LED燈泡-超省錢維修法-只用一根電線修好它

現代人講究節能環保,因此換用LED燈泡是個不錯的選擇,它確實能降低耗電量,不過這種環保概念商品可真不便宜,一顆LED燈泡大約是鎢絲燈泡的5倍價格,若LED燈泡發生故障那可真的會心痛,那我們又該如何處理呢? 剛好阿信助教這個月壞了2個LED燈泡,以下就要來告訴各位怎麼修理它,先來看看燈泡裡面的構造吧!

LED燈泡
LED燈泡

LED燈泡-拆解

LED燈泡的外罩沒有螺絲,至少我手上的是這樣,基本上用手一擰,就可以直接把外罩拿下來,它只用膠簡單的黏在散熱座上,事實上我懷疑它是將散熱膏當作膠水來用,因為銜接處都是白白的散熱膏。移開外罩之後就可以看到LED面板,把螺絲鬆開後就可以看到塞在燈座內的驅動電路。110V的市電穿過燈座將交流電源導入驅動線路,再將直流電接到LED面板。

驅動電路

LED本身只能由直流電驅動,因此驅動電路的任務就是交流轉直流,如下圖110V交流電從左方的兩條白線(L火線、N中性線)進來,經過整流轉換後再由右方的紅線與黑線(VCC、GND)出去接LED面板。除此之外它也要能防止電壓與電流過大,如下圖,你會看到驅動電路右方有個控制IC,編號是BP2833A(在R4、R5之間),它就是用來做電源管理的功能。

LED燈泡面板

驅動電路之後是接LED面板,它是以鋁板為基底方便散熱,上方有印刷電路,將所有的LED串聯起來,所以整顆燈泡的方塊圖就會如下圖所示。

問題在哪裡

終於進入到問題的核心了,首先要區分是驅動電路故障還是LED故障。燈泡整天開開關關,在開關的瞬間所造成的突波是最需要處理的,驅動電路若沒做得強壯些,就會被這些突波打壞。根據控制晶片BP2833A的datasheet,它的輸出是MOS電晶體的汲極(Drain),所以是定電流驅動的chip。換句話說,當你跨接越多LED,為了維持固定的電流,VCC就會越高。

直流輸出

我把LED面板移除後測量電壓,由於沒有負載,所以實際不會有電流通過,但驅動電路會有要讓電流維持恆定的趨勢,理論上VCC會被拉得很高,實際上我還聽到滋滋作響的聲音,VCC經過測量後得到156V,由於我沒有正常的驅動電路可以做比較,既然測量結果和理論相符我就當驅動電路是正常。

LED單體

接下來就要看LED本體是否故障,由於面板上的LED是串聯在一起,只要有一顆故障斷路,所有的LED都不會亮,所以我只好一顆顆檢查。電表的低電阻檔位,本身會供電給待測物才能做電阻測量,如此便能驅動LED,由於電流很弱,它產生的亮度也相當弱,因此不至於讓你瞎掉,但足以用來驗證LED。下圖中驗證的LED看來很亮,純粹是攝影特性的關係,要是真的全功率亮起來,拍照起來整個背景會變成全黑。

經過驗證,我確實發現有一顆LED是故障的,導致電流無法經過它。

LED故障排除

既然LED壞了,我們能換它嗎? 只要有零件當然能,但舊零件得要能拿得下來才行。我實際用烙鐵解焊發現無法將LED拿下來,因為它的基板是散熱超好的鋁,烙鐵的熱量一下子就被鋁板吸走,很難讓LED的焊錫接點全部融化,因此我就不想拿下來了,拐個彎想另一個方法,也就是直接讓LED短路使電流繼續往下一關流動,燈泡少一顆LED應該也不會差太多。

短路能讓電流繞過故障的LED,所以短路不見得是壞事,全看你怎麼用它。實際將故障LED頭尾短路後,面板看起來就像下圖這個樣子,你明顯能看到有一條銀色的導線跨接在LED頭尾。

功能驗證

修好之後當然要驗證一下,由於LED實在是超亮,我只好把LED面板朝下免得變成瞎子,上電之後果然燈泡全亮一如往昔(實際當然有少一顆LED,因為我跳過它了),這樣就算修好啦!

