Светодиод как индикатор сгоревшего предохранителя

Форум АСУТП

Клуб специалистов в области промышленной автоматизации

• Обязательно представиться на русском языке кириллицей (заполнить поле «Имя»).
• Фиктивные имена мы не приветствуем. Ивановых и Пупкиных здесь уже предостаточно — придумайте что-то пооригинальнее.
• Не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему — вместо этого создать новую тему.
• За поиск и предложение пиратского ПО — бан без предупреждения.
• Рекламу и частные объявления «куплю/продам/есть халтура» мы не размещаем ни на каких условиях.
• Перед тем как что-то написать — читать здесь и здесь.

Назначение элементов и принцип работы схемы

У многих читателей в доме установлены выключатели света со светодиодной подсветкой. Схема светодиодной подсветки выглядит следующим образом:

1. Параллельно контакту выключателя включается цепочка, состоящая из гасящего резистора, светодиода и простого кремниевого диода.
2. При разомкнутом выключателе электрический ток протекает через гасящий (токоограничивающий) резистор, включенные встречно-параллельно светодиоды и лампу накаливания.
3. Во время одной из полуволн, когда положительное напряжение приложено к аноду LED, светоизлучающий диод светится. Тем самым не только обеспечивается подсветка выключателя, но и осуществляется светодиодная индикация напряжения.

Если убрать из схемы выключатель, лампочку и провода, у нас останется цепочка, состоящая из резистора и двух диодов. Эта цепочка представляет собой простейший индикатор (указатель) переменного тока 220 В.

Остановимся подробнее на назначении элементов схемы. Выше мы указывали, что рабочий ток сигнального LED составляет около 10-15 мА. Понятно, что при непосредственном подключении светоизлучающего диода к сети 220 В через него будет протекать ток, во много раз превышающий предельно допустимое значение. Для того чтобы ограничить ток LED, последовательно с ним включают гасящий резистор. Рассчитать номинал резистора можно по формуле:

R = (U max – U led) / I led

• U max – максимальное измеряемое напряжение;
• U led – падение напряжения на светодиоде;
• I led – рабочий ток светоизлучающего диода.

Выполнив простейший расчет, для сети 240 В мы получим номинал резистора R1 равный 15-18 кОм. Для сети 380 В нужно применить резистор, имеющий сопротивление 27 кОм.

Кремниевый диод выполняет функцию защиты от перенапряжения. Если он отсутствует, при отрицательной полуволне U на запертом светодиоде будет падать 220 В или 380 В. Большинство светоизлучающих диодов не рассчитано на такое обратное напряжение. Из-за этого может произойти пробой p-n перехода LED. При встречно-параллельном подключении кремниевого диода, во время отрицательной полуволны он будет открыт и U на светодиоде не превысит 0,7 В. LED будет надежно защищен от высокого обратного напряжения.

На основе рассмотренной схемы можно сделать индикатор напряжения 220/380 В. Достаточно дополнить радиоэлементы двумя щупами и поместить их в подходящий корпус. Для изготовления корпуса индикатора подойдет большой маркер или толстый фломастер. Можно разместить радиодетали на самодельной печатной плате или выполнить соединения навесным способом.

В маркере проделывают отверстие, в которое вставляют светодиод. На одном конце корпуса закрепляют металлический щуп. Через второй конец корпуса пропускают провод, идущий ко второму щупу или изолированному зажиму «крокодил».

Несмотря на простоту конструкции, устройство позволит проверять наличие напряжения на выходе автоматического выключателя или в розетке, найти сгоревший предохранитель в распределительном щите. Заметим, что приведенная схема индикатора применяется и в промышленных изделиях.

Бывают ситуации, когда имеется светодиодный чип, но его мощность, ток и напряжение неизвестны. Соответственно, его затруднительно купить, а если он исправен, то непонятно, как подобрать адаптер.

Для меня это было большой проблемой, пока я не разобрался. Делюсь с вами, как по внешнему виды светодиодной сборки определить, на какое она напряжение, мощность и ток.

К примеру, имеем прожектор с такой светодиодной сборкой:

9 диодов. 10 Вт, 300 мА. На самом деле – 9 Вт, но это в пределах погрешности.

Дело в том, что в светодиодных матрицах прожекторов используются диоды мощностью 1 Вт. Ток таких диодов равен 300…330 мА. Естественно, всё это примерно, в пределах погрешности, но на практике работает точно.

В данной матрице 9 диодов включены последовательно, ток у них один (300 мА), а напряжение 3 Вольта. В итоге, общее напряжение 3х9=27 Вольт. Для таких матриц нужен драйвер с током 300 мА, напряжением примерно 27В (обычно от 20 до 36В). Мощность одного такого диода, как я говорил, около 9 Вт, но в маркетинговых целях этот прожектор будет на мощность 10 Вт.

Пример 10 Вт – немного нетипичный, из-за особенного расположения светодиодов.

