Почему греется светодиодная лента: основные причины и способы устранения

Охлаждение светодиодных лент алюминиевым профилем

• Светояр
• Полезно знать
• Охлаждение светодиодных лент алюминиевым профилем

Как и зачем охлаждать светодиодные ленты

Светодиодные ленты мощностью более 9,6 Вт/метр нуждаются в обязательном охлаждении, это обеспечивает светодиодной ленте долгий срок службы и более высокую светоотдачу. Для охлаждения используют алюминиевые профили, на рис. 1. представлена светодиодная лента, наклеенная на алюминиевый профиль, который отводит избыточное тепло и передает его в окружающую среду. Если использовать алюминиевый профиль для диодных лент малой мощности, например 4,8 Вт/м., то мы значительно увеличим срок службы этой led ленты.

Рис. 1. Светодиодная лента Led-Crystal наклеена на охлаждающий профиль LR44R. Сверху светодиодная лента накрыта матовым защитным экраном.

Что будет если не соблюдать правила охлаждения светодиодных лент

Если такое дополнительное охлаждение не использовать, то светодиодная лента быстро выйдет из строя, пример вышедшей из строя светодиодной ленты представлен на Рис. 2. В данном примере покупатель пренебрег правилами охлаждения диодных лент и наклеил три светодиодные ленты мощностью 19,2 Вт/м вплотную друг к другу. Ленты располагались в нише из гипсокартона. Сначала вышла из строя средняя светодиодная лента, поскольку кроме собственного нагрева ей сообщалось тепло от соседних светодиодных лент, на Рис. 2 видно, что средняя led лента пожелтела больше. Выход из строя произошел за несколько дней работы светотехнической системы.

Рис. 2. Светодиодная лента вышла из строя из-за перегрева.

Какие бывают алюминиевые профили

Виды алюминиевых профилей:

1. Самый простой вариант — это алюминиевые полосы. Их обычно используют для закарнизной подсветки, внешний вид представлен на Рис. 3а. Алюминиевые полосы эстетически не красивы но, в закарнизной подсветке они не видны человеческому глазу, поскольку закрыты потолочным карнизом как показано на Рис. 3б.

а) Внешний вид алюминиевой полосы. б) Схема закарнизной подсветки.

Рис. 3. Использование алюминиевой полосы для закарнизной подсветки.

2. Существует накладной профиль с экраном, внешний вид представлен на Рис. 4, его часто используют для подсветки столешниц на кухне Рис.5(а,б). Также профиль нужен в тех местах интерьерной подсветки, где нет возможности скрыть ленту и свет от ленты прямо попадает в глаза. Наличие матового экрана делает свет рассеянным, это более комфортно для глаз.

Рис. 4. Накладной алюминиевый профиль ARH-WIDE-H10-2000 ANOD.

а) Плоский накладной профиль. б) Угловой накладной профиль.

Рис. 5. Использование алюминиевого профиля для подсветки столешницы на кухне.

3. Врезные алюминиевые профили очень часто используют в современных интерьерах в стиле ХАЙ ТЕК. Эти профили встраиваются в гипсокартон, внешний вид представлен на Рис. 6., схема установки в гипсокартон представлена на Рис. 7. Используя такой профиль появляется возможность создавать светильники различной длины.

Рис. 6. Врезной алюминиевый профиль ARH-POWER-F-W35-2000 ANOD.

Рис. 7. Схема установки алюминиевого профиля в гипсокартон.

4. Подвесной профиль, подвешивается к потолку на металлических тросах, внешний вид представлен на Рис. 8.

Рис. 8. Подвесной алюминиевый профиль SL-ROUND-D40-2500 ANOD+OPAL.

Этот профиль также популярен в современных интерьерах, его используют не только для оформления квартир но и для выставок, музеев, торговых помещений.

Зачем еще нужен алюминиевый профиль

Алюминиевый профиль не только охлаждает светодиодную ленту, но и придает ей эстетичный вид. Большинство светодиодных лент снабжены защитным экраном, который защищает ленту от механических воздействий. Если экран матовый, то он ещё рассеивает свет.

