найти причину нарушения работы не удалось, не спешите выбрасывать изделие. Возможно необходима замена микросхемы стабилизатора тока. Даже визит в радиомастерскую с покупкой новой детали обойдется значительно дешевле нового изделия.

Методы устранения

1. Простейшим способом устранения неисправности является отсоединение проводников, запитывающих световую индикацию. Убирать эту проводку нужно предварительно сняв крышку коммутирующего устройства.

Если вы выполните это действие, ток, подзаряжающий конденсатор, будет отсутствовать, и лампочка перестанет мерцать при выключенном выключателе.

Цепь питания световой индикации выключателя

1. Чтобы избежать возникновения такой проблемы, не стоит приобретать выключатель со световой индикацией.
2. Если вам не обойтись без такого выключателя, а мириться со свечением при выключенном состоянии вы не желаете, то спасет положение параллельно установленный резистор. Поставьте его на необходимом участке электрической цепи – и ток будет течь по пути наименьшего сопротивления сюда, а не через драйвер. Цена этого устройства невелика, и вы сможете его приобрести в каждом магазине радиотехники.

Резистор Резистор не будет отрицательно действовать на работу светодиодов. Но необходимо учесть тот факт, что при отключенном коммутирующем устройстве световая индикация будет гореть. Резистор также будет потреблять электрический ток, поэтому не стоит забывать о его изоляции. Самостоятельная установка сопротивления – несложный процесс. Нужно убрать плафон, а затем подсоединить контакты резистора в клеммнике сетевых проводников.

Подсоединение резистора

1. Существует еще один способ устранить свечение лампы. Установите в люстре с несколькими патронами источник света с нитью накаливания (ЛН). Вольфрамовая спираль будет выступать в качестве сопротивления во время отключения коммутирующего устройства.

Этим методом можно быстро решить проблему на короткий срок. Учтите, что ЛН потребляет мощности в 10 раз больше СД-ламп, поэтому вам необходимо будет как можно скорее более внимательно разобраться в ситуации. Иначе экономический аспект применения светодиодных ламп теряется.

Основные причины возникновения неисправностей

Светодиодные матрицы, платы преобразования производители делают надежные, при правильной эксплуатации гарантируют минимальный безаварийный срок до 5 лет. Чаще всего неисправности возникают по следующим причинам:

• Нестабильные характеристики электросети, скачки напряжения и тока, превышающие величины рабочего режима;
• Кроткое замыкание фазы на корпус прожектора или нейтральный провод;
• Неправильное подключение;

В результате этих нарушений может выйти из строя электронная плата, на которой запрограммированы драйвера управления прожектором, преобразователи напряжения и тока, питающие кристаллическую структуру матрицы со светодиодами.

Светодиодная матрица в прожекторах может состоять из нескольких десятков элементов. При разрушении структуры 3-5 кристаллов в матрице прожектор может функционировать, но при большем количестве неисправных элементов происходят необратимые процессы нарушения режима работы и сгорают все кристаллы. В этом случае требуется полная замена матрицы.

Причина пробоя светодиодов

Но что же приводит к сгоранию самого первого светодиода? Заводской брак или другие причины?

Почему производители вообще не делают один большой кристалл, а применяют множество маленьких. Ведь выход из строя одного, рано или поздно приводит к неисправности всей матрицы.

Представьте, что каждый сотый эмиттер будет бракованным. Получим очень большой процент пригодных из общего количества. На первый взгляд неплохо.

Но если в одном светодиоде используется 50 эмиттеров, то вероятность того, что среди них не попадется ни одного бракованного всего 60%.

А это означает, что 2 из 5 готовых устройств будут с дефектом. Не лучше ли сделать один большой кристалл?

Но тут не все так просто.

Увеличение размеров кристалла в 2 раза приведет к увеличению его объема в 8 раз!

При этом площадь поверхности через которую происходит охлаждение, увеличится только в 4 раза.

1 of 2

Все это вызовет термодинамические нагрузки и приведет к неминуемому перегреву.