Другой пример, более типичный:

Светодиодная сборка для прожектора 20 Вт

Вы уже догадались, что два горизонтальных ряда точек по 10 шт – это светодиоды. Одна полоска – это навскидку 30 Вольт, ток 300 мА. Две полоски, соединенные параллельно – напряжение 30 В, ток в два раза больше, 600 мА.

Ещё пара примеров:

5 рядов (зиг-заг) по 10 светодиодов.

Итого – 50 Вт, ток 300х5=1500 мА.

Матрица 7 рядов по 10 светодиодов

Итого – 70 Вт, 300х7=2100 мА.

Думаю, продолжать не смысла, уже всё понятно.

Немного другое дело с светодиодными модулями на основе дискретных диодов. По моим подсчетам, там один диод, как правило, имеет мощность 0,5 Вт. Вот пример матрицы GT50390, установленной в прожекторе 50 Вт:

Светодиодный прожектор Navigator, 50 вт. Светодиодный модуль GT50390 – 90 дискретных диодов

Если, по моим предположениям, мощность таких диодов – 0,5 Вт, то мощность всего модуля должна быть 45 Вт. Схема его будет такой же, 9 линеек по 10 диодов с общим напряжением около 30 В. Рабочий ток одного диода – 150…170 мА, общий ток модуля – 1350…1500.

У кого другие соображения на этот счет – милости прошу в комментарии!

Ремонт светодиодной лампочки

• Приступать к ремонту светодиодной лампы следует с попытки ее разобрать. К сожалению, далеко не все образцы имеют разборный корпус, некоторые, китайского производства, одноразовые – их корпус спаивается еще на производстве, и разбор без повреждения внутренних узлов невозможен. Не тратьте время, они стоят не так уж и дорого, чтобы пробовать их чинить своими руками. Но если вам интересно, то можете попробовать. Обычно начинать стоит с цоколя или рассеивателя, они держатся слабее основного корпуса, но и скрывают самые важные элементы лампочки – драйвер и блок светодиодов соответственно.
• Начинаем ремонт LED-драйвера – прозваниваем его. С него следует начинать потому, что именно он первый стоит в очереди подачи тока на LED. Драйвер представляет собой сложную структуру, содержащую множество элементов, поэтому вооружаемся хорошей настольной лампой и лупой при необходимости. Проверяем конденсаторы, резисторы, шлейфы. Это дело тонкое – даже визуально целые элементы могут иметь обрыв цепи внутри, поэтому придется проверить все. В большинстве лампочек конденсаторы и резисторы припаяны сверху, поэтому их можно заменить на новые (их перед установкой тоже прозвоните, чтобы лишнюю работу не делать). Если есть другая разобранная лампочка с аналогичными параметрами, можно драйвер испытать на ней. Не работает – легче новую лампочку купить, работает – ремонт прошел успешно, следуем дальше.

Следует отметить, что именно таким способом выполняется доработка китайских люстр и китайских светодиодных лампочек, в том числе лампы «кукуруза».

• Просматриваем все пути цепи от драйвера к LED, для профилактики протираем ватной палочкой, слегка смоченной спиртом – светодиодным лампам на 220 В это точно не повредит.

Высокоточный цифровой мультиметр

• С помощью цифрового мультиметра прозваниваем светодиоды. Дальнейшие действия зависят от типа кристаллов. Если это один кристалл с линзой, впаянный в чип – придется выпаивать целиком весь чип, неисправности светодиодных элементов такого типа в домашних условиях починить практически невозможно (чтобы выпаять его, придется запастись паяльником с очень тонким наконечником). Если сгорели SMD-диоды (а скорее всего, именно они и установлены в лампочке), то они спокойно выпаиваются и заменяются на новые (их перед установкой не забудьте проверить мультиметром, чтобы случайно не поставить перегоревшие кристаллы).

• На этом этапе лампочка должна работать, т. к. проверены все важные узлы. Не работает – перепроверьте все еще раз, может, какой шлейф не протерли. Все равно не работает – с чистой совестью отправляйте в мусорное ведро. Если все в порядке – добро пожаловать в мир живой электротехники, приятного пользования.

О чем эта заметка?

Купил я как-то на распродаже повербанк. Обычный повербанк на 5 ячеек, ноунейм, маркированный как 20000 mAh. Понимая, что реальных там от силы 10000, а на деле вообще 7500, за копейки, чисто для эксперимента, приобрёл. И хоть ничего удивительного я от него не ждал, он показал полноценных 10000 мАч. Меня это устроило и почти год страшненькое создание служило верой и правдой, заряжая на рыбалке телефон и разогревая электрические стельки в зимних ботинках. Служило до того момента, пока я ни приобрел на том же Алиэкспрессе автомобильную USB зарядку.

