Ювелирное обозрение

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт светодиодная лента.

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент – качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.

Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

По типу охлаждения:

Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток – невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;

Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

электронных балластах для люминесцентных ламп;

зарядных устройствах для мобильного телефона;

дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

Его структура следующая:

1. Голубым цветом выделен диодный мост, стоящий на входе блока питания он выпрямляет входное переменное напряжение, для питания следующих узлов постоянным напряжением величиной 220*1.41=310 В. В случае поломки – проверьте наличие и величину напряжения ДО моста и ПОСЛЕ него, если оно отсутствует – потребуется замена диодов или моста, если он собран в отельном корпусе.

На схеме не указан, но по линии 220 В может присутствовать предохранитель или низкоомный резистор, прежде чем приступать к ремонту проверьте его целостность.

2. Коричневым обведен фильтр пульсаций, его главным элементом является C4 – электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от того, насколько сэкономил производитель, обычно до 220 мкФ на 400 Вольт. L1 – фильтр пульсаций и электромагнитных помех, которые возникают при работе импульсного блока питания. В большинстве дешевых блоков питания он отсутствует.

Частая проблема фильтра – высыхание, взрыв или вздутие электролитического конденсатора, приводит к некачественной работе всего импульсного блока питания в целом или его полной неработоспособности. Заменить его можно таким же и большей ёмкости, но подходящим по размеру.

3. Зеленым цветом выделена силовая часть VT1 силовой транзистор, в данном случае полевой, но может быть и биполярный. T1 – импульсный трансформатор с тремя обмотками: первичной, вторичной и базовой.

Третья обмотка необходима для генерации высокочастотных колебаний – если интересен принцип работы автогенераторного блока питания лучше прочитать книги Моина, Зиновьева и другие учебники по источникам питания импульсного типа.

Импульсные трансформаторы гораздо меньше по габаритам, чем сетевые, опять же из-за работы на высоких частотах и выполнены не из железа, а из феррита. Чаще всего выходит из строя силовой ключ.

Прозвоните транзистор мультиметром в режиме проверки диодов, и вы сразу обнаружите его пробой или обрыв. Остальные элементы – это обвязка этого узла, по отдельности редко выходит из строя, в основном вслед за силовым транзистором. Однако всегда стоит убедиться в соответствии номинальным значениям резисторов и конденсаторов.

Диоды в обвязке трансформатора VD7 и VD5 выполняют роль снаббера защищая цепи от всплесков противо-ЭДС, в моменты переключения транзистора. Являются тоже довольно нагруженным и ответственным узлом.

4. Красным цветом выделена цепочка обратной связи по напряжению на базе регулируемого стабилитрона TL431 и их аналогов (любые буквы в обозначении с цифрами «431»). Дополнительная информация про TL431: Легендарные аналоговые микросхемы

В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Более дорогие и блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное – это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер – это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте – вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы – это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей – действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;

Более качественная стабилизация выходных параметров;

Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока .

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 – и контроллер и ключ в одном корпусе.

В этой схеме используется внешний MOSFET ключ.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно можно определить с помощью осциллографа просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны.

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае – проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX.

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка – плюс, а на 7 ножку – минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» – микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена – проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет – на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось – микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту – это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки – импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты – проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC» .

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Вывод

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах.

Дата: 28.12.2015 // 0 Комментариев

Используя светодиодное освещение, многие радуются лишь до тех пор, пока оно исправно работает. Поломка блока питания светодиодной ленты может не только огорчить, но и ударить немного по карману. Сегодня мы рассмотрим ремонт блока питания для светодиодной ленты, типичные его неисправности и методики их устранения.

Ремонт блока питания для светодиодной ленты

Зачастую все дешевые китайские блоки питания для светодиодных лент выглядят примерно так. Стоит ли браться за ремонт такого блока? Стоит однозначно!

Как правило, если плата блока питания целая, и не превратилась в кусок обуглившегося радио-хлама, то ремонту такой блок подлежит.

Схема, блок питания для светодиодной ленты

Схемы в таких блоках почти всегда одинаковые, для наглядности можно пользоваться схемой изображенной ниже. Типичная схема, которая используется в подобных блоках питания.

Основные неисправности в этих блоках питания:

1. Микросхема ШИМ контроллер — TL494. Аналог: МВ3759, IR3M02, М1114ЕУ, KA7500 и т.д.
2. Конденсаторы С22, С23 – высыхают, вздуваются и т.д.
3. Ключевые транзисторы Т10, Т11.
4. Сдвоенный диод D33 и конденсаторы С30-С33.
5. Остальные элементы выходит из строя крайне редко, но тоже не стоит упускать их из вида.

Для начала вскрываем наш блок и осматриваем предохранитель. Если он целый, подаем питание и измеряем напряжение на конденсаторах С22, С23. Оно должно быть порядка 310 В. Если напряжение такое, значит сетевой фильтр и выпрямители исправны.

Следующим этапом станет проверка ШИМ. У нашего блока это микросхема КА7500.