Поверхность алюминиевого профиля может быть анодированной. Это нанесение на поверхность алюминия различных слоев электрохимическими методами. Анодированный алюминий имеет более равномерный внешний вид поверхности, то есть не видны полосы, которые обычно возникают в процессе производства профиля. С помощью анодирования, такой профиль может быть окрашен в какой-либо цвет, например золотистый или коричневый.

Заключение

Алюминиевый профиль сделан для отвода тепла, что значительно увеличивает срок службы светодиодной ленты. Для led лент мощностью более 9,6 Вт/м такое охлаждение является обязательным. Также использование профилей с защитным матовым экраном предохраняет глаза от избыточной яркости и придает эстетику светотехнической системе.

24.04.2018

Почему выделяется тепловая энергия

Если коротко, причиной выделения тепловой энергии является КПД лампы. Он находится в пределах 30-40%, именно такая часть затраченной энергии уходит на излучение света. Остальные 60-70% энергии идут на нагрев кристалла.

Выделение тепловой энергии является побочным эффектом от взаимодействия электронов с дырками в зоне p-n перехода. Причем, степень тепловыделения возрастает с увеличением мощности кристаллов. Если светильник состоит из большого количества чипов, то и греются они, соответственно, сильнее. Излишки тепла отрицательно влияют на состояние кристаллов — они выгорают, теряют яркость свечения и в конце концов перестают излучать свет.

Тепло от кристалла передается алюминиевой плате, которая, в свою очередь, отдает энергию радиатору. Это и дает некоторый нагрев, свойственный всем светодиодным осветительным приборам. Необходимо учитывать, что сравнивать температуры ЛЕД и ламп накаливания нецелесообразно, поскольку они работают на разном принципе. Для первых нагрев является следствием неудачного контакта электронов с границей p-n переходов, вторые работают на принципе свечения нагревающейся вольфрамовой нити. Это означает, что тепло светодиодов — побочный эффект, а для ламп накаливания это одно из условий функционирования. Чем массивнее радиатор и плотнее контакт с ним платы, тем эффективнее будет рассеиваться нагрев кристаллов ЛЕД устройства.

Какая температура нагрева считается нормальной

Говорить о норме нагрева светодиодных ламп сложно. Есть определенные пределы, которые принято считать рабочим диапазоном температуры ЛЕД конструкций — от 60° до 70°, хотя встречаются образцы с меньшим или большим нагревом. Показатели каждого вида светодиодов зависят от разных факторов:

• мощность лампы;
• количество чипов, установленных на плате;
• размер и эффективность контакте радиатора с
  платой;
• режим работы светодиодов.

Любая светодиодная лампа со временем теряет яркость свечения, или, как говорят, деградирует. Причиной этого явления считается перегрев всех чувствительных деталей

Важно, что проблемным узлом часто оказывается не чип, а другие элементы конструкции — например, детали драйвера. Нормой считается деградация в пределах 70%, большие показатели свидетельствуют о бракованной лампе или несоблюдении производителем требований технологии

Примечательно, что разница рабочих температур двух светодиодов буквально в 5-10° вызовет ускорение деградации более нагретого прибора на 50-60%. Также необходимо знать, что существуют специальные модели светодиодных ламп, рабочая температура которых превышает 100°. Они используются в особых условиях и не продаются вместе с бытовыми типами светильников.

Типы блоков питания

Прежде всего, нужно определить, где будет установлен блок питания. От этого зависит тип блока, который вам нужно будет приобрести. Блоки питания делятся на три типа:

1. в пластмассовом корпусе, как блоки питания ноутбука или планшета. Их легко спрятать под подвесным потолком или в шкафу, но мощность их не очень велика. Мощность таких блоков не более 75Вт;
2. в алюминиевом корпусе, герметичные; Их мощность может быть до 100Вт. Эти блоки больших размеров, но не боятся воды и низких температур. Их используют в подсветке рекламы и витрин магазинов;
3. в перфорированном корпусе, со встроенными кулерами или без них. Эти блоки могут быть любой мощности. Если в них встраивается кулер, то блок при работе шумит. Их целесообразно использовать, если в доме или квартире прокладывается отдельная сеть 12V. В любом случае, блоки этого типа нельзя устанавливать в замкнутое пространство. Для нормального охлаждения эти блоки нуждаются в хорошей циркуляции воздуха.

