Zapobieganie planowanemu postarzaniu tanich lamp LED

Od razu zaznaczam, że nic odkrywczego tutaj nie napiszę.

Po rozebraniu wielu zepsutych tanich lamp LED ("ledówki") dochodzę do wniosku, że chipy LED nie dość, że pracują w granicach swoich możliwości to jeszcze mając przy tym za słabe chłodzenie.
Co z tego, że producenci stosują (prawidłowo) zasilacze prądowe, jeśli dobierają za duży prąd w stosunku do możliwości odprowadzania ciepła.
W takich warunkach nie trzeba długo czekać, aż najsłabszy z chipów LED ulegnie awarii. Oczywiście są połączenie w szereg i awaria jednego powoduje przerwę w obwodzie i koniec świecenia całości.
Zwarcie uszkodzonej diody przywraca do życia naszą ledówkę. Naprawa na krótko, ponieważ niedługo poleci kolejny chip LED.

Największym moim zdaniem nieporozumieniem są naświetlacze COB LED. Gdzie na powierzchni wielkości znaczka pocztowego mamy 20-to watowego LEDa. Jak to ekonomicznie chłodzić?! Tym producenci się nie przejmują.

Jak zatem można w tani i szybki sposób temu przeciwdziałać? Mój pomysł polega na oszukaniu drivera LED. Równolegle (do zacisków drivera) dolutować rezystor o dobranych parametrach. Przykładowo dla 24 chipów LED o sumarycznej deklarowanej mocy 20W, gdzie driver daje 0,25A może to być rezystor 2kΩ o mocy 5W. Na rezystorze wydzieli się około 3,1W strat na grzanie.
"Przerzucę" wtedy część mocy na rezystor i "odciążę" LEDy. Oczywiście efektywność energetyczna takiego źródła światła spadnie, ale powiedzmy, że mam to w... poważaniu.

Co o tym sądzicie? Zapraszam do dyskusji.
Tylko proszę oszczędzić mi, że można przerobić driver. To ma być banalne i tanie rozwiązanie. Dla laików elektroniki.

Największe nieporozumienie to modne ostatnio "żarówki" FILAMENT LED - struktury w nich pracują w temperaturze rzędu 170*C, przez co padają średnio po pół roku użytkowania.

AVE...

To nie wina drivera, że diody się grzeją, to wina złego chłodzenia. Zatem jedynym dobrym rozwiązaniem jest zmiana chłodzenia na lepsze. Dwa, nadal mieć będziesz 3,1W mocy w cieple do usunięcia z obudowy żarówki. Diodom to nie pomoże, bo siedzą w tej obudowie i będą tak samo ciepłe niezależnie od tego, czy grzeją się one, czy rezystor gdzieś tam koło nich schowany. Dodatkowo rezystor 5W jest raczej spory, więc w ciasnej obudowie może się nie zmieścić, a wystawienie go na wierzch nie jest ani estetyczne, ani bezpieczne, nie mówiąc o tym, iż przez to żarówka może się nie mieścić w oprawce...

Moja rada: dać sobie spokój z "usprawnianiem" tanich żarówek i kupić droższe żarówki, które nie mają takich problemów...

komatssu wrote:

Największe nieporozumienie to modne ostatnio "żarówki" FILAMENT LED - struktury w nich pracują w temperaturze rzędu 170*C, przez co padają średnio po pół roku użytkowania.

Mam w kuchni żyrandol z 3 LED-ami E27 po 12W. Kupowałem przeróżne typy i modele. Mniej i bardziej firmowe. Niektóre "padały" po kilku godzinach pracy, a inne po 2-3 miesiącach. Zasadniczo ani jedne nie wytrzymały dłużej jak pół roku. Wymieniłem nawet klosze na bardziej płaskie, żeby lampy miały lepsze chłodzenie, a LED-y na takie z aluminiowymi radiatorami. Żadne z LED-ów nie wytrzymywały dłużej jak pół roku.
W zeszłym roku założyłem LED-y filamentowe i od ok. 7-8 miesięcy jeszcze nie spaliła się jeszcze ani jedna sztuka.