順手測量了一下VCC,結果是57.1V,平均一顆LED的壓降大約是3.4V。

原先我推測是頻繁的開關導致驅動電路掛點,但是實際觀察發現驅動電路沒有問題,反而是印象中不常壞的LED壞了,這是特例還是通例? 我也不清楚,但既然手上還有另一個故障的燈泡,就一起拿來看看吧。拆開測量之後,一樣是LED單體故障,而且這顆燈泡有2個LED掛點,在下圖中可以看到有兩個跳線。

跳線之後上電做驗證,燈泡馬上大放光明,這表示目前為止我遇到的都是LED單體故障。可能有人會問若驅動線路故障,該怎麼修? 如果是這樣,我應該就不修了,因為驅動器藏在燈座內部,除非能找到方法鬆開燈座底部的結構,不然我無法將驅動器拿出來。剛才我是硬把驅動器拔出來才能拍照給各位看,這種方式做做研究可以,但修好後會裝不回去。

不過若只單純短路LED,則可以不用拆螺絲拔驅動器就能維修,想省錢的朋友們可以試試喔。

 

 

12 Comments

  1. 你好,我之前參考過你的文章,
    今天成功找到讓LED燈泡復活的方式。
    不過文中有幾點不太明白,
    一是文中「實際不會有電流通過,但驅動電路會有要讓電流維持恆定的趨勢,理論上VCC會被拉得很高」,
    VCC會被拉高的原因看不是很懂,但我這邊實際測量LED面板上的火線與地線得到的直流電壓也約是150v以上。

    二不了解的是,若故障的燈珠愈多,繞過而剩下的正常LED就愈少,但因為控制IC的幫忙,電流會維持穩定,只是VCC會來得比原先正常得燈泡還要小,這樣的判斷對嗎?

    額外好奇的是最後提到測量得出一顆LED的壓降是3.3V,
    但一般學校教的LED驅動電壓約是2.5V,這是由於燈珠種類不同影響的嗎?
    再來若要測量單顆LED的工作電流,有什麼方式嗎?

    問題有點多,最後提到在使用三用電表時的心得,
    我用電阻量測檔位檢查LED故障時,當選擇的電阻檔位愈小(X1),LED愈亮
    電阻檔位愈大,LED亮度會變弱,甚至無法點亮。
    而電阻檔位由小到大,下方有不同顏色的小字標示150mA、15mA、150uA…等,
    這是指它的..?

    先感謝你的回覆!!!

    • 看你的問題就知道你是有實際動手作的人
      先跟你說恭喜 請保持下去
      你一定會發現很多課本沒寫的東西

      1.
      驅動電路如果是空載, 或者說LED故障斷路
      電流趨近於零
      驅動電路會嘗試以高電壓來驅動

      你可以用電源內有個內阻
      若LED正常有電流存在,內阻會吃掉一些電壓
      這樣的方式來理解

      但實際的驅動電路
      我沒有拆開來研究過

      2.
      對, 判斷正確
      但每種電路都有他的工作範圍
      如果今天只剩下一顆LED能用
      驅動電路是否能正常驅動1顆LED則會是個問號
      身為使用者 只能try
      如果是製造商 他們得要知道電源規格
      才能搭配適合的LED排列方式

      3.
      LED的順向電壓, 每種都不太一樣
      大概就2.5V~3V附近
      有沒有更奇怪的電壓? 也許有 只是我不知道
      這跟LED製作的材料有關係
      若要追究到底
      其實每一顆單體LED, 順向電壓也都不同

      4.
      測量LED工作電流
      不能直接把電壓源接上去 ex:電池
      否則會燒掉 你會看到很亮的一下 然後就沒了
      要透過一個200ohm電阻
      透過調整電阻來改變電流
      只要電流不讓LED燒掉 功耗在你要求之內
      就可以用

      5.
      因為測量電阻需要供給電流
      小電阻的電流要給大一點
      不然壓差太小 會很難量到而且誤差也大
      上面標的電流就是該檔位提供的測試電流

      我自己沒有去test是否真的如它寫的電流大小
      反正可以用 在需求範圍內是準的
      我就不會質疑電表了

  2. 電表的低電阻檔位,本身會供電給待測物才能做電阻測量,如此便能驅動LED,
    請問你的電表 廠牌型號是?

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