מכשיר מנורת LED: תיקון ופירוק עשה זאת בעצמך, עקרון הפעולה של המעגלים

לאחרונה, מנורות המשתמשות בנורות LED כמקורות אור הפכו למכשירי תאורה פופולריים. מנורות אלו נבדלות ביעילות האנרגטית והידידותיות לסביבה. מעגל אלקטרוני משמש לשליטה בדיודות - דרייבר. אם המאיר נכשל, לאור העלות הגבוהה שלו, כדאי לבצע את התיקון בעצמך, אבל בשביל זה אתה צריך לדעת את המבנה של מנורת LED ולהיות מסוגל לפרק אותו.

מידע כללי

פעולת מכשיר ה-LED מבוססת על המצאת צומת האלקטרון-חור. בשנת 1907 התגלה הפיזיקאי הנרי ראונד באמצעות אלקטרו-לומיננסנציה, ששימשה את ההתחלה ביצירת מקורות קרינה נקודתיים. לאחר המצאת צומת p-n ב-1961, מהנדסים בטקסס אינסטרומנטס רשמו פטנט על טכנולוגיית LED האינפרא אדום. שנה לאחר מכן, המדען האמריקאי ניק הולוניאק המציא מקור אור שפועל בטווח האדום.

במהלך העשור הבא פותחו נוריות LED הפועלות בספקטרום הצהוב, הירוק והכחול. טכנולוגיית הייצור של מקורות קרינה כאלה הייתה יקרה. לכן, הם כמעט לא שימשו כתאורה. עד 1990, חוקרים מהקונצרן היפני Nichia Chemical Industries קיבלו מחיר זול LED כחול, שבשילוב עם צבעי ירוק ואדום העניק קרינה יעילה בלבן ספֵּקטרוּם.

עקרון עבודה LED

LED הוא מכשיר אלקטרוני הפולט אור כאשר זרם חשמלי עובר דרכו. הקיצור המקובל שלו הוא LED (דיודה פולטת אור). פליטת אור מתרחשת במהלך ריקומבינציה של נושאי מטען באזור צומת pn. מעבר זה נוצר בממשק בין חומרים בעלי מוליכות מסוגים שונים.

כאשר חומרים באים במגע נוצרים ביניהם זרמי סחיפה ודיפוזיה, המובילים לשיווי משקל דינמי. אם הפרש פוטנציאלי מוחל על מעבר כזה, זרם הדיפוזיה יגדל ויתחיל תהליך פעיל של מעבר של נושאי מטען מיעוט דרך אזור המגע של חומרים. במפגש זה עם זה בגבול, המטענים ההפוכים הללו מתחילים להתאחד מחדש, כלומר, הם נהרסים עם שחרור האנרגיה.

אבל לא כל מעבר אלקטרון-חור יכול לפלוט אור במהלך ריקומבינציה של מטען. זה נובע מרוחב האזור הפעיל, שאמור להיות קרוב לאנרגיה הקוונטית של הספקטרום הנראה לעין. יתר על כן, ככל ששטח המגע של צומת p-n גדול יותר, כך ניתן לשחרר יותר אנרגיה. תהליך השגת LED שלם הוא מורכב מבחינה טכנולוגית, מכיוון שמבנים רב שכבתיים משמשים לייצורו. לכן, במקרה של מקור של כשל באור, תיקון נורת לד במו ידיכם יהיה כרוך בהחלפתה.

ספקטרום הצבעים של הזוהר נקבע על ידי רוחב אזור המעבר האלקטרון-חור, התלוי בחומרים מוליכים למחצה ובחומרים דומים. קבלת זוהר לבן מושגת בשלוש דרכים:

1. שילוב של שלושה צבעים: אדום, כחול, ירוק (RGB). בנוסף לפולט, בית הלד מכיל: רפלקטור, מפזר, מסך ומסנן אור.
2. על ידי יישום על נוריות LED הפועלות בספקטרום האולטרה סגול, זרחן של שלושה צבעים. כאשר זורם זרם, הזרחן זוהר בצבעים שונים, שקרינתו מעורבבת באמצעות עדשה.
3. השימוש בלד כחול עם זרחן של קרינה ירוקה ואדומה המופעל עליו.

מאפייני פולט

בעת תיקון מנורות LED במו ידיהם, המשתמש מתמודד לעתים קרובות עם שחיקה של אחד או קבוצה של נוריות LED. כדי לא לשבש את פעולת המכשיר המאוזן על ידי היצרן ולא להוביל להחמרה של התמוטטות, המוליך למחצה השרוף משתנה לעותק דומה.