Блоки питания могут быть разной сложности. В некоторых встраивается диммер — устройство, позволяющее регулировать яркость свечения ленты. Они могут быть с дистанционным управлением и программируемые по времени включения и отключения. Если диммера нет, а вы хотите его установить, то придется покупать его отдельно. В некоторых блоках питания есть возможность регулировки выходного напряжения для компенсации падения напряжения в длинных проводах. Блоки питания отличаются еще и ценой. От дешевых, но вполне надежных до дорогих, известных фирм. Очень дешевые блоки непонятных производителей лучше не покупать. Никто не даст гарантию, что он будет работать длительное время, а не сгорит через две недели или при коротком замыкании. В тоже время, в хороших блоках есть защита короткого замыкания и от перегрузки.

Это интересно: Как запустить блок питания ATX без компьютера?

Насколько сильно может греться светодиодная лента?

При нормальных условиях работы светодиодной ленты в жилых помещениях поверхность не должна греться выше 45-50°С. Для определения степени нагрева может использоваться рука человека, при прикосновении ощущается тепло, элементы можно удерживать длительное время без риска ожога. За счет сниженной температуры элементов достигается высокая пожарная безопасность изделия. Одновременно обеспечивается экономия электроэнергии, поскольку светодиоды рассчитаны на небольшой рабочий ток.

При изготовлении светодиодной сборки в герметичном кожухе ухудшается теплоотдача элементов. Для обеспечения охлаждения необходима установка радиаторов, находящихся в зоне обдува потоком воздуха. Увеличение яркости свечения ведет к росту потребления энергии и увеличению температуры светодиодов. Специальные изделия повышенной яркости допускают длительную эксплуатацию при температуре 120°С. Существуют опытные разработки, позволяющие поддерживать работоспособность при нагреве до 200°С.

Специфические случаи

Ремонт светодиодной ленты с питанием от 12 или 24 В выполняют самым распространенным способом — удалением проблемного участка и соединением работоспособных частей ленты между собой. Иногда на место вырезанного отрезка вставляют другой, если лента прикреплена к несущей поверхности и демонтировать ее слишком сложно.

Однако, для того, чтобы произвести ремонт ленты с прямым питанием от сети 220 В, эта методика не годится. Подобные светильники имеют минимальные отрезки по 0,5 или по 1 м. Это делается для того, чтобы набрать 60 светодиодов, каждый из которых потребляет примерно 3,5 В. Они соединяются последовательно, поэтому выход из строя одного элемента означает отказ целого метрового отрезка ленты.

Ремонт проблемного отрезка возможен, надо только отыскать перегоревший светодиод и заменить его. Поиск производится путем поочередного замыкания контактов всех элементов. Когда будет замкнут перегоревший элемент, все остальные ярко вспыхнут. Останется только аккуратно удалить дефектный светодиод и припаять на его место нормальный

Необходимо соблюдать осторожность, поскольку напряжение на светодиодах составляет 220 В, а это опасно для жизни

Монтаж и подключение светодиодной ленты через блок питания 12-24 Вольт.

Есть две основные причины выхода из строя светодиодной подсветки:

• не качественные светодиоды и блоки питания

• не правильный монтаж и подключение с ошибками

Вот основные три правила и ошибки, на которые нужно обращать внимание в первую очередь

Она даже продается катушками этого метража. А что если вам нужно подключить 10 или 15м? Казалось бы, подсоединил конец первого куска с началом второго и готово. Однако такое подключение запрещается. Почему так принято?

Потому что пять метров – это расчетная длина, которую могут выдержать токоведущие дорожки ленты. При большей длине, нагрузка будет превышать допустимую и лента обязательно выйдет из строя. Кроме того, будет наблюдаться неравномерность свечения. В начале ленты светодиоды будут светить ярко, а в конце гораздо тусклее.