— на 12 выводе должно быть около 12-30 В. Если нет, проверяем дежурку. Если есть – проверяем микросхему.

— на 14 выводе должно быть около +5 В.

Если нет, меняем микросхему. Если есть – проверяем микросхему осциллографом согласно схеме.

Как проверить TL494 без осциллографа?

Если нет осциллографа, рекомендуем взять заведомо рабочий блок питания, установить вместо микросхемы DIP панель, куда можно подключать проверяемые ШИМ контроллеры. Это единственный достоверный и вменяемый способ проверки TL494 без осциллографа.

Наша микросхема КА7500 после проверки, оказалась неисправной. Перед установкой нового ШИМ контроллера устанавливаем DIP панель.

На фото мы подготовили все для замены ШИМ.

Меняем ее на аналог TL494CN.

Следующим этапом станет небольшая модернизация блока. Если внимательно осмотреть сетевой фильтр есть место для установки варистора.

Устанавливаем варистор К275. Он будет защищать блок от скачков высокого напряжения. При коротком скачке – варистор поглощает энергию импульса, а при длительном – сопротивление варистора станет настолько малым, что сработает предохранитель и вся схема блока останется целой.

Блок перед финальным тестом.

После замены неисправных компонентов подключаем блок в сеть. Как видим блок прекрасно работает. Подстроечным резистором Р1 (возле зеленого светодиода) можно точно выставить выходное напряжение на блоке питание. Диапазон корректировки лежит в пределах от 11,65 В. до 13,25 В.

Как видим все работает исправно, ремонт блока питания для светодиодной ленты окончен. Учитывая, что в блоке отсутствует активная система охлаждения, рационально установить на крышку блока дополнительный кулер, закрытый сеткой в виде гриля.

Важно! При ремонте блока многие его компоненты находятся под опасным для жизни напряжением. Не стоит проводить манипуляции без достаточных знаний и навыков!

Еще перед новым годом получил этот замечательный блок питания для светодиодной ленты на 120… Запитал ленту на потолке 🙂 которая очень качественно просветила (и светит!) все новогодние праздники… Про ленту читайте в блоге сообщества Made in China я уже раньше писал и описывал)) и ленту и поставщика…

Тут же дело пойдет о блоке питания 🙂 Так как ранее я запитывал все свое чудо подсветку дома от блока питания АТХ то светила она не на полную пощность. с этим блоком лента светит куда ярче и свет более приятней к глазу 🙂 на АТХ лента светила синевой… а на этом блоке просто холодным белым 🙂 но к синеве никакого отношения уже не имеет… Блок питания встроен диммер! лента разжигается плавно и тухнет так же! катушки и другая хрень на термопасте наблюдал через дырочки… в общем отличная штука! Нагревается при работе примерно до средней теплый т.е. на мой взшгляд градусов 35-40!

Посылка шла 22 дня. Трек номер был! Отслеживался! Упаковано в пупырку конверт и ваще все отлично 🙂

Распаковку посылки глядеть тут:

Цена:
По цене не скажу что прям даром! но зато он качественный! Не греется ! не воняет! не искрит! и вообще чудо 🙂

Принцип питания ленты такой:

Смотрите также

Комментарии 12

Хороший обзор. Не слушай никого.

Схема подключения не с этого блока. Что-то не так

какая разница ? те же яйца только в профиль)))

Просто думаю, лучше ставить картинку ту, которая соответствует действительности. На картинке сеть и выходы на одной стороне находятся, а на оригинале с разных сторон. Для кого то это может быть принципиальным. Плюс количество выходов не соответствует действительности.
Может показаться что я придираюсь, но точность вежливость королей.

картинка добавлена для всяких там зевак которые будут спрашивать а зачем оно а куда че кого пихать… а че подключать. как чем куда… левой рукой или правой)) снизу или свверху сзади или снизу))))) что бы не отправлять их в ОПУ… вернее в гугл))))) была добавлена первая попавлееся картинка для общего развития мозга людей! ! ! это не значит что оно точно так же должно быть или обязано быть именно с этим блоком потому что это блок питания! и каждый сам решает себе что ему питать! кому то камеры IP / CCTV / кому то ленту, плафоны другие устройства требующие 12v … это их проблемы))))) это их мечты) зачем мне в них влазить! любой 5ти класник по логике вещей увидит что к данному блоку можно подключить 2 линии т.е. 2 ленты! а на картинке выше 3 ленты! соответственно когда он не найдет третию линию его мозг вскипит) и он почувствует себя УМНЫМ! и о ЭВРИКАААААА блок то на 2 линии))))) а там гляди может и спецификацию почитают и задумаются А НАДО ЛИ ОНО МНЕ))))) и какую к нему ленту купить. и на калькуляторе ее лдину посчитают)))

п.с. — я за саморазвитие 🙂 но иногда на меня находит и я добавляю людям инструкции))))) навожу их на мысль страннными подсказками)))

Эти люди из Ю-туба )))) понятно

Если как я понимаю это обзор то где замеры? У меня 100вт бп в два раза больше по размерам даже.