כל סוג של לד מאופיין במספר פרמטרים, בידיעה באילו אתה יכול בקלות לבחור תחליף עבורו.. מאפיינים חשובים כוללים:

1. צריכה נוכחית. ערכו הממוצע הוא 0.02 A. עם זאת, ישנם עיצובים שבהם ניתן לשלב שניים או אפילו ארבעה גבישים בו זמנית, כל אחד עם צומת p-n משלו. בהתאם, הצריכה הנוכחית תגדל פי שניים וארבעה. עלייה בעוצמת הזרם מובילה לשינוי בטווח הצבעים של הקרינה עם השחיקה של הגביש לאחר מכן. לכן, יחד איתם, משתמשים בדרייברים אלקטרוניים במאורות לד השומרים על הזרם בטווח הרצוי. שימוש בדיודה לד עם פרמטרים אחרים יוביל להתחממות יתר של רכיבי הנהג והתמוטטות שלו.
2. גודל ירידת המתח. זה נקבע על ידי הפרש הפוטנציאל על פני LED כאשר זרם זורם דרכו. ערך זה תלוי בצבע הקרינה, למשל, כחול, ירוק, לבן - שלושה וולט, צהוב, אדום - מ 1.8 עד 2.4 וולט.
3. תפוקת אור. מכשירים בקוטר של חמישה מילימטרים פולטים אור כיווני עם תפוקה של עד 5 לומן. לכן בעיצוב הלד ישנה חשיבות לזווית הפיזור שיכולה להיות בין 20 ל-120 מעלות.
4. טמפרטורת צבע. ישנן שלוש דרגות של לבן: חם, בשעות היום וקר. מכיוון שתפיסת הקרינה תלויה במידה רבה בטמפרטורת הצבע, חשוב מאוד להשתמש ב-LED בעל ערך זהה לזה שנשרף בעת החלפתו.
5. גודל סטנדרטי. פרמטר זה מאפיין את גודל פולט LED. הערכים הנפוצים ביותר הם 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 ו-5630. המספרים הללו מראים את הרוחב והאורך של מטריצת SMD. לדוגמה, 5730 - גודל המטריצה ​​הוא 5.7 מ"מ רוחב ו-3 מ"מ אורך. מדד זה משפיע בסופו של דבר על בהירות, טמפרטורת צבע והספק.

מכשיר דרייבר

דרייבר מנורת ה-LED הוא למעשה ספק כוח שמייצב את הזרם דרך גביש הדיודה. עם כל מגוון התוכניות עבור מנורות LED 220 V, עקרון הפעולה שלהן זהה. הוא מורכב מהורדת מתח הכניסה AC לערך הרצוי ושמירה על אותה רמה ללא קשר לשינויים בקלט.

בקר מיוחד, מייצב משולב מתכוונן, מעגלי נגד יכולים לשמש כאלמנט העיקרי. אבל השבבים הנפוצים ביותר הם אפנון רוחב דופק (PWM). יש להם את הפרמטרים היציבים והאמינים ביותר, המספקים את מתח המוצא הנדרש.

הדרייבר מבוסס הבקר עובד על העיקרון של אפנון תדר דופק. מתח רשת הכניסה מתוקן באמצעות גשר דיודה ומוזן אל הקבל, שהוא אלמנט המסנן. יתר על כן, האות עובר לכניסה של המיקרו-מעגל, שבתוכו הוא מומר לפרץ ערך קבוע של פולסים. פולסים אלו מניעים מרכיב מרכזי במעגל, שהוא טרנזיסטור אפקט שדה (מוספת).

הפולס הנכנס פותח את הטרנזיסטור והזרם מתחיל לזרום דרך נוריות הלד, בעוד המשרן צובר אנרגיה. ברגע שיש הפסקה בין הפולסים, המוספ נסגר, והזרם מסופק מהאנרגיה האצורה מהמשרן. תהליך זה חוזר על עצמו במחזוריות בתדירות גבוהה, כך שזרם שן מסור זורם דרך דיודת ה-LED.

המיקרו-מעגלים הבאים משמשים לרוב:

• HV9910.
• HV9961.
• CC28810.
• UCC28810.
• PT4115.
• RCD-24.

תדירות הדופק של הנהג נקבעת על ידי רצועת המיקרו-מעגל, והייצוב שלו נקבע על ידי השוואת הפרש פוטנציאל הייחוס של הבקר עם הערך על חיישן הזרם. נוריות LED רגישות יותר לאיכות החשמל מאשר מקורות אור אחרים. חריגה של 15% מהפרמטרים הנוכחיים תקצר את חיי השירות שלהם מספר פעמים. לכן, עליך להיות זהיר במיוחד בעת תיקון או החלפת נהג.