Именно перегрев является главным врагом не только светодиодов, но и других полупроводников.

От перегрева возникает деградация кристалла. И именно от него чаще всего выходят из строя светодиодные прожектора и начинается мигание.

Чтобы он отработал заявленный срок службы, температура кристалла светодиода не должна превышать 85 градусов. Будет меньше 50С, считайте что купили «вечный» светильник.

Имеет ли смысл ремонтировать?

Зачастую любой прожектор, в том числе и светодиодный, стоит недёшево. И, несмотря на то, что герметичные LED-системы вроде бы и не предполагают ремонта, опытные мастера могут справиться и не с такими задачами. Разборке подлежат даже, казалось бы, неразборные диодные светильники.

Чаще всего причиной неполадок LED-прожекторов является выход из строя драйвера (блока питания). В общем-то, именно блоки питания являются ахиллесовой пятой всех светодиодных светильников. Обещанная производителями феноменальная долговечность (более 10 лет) касается исключительно самих диодных кристаллов. Теоретически у них действительно очень большой ресурс. Вторая проблема, от которой обычно страдает уличный светодиодный светильник – плохое отведение тепла. Со временем термопаста, которой матрица крепится к плате, затвердевает и его отведение становится ещё более неэффективным. И вот почему сначала резко падает «светопроизводительность» (лампа тускнеет) и вскоре светодиодный блок окончательно перегорает.

Главная сложность — подобрать идеально подходящие запчасти для замены

Ведь здесь важно не просто соблюсти соответствие номинального напряжения, но также и токов. Недостаточные (или избыточные) вольт-амперные параметры новой детали отрицательно сказываются на ресурсе светодиодов

Но часто новая деталь (в данном случае блок питания) будет стоить немногим дешевле нового светильника. Оправданы ли такие траты? Лучше всего поэкспериментировать, взяв рабочий блок с другого аналогичного устройства-донора, обязательно соблюдая при выборе упомянутые вольт-амперные характеристики. В противном случае не только будет испорчена дорогостоящая деталь, но и окончательно выведена из строя вся электроника прожектора.

Замена светодиода

При замене светодиодной матрицы хитростей особых нет, но нужно обратить внимание на следующие вещи

• старую теплопроводную пасту тщательно удалить,
• нанести теплопроводящую пасту на новый светодиод. Лучше всего это делать пластиковой карточкой,
• закрепить диод ровно, без перекосов,
• удалить лишнюю пасту,
• не перепутать полярность,
• при пайке не перегревать.

Обратная сторона светодиодной матрицы, на которую наносится теплопроводная паста при монтаже

При ремонте светодиодного модуля, состоящего из дискретных диодов, прежде всего нужно обратить внимание на целостность пайки. А потом уже проверять каждый диод подачей на него напряжения 2,3 – 2,8 В

Принцип действия

Устройство светодиодного прожектора Понять, почему моргает светодиодный прожектор проще всего, представив его в качестве мощного источника света. Во внутреннем пространстве его корпуса располагается излучающая лампа, луч от которой, проходя через систему отражателей, направляется в нужную зону. Благодаря этому, сконцентрированный световой пучок приобретает особую насыщенность и яркость.

Для получения разгонного потенциала эти излучатели комплектуются выпрямителем и драйвером, стабилизирующим величину тока и при необходимости регулирующим его величину. Помимо этого в состав прибора может входить независимый блок питания, позволяющий получить выпрямленное напряжение 12 Вольт.

Ремонт светодиодного прожектора

Чтобы улучшить теплотведение, необходимо отшлифовать две прилегающие поверхности шкуркой с зернистостью P1500.

Затем термопасту намазать тонким слоем. Лишняя паста выдавится сама при нагреве или со временем. Главное, чтобы внутри не было пузырьков воздуха.

Сергей заказал светодиод 50 Вт на Алиэкспресс. Он работает при напряжении 30-36 В и во время работы потребляет ток 1500 мА.