Witam,

Urgon wrote:

Diodom to nie pomoże, bo siedzą w tej obudowie i będą tak samo ciepłe niezależnie od tego, czy grzeją się one, czy rezystor gdzieś tam koło nich schowany

prawo zachowania energii cały czas obowiązuje, niestety.
Ponadto, rezystor 5 W obciążony mocą 3 W będzie się bardzo mocno nagrzewał. Producenci rezystorów nieco "optymistycznie" podają ich nominalną moc, przy obciążeniu go mocą nominalną, może się nagrzewać do temperatury, powiedzmy 270 stopni, jemu to nie przeszkadza, bo materiały, z których jest wykonany są w stanie wytrzymać taką temperaturę, praktyczne to jednak nie jest.
Modyfikacja drivera nie musi być wcale trudna. Drivery led dość często są uniwersalne, prąd wyjściowy jest ustalany za pomocą jednego opornika. Można gdzieś "dorwać" dokumentację, ewentualnie poszukać w układzie dużego rezystora o małej oporności, można spróbować go zwiększyć i zmierzyć jaki ma to wpływ na prąd wyjściowy.
Najlepiej jednak kupować wyroby dobrej jakości, jak napisali poprzednicy.

Pozdrawiam

@Urgon oczywiście w lampach E27 czy GU10 to dodatkowe rezystory odpadają, ale ja mówię tutaj o naświetlaczach, gdzie miejsca jest pod dostatkiem. Już samo "przesunięcie" części wydzielającego się ciepła w inne miejsce obudowy moim zdaniem może poprawić chłodzenie samych LEDów. Raz, że LEDy będą znacznie mniej się grzały, a dwa że część ciepła będzie wytwarzane poza ich strukturą. Co o tym sądzisz?

Urgon wrote:

Moja rada: dać sobie spokój z "usprawnianiem" tanich żarówek i kupić droższe żarówki, które nie mają takich problemów...

To oczywiste, ale ja kombinuję jakby tu poprawić tanie rozwiązania, aby były w miarę niezawodne.

@komatssu a tych to przyznam, że nie testowałem. Skąd wiesz o tak wysokiej ich temperaturze pracy? Jakieś pomiary własne? Co to za producent, model, moc?

@Plumpi możesz podzielić się co to za producent, model, moc tych filamentów?

@krzysiek_krm Oczywiście z prawem zachowania energii walczyć nie zamierzam.
Jednak mój pomysł opiera się na zmniejszeniu mocy LEDów, która zostaje "przeniesiona" na rezystor. Ten rezystor można umieścić w obudowie ale z dala od LEDów. Zawsze lepiej rozproszyć ciepło wydzielane na większej powierzchni. Zgodzisz się?
A co do mocy rezystorów to rzeczywiście, trzeba dać większy zapas. Masz rację.

Oczywiście, jeżeli rezystor uda się "oddalić" - nie ma problemu.
Myślę jednak, że ewentualna podmiana rezystora w driverze może nie być wcale taka trudna.
Można jeszcze tak, chociaż nie wiem czy to takie bezproblemowe:
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics...otection_for_led_strings_application_note.pdf
http://www.bourns.com/docs/technical-document...lications/Bourns_LSP_White_Paper.pdf?sfvrsn=1
diody będą sobie po kolei padały ...

Naświetlacze LED mają za radiator cienką aluminiową obudowę <2mm o niewielkiej ilości żeberek, ponieważ blacha jest cienka, to przewodzenie jest kiepskie i powierzchnia żeberek nie jest całkowicie wykorzystana.

Niewielką poprawę można by uzyskać wstawiając pod LED-a COB grubą płytę Al 5-8mm albo nawet Cu jeśli ktoś ma i mu nie szkoda.

Lepsze rozwiązanie to wyciąć w obudowie prostokątny otwór i wstawić fabryczny profil radiatorowy.

COB to dobra technologia, zazwyczaj do takich >50W do chłodzenia używam starych zestawów chłodzących z PC z wentylatorem zasilanym obniżonym napięciem - nie jest głośne, a rezystancja termiczna jest i tak z zapasem.

@krzysiek_krm oczywiście, że podmiana rezystora w driverze nie będzie trudna. Jednak problemem jest mnogość driverów. Każdy trzeba by "rozpracowywać". Mi chodzi o rozwiązanie proste i uniwersalne.
A to rozwiązanie z linków, które podałeś to raczej do profesjonalnych aplikacji...

@jarek_lnx zapewne Twoje sposoby na chłodzenie dobre, ale wymagają że tak powiem mocnych zmian w konstrukcji. Dodatkowo zastosowanie wentylatora w oprawach zewnętrznych odpada. Zgoda?

A tak w ogóle to jakie powinno być napięcie przy prawidłowo ustalonym prądzie na białej LED?
Bo z moich pomiarów wynika, że średnio jest 3,3V. A to wydaje się OK, nawet przy oszczędnym chłodzeniu, prawda?