Вот так будет выглядеть схема параллельного подключения светодиодных лент длиной превышающих допустимую:

При этом подключать ленту можно как с двух сторон, так и с одной. Подключение с двух сторон позволяет уменьшить нагрузку на токовые дорожки, а также помогает избежать неравномерности свечения в начале и конце ленты.

Особенно это важно на мощной ленте – свыше 9,6Вт/метр. Именно так советуют подключать профессионалы, которые занимаются установкой светодиодной продукцией долгие годы

Единственный жирный минус – приходится тащить дополнительные провода вдоль всего освещения.

Во время работы лента нагревается, и эта температура отрицательно влияет на сами светодиоды. Они попросту перегреваются и начинают терять яркость, постепенно деградируя и разрушаясь.

Таким образом лента, которая могла бы спокойно проработать 5-10 лет, без профиля перегорит у вас через год, а может даже и раньше. Поэтому использование алюминиевого профиля в светодиодной подсветке обязательно.

Единственная лента, где можно обойтись без него – это SMD 3528. Она маломощная, всего 4,8Вт на 1м и не столь требовательна к теплоотводу.

Особенно нуждаются в теплоотводе ленты залитые сверху силиконом. В них теплоотдача происходит только через подложку, снизу. А этого бывает иногда недостаточно. Если вы еще наклеите ее на какой-нибудь пластик или дерево, то здесь вообще никакого охлаждения не будет.

Правильный выбор блока питания это гарантия долговременной и безопасной работы всей подсветки.

Только в этом случае он будет работать нормально. Если вы подберете его впритык, ровно по мощности всех светодиодов, то блок будет постоянно трудиться на своем пределе. Естественно такая работа скажется на продолжительности эксплуатации. Поэтому всегда давайте ему запас.

Для монтажа освещения с помощью светодиодной ленты вам понадобится:

• бухта светодиодной ленты. Необходимую длину отрежете в процессе монтажа.

• трехжильный кабель ВВГнг-Ls сечением 1,5мм2

• блок питания

• диммер и пульт управления

• монтажный провод ПуГВ. Лучше всего взять с разноцветной изоляцией красного и черного цветов. Сечение также 1,5мм2

Если у вас не выполнены эл.монтажные работы, то предварительно необходимо подвести напряжение 220В к месту подключения ленты. Для этого штробите стену, либо укладываете кабельный канал и протягиваете по нему трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5. Ведете его непосредственно до той распредкоробки, где будет подключаться питание светодиодной ленты.

Можно использовать существующую распаечную коробку, где подключено основное освещение. Главное чтобы место позволяло свободно подключить дополнительные провода и клеммники.

Выключатель на светодиодную ленту желательно устанавливать именно на провода 220 Вольт, а не перед лентой на отходящие 12-24В. В этом случае блок не будет работать постоянно. Тем более, импульсным блокам работать без нагрузки противопоказано. К тому же так будет выше уровень безопасности.

Предварительно проверьте и не перепутайте фазу, ноль и землю. Чаще всего, ноль бывает синего цвета, заземляющая жила – желто-зеленого, а фазная – любых других расцветок. Но доверять только цветовой маркировке нельзя! Более подробно как без ошибок отличить ноль и фазу можно ознакомиться в статье “Как определить фазу и ноль в электропроводке”.

Далее нужно от этой распредкоробки в штробе, гофрорукаве или в кабельном канале проложить кабель к будущему месту установки блока питания. Для его размещения монтируете удобную полочку. Изготовить ее можно из кусков фанеры или гипсокартона. Рядом размещаете и диммер.

Протянув кабель до блока, можно приступать непосредственно к подключению проводов.

Методы устранения неисправностей

Если все индикаторы горят, а нагрев спирали не происходит, то это не означает, что наверняка перегорел тэн, хотя он тоже может перегореть. В этом случае неисправность может заключаться в нарушении контактов проводки и конфорки или в неисправности переключателя мощности. В случае неисправности тэна его нужно заменить. Если нарушились контакты, их нужно зачистить и спаять заново, если не работает переключатель мощности, его можно отремонтировать или заменить на новую деталь.Если при включении степень нагрева конфорки не соответствует выбранному режиму, то вероятнее всего перегорела часть спирали или неисправен переключатель мощности. Спираль нужно заменить, А переключатель можно попробовать отремонтировать, а при невозможности тоже заменить.