Световой поток от него равен 90-120 Лм/Вт. Цветовая температура светового потока равна 6000-6500 К, а время работы 100 000 часов. Хороший китайский светодиодный модуль.

При установке светодиодный модуль можно немного притереть к радиатору, потому что это облегчает выход лишней термопасты .

При пайке светодиода помните, что он боится перегрева, так что паяйте быстро и метко.

После ремонта, во время сборки защищенного светодиодного прожектора следите за прилеганием резиновых прокладок. Тогда прожектор будет работать долго и надежно даже в целях уличного освещения.

Способы проверки

Светодиод, имеет свои электрические параметры, это максимальный рабочий ток, а так же прямое падение напряжения. Значение первого параметра производители указывают для каждого изделия индивидуально, а второго составляет 1.8 – 2.2 вольта для оранжевых, желтых и красных диодов. Для белых, зеленых и синих 3 – 3.6 вольта. Проверить эти значения параметров при наличии мультиметра, не составит труда.

Еще один способ проверить led диод на работоспособность, это подать на него питание от нескольких параллельно подключенных пальчиковых батареек или одной батарейки крона. На основе этого способа можно самостоятельно изготовить универсальный тестер для светодиодов, при помощи подручных элементов. Подробный процесс определения работоспособности показан в видео.

Определить неисправный светодиод, можно используя в качестве источника тока для проверки, старые зарядные устройства от мобильных телефонов. Для этого необходимо отрезать штекер подключения к телефону, и зачистить провода. Красный провод, это плюс, его нужно прижать к аноду, черный — минус, его подключают на катод. Если напряжения источника питания достаточно, то он должен загореться.

Для проверки некоторых диодов, напряжения от зарядки телефона может быть недостаточно, тогда можно попробовать проверить с помощью более мощного устройства, например зарядки от фонарика. Таким способом вполне можно проверить на работоспособность диоды в led лампе. Как это сделать, смотрите видео.

Низкочастотное мерцание лампы на светодиодах

Амплитуда переменного сетевого напряжения меняется с частотой 50 раз/сек, имеет вид синусоиды. Свечение матрицы обеспечивают исключительно положительные, отрицательные полуволны, проходящие через светодиод. Если осветитель, оснащенный светодиодами, моргает, это может быть причиной существенной экономии на блоке питания самим производителем.

В недорогих моделях такого светового оборудования часто используют для его удешевления одномостовой выпрямитель, предназначенный для преобразования напряжения переменного типа в постоянное. Некоторое число колебаний срезается после диодного моста, а за счет добавления в электрическую цепь конденсатора уменьшается пульсация. Подобная схема позволяет наблюдать пульсацию светового потока с частотой 25раз/сек.

Важно! Если осветитель с использованием светодиодов продолжает моргать и после добавления в схему нормального моста-выпрямителя, тогда проблема, скорее всего, в конденсаторе. Конденсатор, как правило, накапливает заряд на амплитудном максимуме и возвращает в нагрузку на минимуме. На выходе уменьшается средняя амплитуда напряжения, значительно меньше становится пульсация

При недостаточной вместимости ресурса конденсатора не хватает для подпитки светодиодных элементов, у которых яркость с каждой полуволной изменяется. Пульсация потока света согласно санитарным нормам не должна быть более 10-ти процентов номинальной интенсивности

На выходе уменьшается средняя амплитуда напряжения, значительно меньше становится пульсация. При недостаточной вместимости ресурса конденсатора не хватает для подпитки светодиодных элементов, у которых яркость с каждой полуволной изменяется. Пульсация потока света согласно санитарным нормам не должна быть более 10-ти процентов номинальной интенсивности

Конденсатор, как правило, накапливает заряд на амплитудном максимуме и возвращает в нагрузку на минимуме. На выходе уменьшается средняя амплитуда напряжения, значительно меньше становится пульсация. При недостаточной вместимости ресурса конденсатора не хватает для подпитки светодиодных элементов, у которых яркость с каждой полуволной изменяется. Пульсация потока света согласно санитарным нормам не должна быть более 10-ти процентов номинальной интенсивности.