תיקון עצמי

אין מרכזי שירות מיוחדים לתיקון מנורות לד. במקרה של אחריות, הם פשוט מוחלפים למוצרים חדשים, ואת הישנים נפטרים. למרות שיש כמה תקלות שקל לתקן במו ידיך. לכן, אם נדחתה החלפה באחריות, כדאי לנסות לתקן את מנורת ה-LED 220 V בעצמך. אבל לפני כן, אתה צריך להבין מדוע הנורות נשרפות. הסיבות עשויות להיות:

1. עליות מתח ברשת 220V. מתח גבוה בכניסה יכול לגרום לתקלה במנהל מנורת ה-LED ולהוביל לשריפת הגבישים הפולטים. כדי למנוע את זה, עליך להשתמש בהתקני הגנה בכניסת החשמל, למשל, ממסר הגנה.
2. מנורה שנבחרה בצורה שגויה. כתוצאה מכך, מנורת LED לא תסופק עם הקירור הדרוש, מה שיוביל להתחממות יתר ולבעירה שלה. לכן, בעת התקנת נורה, יש לשים לב תמיד להוראות לגוף התאורה, המעידות על ההספק המרבי המותר שלו.
3. אלמנטים באיכות נמוכה המשמשים בייצור של מקור האור. כדי למנוע בעיה כזו, יש צורך לרכוש רק מוצרים מיצרנים ידועים בעלי תעודת חובה.

פירוק תאורת הלד

זה לא יעבוד לתקן את המנורה מבלי לפרק אותה. למרות שהם שונים בצורותיהם, המבנים שלהם דומים מאוד זה לזה. אז, בחלק התחתון של המרתף, אשר מוברג לתוך המחסנית, מנהל ההתקן עצמו ממוקם. מעליו לוחית רדיאטור שעליה ממוקמים נוריות הלד. מלמעלה, הם סגורים עם כובע, אשר יכול להיות שקוף או מט. פירוק של כל סוג של מנורה מתחיל בהסרת מכסה המגן, ולאחר מכן מוסר הנהג.

לכן, למשל, לדעת איך לפרק מנורת LED e27, אתה יכול לפרק סוגים אחרים של socles על ידי אנלוגיה. יתרה מכך, הסוג הנפוץ ביותר הוא רק ה-E27 והעותק הקטן שלו - E14 (מיניון).

מבנה המנורה כולל את החלקים הבאים:

• כובע מגן;
• בסיס;
• רדיאטור עם סט של נוריות;
• נהג כוח.

יצרנים רגילים מייצרים את המכסה העליון עשוי פלסטיק, אשר לאחר מכן מהודק לבסיס המרתף. אבל יחד עם זאת, יש אזהרה אחת - חומר איטום משמש לתיקון הכיסוי העליון.

על מנת להפריד בין החצאים יש להכין מכשיר חד. זה יכול להיות סכין או נקודה כפופה עם האות "G". מחדירים כלי מתחת לכיפת המנורה ומסירים את הדבק שהודבק עליו בתנועה סיבובית. ברגע שמסירים את הדבק מסירים את הכיפה בניעור קל ומשיכה כלפי מעלה.

זה יפתח גישה לרדיאטור עם נוריות. רדיאטור זה נדחף עם אותו חפץ חד ונדחף אל עצמו. שני חוטים יעברו ממנו, וילכו לנהג המנורה. אם אורכם אינו מספיק כדי להסיר את לוח האלקטרוניקה ואת לוחית ה-LED, אז החוטים אינם מולחמים.

פתרון תקלות

הסיבה השכיחה ביותר לנזק היא נורית LED שרופה. ניתן לבדוק בקלות את תקינותו באמצעות מולטימטר על ידי העברתו למצב חוליה. הגשושית האדומה נוגעת באנודה (פלוס), והשחורה - הקתודה (מינוס). נורת ה-LED הפועלת צריכה להידלק. אם הוא לא נדלק או נראית נקודה שחורה על גופו, הוא פגום. אי אפשר לתקן את זה, אז צריך להלחים את זה, ועובד צריך להיות מולחם למקום הזה.

בעת הסרת הלחמה, ייתכן שתתמודד עם העובדה שהמלחם פשוט יידבק לגוף הלד. זה מצביע על כוח לא מספיק של המלחם והסרת חום מסודרת מהגביש. לכן, תצטרך להשתמש בתחנת אינפרא אדום או במלחם עם הספק גבוה יותר.

אם הנוריות תקינות, הסיבה לכשל היא במנהל ההתקן. קודם כל, נוכחות המתח נבדקת הן בכניסה והן ביציאה של הלוח. בהיעדרם, בעיה נפוצה היא הלחמת פרץ או אלקטרוליט פגום הממוקם במעגל שאחרי גשר הדיודה. זה גם הגורם לאפקט ה-strobe. יתר על כן, במצב המשכיות, גשר הדיודה והנתיכים נבדקים. אי אפשר יהיה לבדוק את יצירת המיקרו-מעגל והטרנזיסטור המפתח ללא אוסילוסקופ. כל החלקים הפגומים מוחלפים באותם או במסים שלהם. ואז נעשה מתג בדיקה.