Назначение и технические характеристики контроллера LN-IR24B

Для реализации всех световых возможностей RGB светодиодных лент, они подключаются через контроллер. Контроллер это электронное устройство, позволяющее дистанционно управлять режимом работы светодиодной ленты.

Хотя контроллеры и надежные, но случается, выходят из строя, зачастую в результате нарушения правил эксплуатации – перегрузке по выходу, короткое замыкание выходных клемм, подача повышенного питающего напряжения или из-за неправильной полярности подключения к блоку питания. Иногда отказывают и не надежные электронные компоненты, из которых собран контроллер. Контроллер может не включаться и потому, что в пульте дистанционного управления села батарейка. Контроллер для лент дорогостоящее изделие и в случае поломки есть смысл попробовать отремонтировать его своими руками.

Рассмотрим на примере порядок диагностики и технологию ремонта широко распространенного контроллера типа LN-IR24B, применяемого для управления светоизлучением RGB светодиодных лент. Внешний вид контроллера LN-IR24B представлен на фото выше.

Контроллер RGB не является самостоятельным устройством и для его работы, как видно из структурной схемы, необходимо подать с блока питания постоянного тока напряжение 12 В или 24 В (в зависимости от модели контроллера), и подключить светодиодную ленту. Более подробно вопрос подключения светодиодной RGB ленты рассмотрен в статье сайта «Подключение RGB светодиодных лент».

В комплекте поставки контроллера отсутствует информация по техническим характеристикам и описание назначения кнопок пульта дистанционного управления. Дополню этот пробел.

Технические характеристики RGB-контроллер LN-IR24B

Параметр	Единица измерения	Величина
Температура окружающей среды при работе	˚С	минус 10…+50
Входное напряжение	V	DC 12 или 24
Тип разъема подачи входного напряжения	—	коаксиальный DC Jack 5,5 мм
Тип выхода	—	три канала (RGB)
Способ управления RGB светодиодной лентой	—	широтно импульсная модуляция (ШИМ)
Ток нагрузки на один канал	A	2
Общий провод для каналов	—	плюсовой (анод)
Расстояние дистанционного управления с ПДУ, не менее	м	8
Способ управления с ПДУ	—	инфракрасные лучи IR
Электропитание ПДУ	штук	1 батарейка CR2025 (3V)

Назначение кнопок ПДУ RGB-контроллера LN-IR24BУ

Внешний вид пульта дистанционного управления приведен на фотографии. На нем имеется 24 кнопки для управления режимом свечения светодиодной RGB ленты.

Инфракрасный сигнал излучается со стороны верхнего ряда кнопок и для управления необходимо перед нажатием кнопок этой стороной пульт направлять с сторону размещения контроллера.

На некоторых кнопках нанесены пиктограммы и надписи. Функциональное назначение каждой кнопки и эффект от нажатия каждой из них приведены в таблице ниже.

Кнопка	Функция кнопки	Результат
Включить (ON)	Лента RGB начнет светится
Выключить (OFF)	Лента RGB прекратит светится
Яркость больше	Яркость увеличивается на одну ступень при каждом нажатии на кнопку
Яркость меньше
Красный цвет (R)	Включение, выключение свечения одного из указанных цветов
Зеленый цвет (G)
Синий цвет (B)
Белый цвет (W)
Вспышка, мигание (FLASH)	Режим чередования включения цветов с изменением скорости и яркости их свечения
Стробоскоп (STROBE)	Режим изменения скорости и яркости
Исчезать, угасать, затухать (FADE)	Переливание цветов во времени
Плавный, мягкий (SMOOTH)	Плавное изменение цветов во времени

При нажатии на кнопку без надписи, лента будет светиться цветом, соответствующему цвету нажатой кнопки.