Причины мигания светодиодного прожектора

• Нарушение контакта в месте соединения проводов;
• Наличие во внешней цепи полупроводниквых приборов;
• Нарушение работы схемы питания (драйвера) светодиодной матрицы.

Нарушение в проводке

Если мигание не регулярное, с непостоянной частотой, стоит заподозрить нарушение контакта в месте соединения проводов. От места подключения в сеть до момента, когда ток дойдёт до драйвера питания светодиодной матрицы обязательно будут промежуточные точки подключения. Это может быть распределительная коробка, выключатель, датчик движения, разъёмы непосредственно на блоке питания.

Почему при плохом контакте моргает светодиодный прожектор? В отличие от лампочек прожекторы могут быть достаточно мощными, до 300 Вт. Если в месте соединения проводов, по которым течёт ток, нет плотного контакта, сопротивление на таком участке возрастает. В месте нарушения контакта провод нагревается, а образующаяся окалина ухудшает контакт. Характерной особенностью будет нерегулярное мигание с непостоянной частотой.

Зачистка провода и восстановление плотного контакта полностью устраняет проблему.

Если проблем в соединении не выявили, стоит осмотреть плату драйвера питания. Возможно где-то отпаялся контакт.

Наличие во внешней цепи полупроводниковых приборов

Если перед прожектором установлен выключатель с диодной подсветкой либо датчик движения на инфракрасных светодиодах может возникать пульсация яркости с частотой 25 раз в секунду. Прохождение полуволны переменного напряжения через диод изменяет силу тока в цепи и яркость прожектора.

Радикальное решение проблемы: отключение диода подсветки в выключателе либо замена инфракрасного датчика движения на индуктивный или ультразвуковой.

Нарушение в схеме питания прожектора

Экономия на драйвере питания – частая причина неисправности светодиодных прожекторов и их устранение может потребовать базовых знаний радиоэлектроники.

Выпрямительный (диодный) мост

Иногда в бюджетных китайских изделиях в драйвер ставят «урезанный» одномостовой выпрямитель. На фотографии как раз такой случай. Функцию выпрямления полярности напряжения он выполняет, но в отличие о классической двухмостовой схемы, даёт повышенную амплитуду пульсации напряжения. Установленный после него сглаживающий конденсатор не в состоянии в достаточной мере уменьшить ее, что вызывает пульсацию света.

Классический вариант диодного выпрямителя напряжения:

Принцип преобразования напряжения в схеме питания светодиодного прожектора:

Трансформатор уменьшает амплитуду напряжения с 220 до 12 вольт, после чего после прохождения через выпрямительный диодный мост меняется полярность отрицательной полуволны. На выходе моста образуется постоянное напряжение с амплитудой пульсации 12В. Сглаживающий конденсатор, установленный после выпрямителя, уменьшает амплитуду пульсации. При правильно подобранной ёмкости конденсатора амплитуда пульсации не должна превышать 10-15%.

Сглаживающий конденсатор

После преобразования переменного напряжения в постоянное остаётся пульсация. Сглаживающий конденсатор уменьшает амплитуду пульсации до такой степени, чтобы она не воспринималась глазом. При установке в драйвере питания сглаживающего конденсатора недостаточной ёмкости, когда амплитуда пульсации превышает 15%, мерцание светодиодов различимо глазом.

Частота мигания прожектора такая же, как частота сетевого напряжения – 50 раз в секунду. Увеличение ёмкости конденсатора способно устранить избыточную пульсацию яркости светодиодной матрицы.

Погрешности монтажа светодиодов

Иногда при некачественной сборке матрицы, особенно если она состоит из нескольких десятков светодиодов, контактная площадка диода может быть плохо пропаяна.

При нарушении контакта одного из светодиодов мигает небольшой участок, поскольку диоды на матрице соединены группами.