На самом деле, я приобрел их три штуки, за доллар, пять долларов и девять долларов, и хотел потестировать на предмет максимального тока. Но первая же зарядка при включении запахла палёным и, показав на выходе 9,43В, сожгла мне повербанк. Вторая зарядка показала 5,1 В и максимальный ток 0,9А, и была отправлена в резерв к остальным таким же (на самом деле, несмотря на маркировку 2,1А, внутри у этих двух стоял чип ad85063d, который больше 1А просто не умеет, а еще в них не было даже намёка на предохранитель, что и послужило причиной смерти повербанка). А третья, Tronsmart, оказалась совершенно восхитительной. Она умеет отдавать 3А, поддерживает Quick Charge до 3 версии, очень плотно и без люфтов сидит в гнезде прикуривателя. Собственно, об этом я еще напишу статью, а пока же я стал обладателем сгоревшего повербанка, который необходимо было починить.

Старые ламповые телевизоры

Взрослое поколение прекрасно помнит, что в СССР под каждым телевизором непременно гудел пластмассовый ящичек под названием «стабилизатор напряжения». Ящик, как правило, был горячим и обязательно тяжелым.

Конечно, телеки могли работать и без этих ящичков, но любое отклонение напряжения в розетке от 220В приводило к тому, что изображение на экране меняло свою яркость и насыщенность, а сама картинка менялась в размерах. Так что стабилизаторы стояли практически у всех.

Работали такие стабилизаторы с использованием принципа перенасыщения сердечника трансформатора и потому были рассчитаны на узкий диапазон мощностей нагрузки.

Для черно-белых телевизоров, мощностью 100-200 Вт, выпускались одни модели стабилизаторов, а для цветных телеков – совсем другие, более мощные. Нельзя было включать маломощную нагрузку в мощный стабилизатор, т.к. при этом нарушался сам принцип его работы и он переставал выполнять свою функцию.

Вот, например, выдержка из инструкции по эксплуатации советского стабилизатора напряжения Вега-9:

Допустимая выходная мощность стабилизатора:
— минимальная 100,
— максимальная 200 Вт.

Допустимые колебания входного напряжения 154…253 В.
Стабилизированное напряжение выхода 198…231 В.

КПД — 84%.
Масса стабилизатора 3,4 кг.

Как видите, существовало ограничение на мощность нагрузки снизу, т.е. в такой стабилизатор нельзя было включить небольшой черно-белый телевизор, мощностью менее 100 Вт. Точнее, включить-то можно было, но в этом случае о какой-либо стабилизации напряжения можно было забыть.

Если же в Вегу-9 воткнуть нагрузку более 200Вт (например, цветной телек тех времен), то стабилизатор гарантированно перегревался и пластиковый корпус начинал плавиться и вонять. Я не раз видел такие оплавленные коробочки у других людей.

Кстати, сегодня такие старые стабилизаторы для старых телевизоров называются феррорезонансными. Нынешние девайсы чаще собраны по автотрансформаторной схеме с большим количеством отводов и симисторным переключением между ними.

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация. Из рисунка видно, что электрическая схема лампы рассчитана на работу от сети 220В. Переменное напряжение понижается RC-цепочкой и поступает на диодный мост. Затем выпрямленное напряжение частично сглаживается конденсатором и через токоограничивающий резистор поступает на светодиоды. Данная схема не имеет гальванической развязки, то есть все элементы постоянно находятся под высоким потенциалом.

В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.

Какие лампы стоят в задних фонарях

Прежде чем разбирать фонарь ВАЗ 2107, необходимо купить исправные габаритные лампочки того же типа. В фонарях заднего габаритного света производитель устанавливал обычные лампочки накаливания типа А12-4-1 (T4W).

Лампочка, используемая в габаритных фонарях ВАЗ 2107

Идем в магазин, покупаем необходимое количество, и можно приниматься за ремонт.

Агрегат самопроизвольно выключается или включается

Такое странное поведение было замечено у телеков Рубин. Устройство может самопроизвольно переставать работать через некоторый промежуток времени. Или наоборот, происходит включение телевизора без чьего-либо участия. Причиной отключения аппарата может послужить неисправная плата, управляющая питанием. Также нельзя исключать выход из строя платы управления. Самопроизвольное включение телеприемника Рубин, может быть:

• при несправной плате питания;
• при замыкании контактов под клавишами на пульте ДУ;
• замыкании кнопок на панели ТВ.

У телеприемников Sharp также замечается самопроизвольное включение, после чего он выключается, а индикатор начинает мигать красным. Поломка та же – блок питания или плата питания.

Большинство из этих неисправностей, кроме ремонта пульта или его замены, а также проверки сетевого шнура, должны устранять квалифицированные специалисты. Для этого они обладают необходимыми знаниями, инструментами и диагностической аппаратурой. Узнать больше о других неисправностях телевизоров, подвергающихся самостоятельному устранению, вы сможете из нашей статьи о ремонте телевизоров.