Причины нагревания светодиодной ленты

Для того, чтобы разобраться, почему светодиодная лента греется, надо рассмотреть условия ее работы, способ подключения и прочие факторы воздействия. Прежде всего, необходимо изучить паспортные данные и выяснить рабочую температуру изделия. Есть светодиоды, которые во время работы греются до 100° и больше, это нормально и является особенностью конструкции. Однако, такие элементы редко устанавливаются на светодиодные ленты. Как правило, они рассчитаны на эксплуатацию в сложных условиях, когда излишки тепла рассеиваются в холодное окружающее прострaнcтво. Есть и другие факторы, о которых следует поговорить особо.

Качество

Количество светодиодных лент на рынке огромно. Постоянно появляются новые производители, не отстают и промышленные гиганты. Чем известнее и популярнее бренд, тем больше подделок из стран Юго-Восточной Азии. Они не соответствуют заявленным параметрам пpaктически по всем пунктам, и основным следствием этого является чрезмерный нагрев. Избежать таких ошибок можно, если при покупке не стесняться спрашивать у продавца необходимые сертификаты.

Перегруз

Многие пользователи приобретают недорогие изделия от неизвестных производителей. Такая продукция редко соответствует заявленным на упаковке параметрам. В частности, у большинства таких лент чрезмерно завышена мощность. Это делается для того, чтобы использовать меньшее количество LED элементов и получить такую же яркость, как у нормальных изделий. При подаче питания светодиоды начинают получать слишком высокое напряжение, следствием чего становиться избыточный нагрев. Проще говоря, лишний вольтаж превращается в тепло. Решением проблемы станет либо установка дополнительных элементов, либо использование понижающего резистора.

Другие

Светодиодная лента нередко греется и по другим причинам:

1. Иногда причиной перегрева становится использование герметичных светодиодных лент со степенью защиты IP67 в теплых жилых помещениях. Элементы находятся внутри силиконовой трубки, которая не позволяет излишкам тепла выводиться наружу. Возникает эффект термоса, светодиоды нагреваются и начинают в усиленном порядке деградировать.
2. Нередко причиной излишнего нагрева становится слишком плотный монтаж. Ленту прикрепляют так, что большое количество элементов оказываются сосредоточены в одном месте — наматывают на трубу, укладывают полосы и т.п. Теплоотведение в таких условиях затрудняется, и лента начинает перегреваться.
3. Перегревается не только лента, но и блок питания (драйвер). Это происходит при отсутствии некоторого запаса мощности источника. Со временем его хаpaктеристики снижаются, он начинает работать с перегрузкой и сильно греться. Решением проблемы станет замена драйвера на более мощный прибор.

Почему перегорает блок питания?

БП — один из самых уязвимых компонентов всей светодиодной конструкции. Из-за того, что он постоянно взаимодействует с мощностью 220В, он часто портится и постепенно его функционирование сходит на нет. Рассмотрим другие причины поломки:

нарушенные правила пользования;

Нередко владельцы пренебрегают советами и требованиями по эксплуатации, говоря не только о светодиодных лентах, но и о любых электроприборах. Большинство проблем с устройствами возникают из-за несоблюдения правил эксплуатации. То есть люди по своей же вине портят свое имущество.

• банальное заливание водой;
• технических характеристик блока мало для обеспечения энергией большого количества светодиодов;
• отсутствие ухода за устройством;

Если любой электроприбор не очищать, не удалять из него пыль, грязь, он потеряет очки производительности и вскоре выйдет из строя.

• несоблюдение закона о 30-процентном запасе мощности;
• некачественная сборка самого продукта.

Совет как устранить Неисправность блока питания для светодиодной ленты здесь может быть только один: не покупайте дешевую китайскую продукцию на сомнительной радиобалке. Доверяйте только проверенным изделиям, в которых вы уверены. Либо попросите помочь с выбором более квалифицированного в этом вопросе человека.

Предварительно перед ремонтом поломки необходимо ознакомиться с ее причиной. Ведь для залитого водой устройства и испорченного вследствие удара аппарата применяются разные способы «лечения». Выкрутите болтики и загляните вовнутрь блока для определения проблемы.