Как работает светодиодный прожектор?

Для того чтобы понять, почему мигает светодиодный прожектор, рассмотрим, как он работает и какую имеет конструкцию:

• корпус LED-устройства может быть выполнен из ударопрочного пластика или металла;
• внутри корпуса располагается светодиодная лампа;
• отражатели.

Работает прожектор по принципу направления светового потока при помощи отражателей в определенную точку, они его собирают, по этой причине получается яркое свечение.

Элементы устройства прожектора

Светодиод, в задачу которого входит дать ровный свет, состоит из полупроводникового элемента и электродов, это анод и катод. При появлении нужной величины напряжения на электродах они разогревают полупроводниковый элемент, и он дает свечение. Для работы схемы необходимо иметь:

• выпрямитель специального типа, драйвер – они должны стабилизировать ток и регулировать его величину;
• блок питания для светодиода, так как ему нужно напряжение 12 вольт.

Многих поломок в дальнейшем можно избежать, если обратить внимание на следующие нюансы при покупке:

LED-устройство – это светотехнический прибор с высокими параметрами освещенности и небольшим потреблением электрической энергии

Важно! Такие системы не могут быть дешевыми, если они качественно сделаны.
Приобретая LED-прожектор в интернете, потребитель может столкнуться с различными поломками, возникающими из-за дешевизны моделей:

• через небольшой интервал времени эксплуатации устройства появляется моргание светового потока, даже в том случае, когда устройство выключено;
• перестает работать поставленный с устройством датчик движения.

1. Добиваясь конкурентоспособности для своего устройства в области себестоимости, производители часто пренебрегают качеством и надежностью; если прожектор заморгал, возможны следующие причины:

• плохая пайка;
• выбираются наиболее дешевые элементы питания и низкие регулирующие параметры тока.

1. В результате экономии материалов и удешевления устройства освещения покупатель через непродолжительное время получает проблемы с его работой. Часто из-за того, что не регулируется граничный ток, начинает моргать прожектор.
2. Есть мнение, что некоторые производители, которые ориентированы на Россию, в своих устройствах LED устанавливают ограничители тока, не учитывая нашей региональной специфики (частые колебания электрической энергии), что приводит к поломке.

Принцип работы прожектора и светового диода

Светодиодный, да и вообще любой светодиодный прожектор работает по схожему типу, и все они обладают одинаковой структурой. Внутри пластикового или металлического корпуса располагается лампочка, которая должна направлять свой свет строго вперёд. Добиться такого только посредством использования лампочки невозможно, поэтому вокруг неё размещаются специальные отражатели, которые и направляют свет в нужное место.

Расположение отражателей происходит таким образом, что они концентрируют весь свет который расходится в стороны в одну точку, после чего оттуда он и направляется в сторону направления светодиодного прожектора. Таким образом, излучаемый им свет получается очень ярким, насыщенным и кучным.

Основные элементы диодного прожектора

Рассматривая строение светового диода, можно заметить, что он состоит из двух основных составляющих, полупроводника и двух электродов, которые называются анод и катод. Когда напряжение на них подаётся они разогревают полупроводник, и он начинает излучать свет.

Чтобы система работала, входящий ток проходит через специальный выпрямитель и драйвер, которые регулируют и стабилизируют ток для нормальной работы устройства. Так как для работы светодиода требуется двенадцать вольт, то в схему обязательно добавляется ещё и блок питания.

Вывод

В заключение акцентируем внимание на том, что когда прожектор включается самостоятельно, надо сделать следующее:

• проверить подключение устройства;
• сменить вид выключателя;
• если прожектор работает с датчиком движения, проверить его на совместную работу с LED-устройством.

Специалисты обращают внимание на тот фактор, что причиной этого явления может быть дешевизна осветительных устройств, они не дают гарантии длительной эксплуатации. Занимаясь ремонтом, вам надо уметь обращаться с паяльником, электрическими приборами измерений, читать схемы соединений и принципиальную схему устройства