Proste rozwiązanie to zacząć produkcję swoich lamp LED.

Ale niektórym się udaje, mam takie LED, nie jest to jakaś bardzo znana marka, ale dobrze są zrobione; 1100lm, barwa ciepła, przetwornica CC, korpus nagrzewa się do 90st - i działają ponad 1,5 roku, codziennie po 4-5 godzin.

Dla zmniejszenia prądu na diodach LED w lampie nie potrzeba montować żadnych rezystorów. Wystarczy zamienić kondensator szeregowy na inny o nieco mniejszej pojemności - dobrać doświadczalnie.

HD-VIDEO wrote:

Proste rozwiązanie to zacząć produkcje swoich lamp LED.

Gdyby to było takie proste to mielibyśmy masę tanich i dobrych LED.

HD-VIDEO wrote:

nie jest to jakąś bardzo znana marka ale dobrze są zrobione

jeśli to nie tajemnica to możesz podać producenta, model, moc?

Marka LEDLUMEN
typ A60-AP, 230V/10W/1100lm/3000K/WW/CCD

LED 11szt. SMD2835 EPISTAR

Te co mam produkcja 01.2015, Made in China

diantus wrote:

Wystarczy zamienić kondensator szeregowy

Tak zrobiona lampa LED nie jest oparta o przetwornice CC, to jest właśnie oszczędność i taka LED nie pożyje długo, głównie, że tam są bardzo słabej jakości diody LED

@diantus tutaj mówimy o LEDach z przetwornicami stałoprądowymi CC. LEDy zasilane zasilaczem beztransformatorowym to już totalne nieporozumienie.

BK_klp wrote:

tanich lamp LED

@diantus tutaj mówimy o LEDach z przetwornicami stałoprądowymi CC

To stwierdzenie zaprzecza tematowi. W takim układzie napisz, jakiego rodzaju lampy LED zaliczasz do drogich.

BK_klp wrote:

Gdyby to było takie proste to mielibyśmy masę tanich i dobrych LED.

To w sumie jest dość proste i tanie, szczególnie przy dostatecznie masowej produkcji. Masy tanich i dobrych LED nie ma prawdopodobnie z powodu patologicznej skłonności producentów do maksymalizacji zysków, ewentualnie (chociaż to już są dywagacje na temat ogólnej teorii wszystkiego) z powodu aktualnego modelu rozwoju świata - za pomocą masowej produkcji tanich aczkolwiek niezbyt trwałych produktów - dzięki temu jest nieustanny ruch w interesie, nie rośnie bezrobocie, itd.

AVE...

W przypadku oświetlaczy LED to nie ma sensu szukać rozwiązania "elektronicznego", bo wystarczy zmodyfikować radiator, co zresztą zostało już wspomniane. Wstawienie wentylatora już powinno pomóc. Serio, nie widzę wielkiego sensu w kombinowaniu rozwiązania dla typowego "Kowalskiego", bo zwykli ludzie sami nie będą się z tym grzebać. A ci, co będą chcieli się grzebać, mają wiedzę i dość samozaparcia by zanalizować driver i go zmodyfikować. Warto choćby sprawdzić, na jakim układzie driver jest zrobiony - może mieć wejście DIM, które przyjmie sygnał PWM do regulacji jasności, a co za tym idzie i prądu diod...

BK_klp wrote:

@Plumpi możesz podzielić się co to za producent, model, moc tych filamentów?

Diall 6W 810lm z Castoramy.
Jedyny minus tych lamp filamentowych to zbyt żółte światło 2700K. Osobiście wolałbym ok. 4000K.

Poprzednio używałem różnych LED-ów o mocach 10-12W i szczerze mówiąc świeciły niewiele mocniej od tych filamentów. Rekordzistki popaliły się po kilku godzinach pracy. Kupiłem ich wtedy chyba 6 czy 8 sztuk. Pierwsza się spaliła po 15 min. Druga po ok. 2 godzinach pracy. Kolejne dwie w ciągu kilku godzin.
Następnego dnia spakowałem je wszystkie wraz z tymi, które były nieużywane i oddałem do sklepu odbierając pieniądze.

Urgon wrote:

W przypadku oświetlaczy LED to nie ma sensu szukać rozwiązania "elektronicznego", bo wystarczy zmodyfikować radiator, co zresztą zostało już wspomniane. Wstawienie wentylatora już powinno pomóc. Serio, nie widzę wielkiego sensu w kombinowaniu rozwiązania dla typowego "Kowalskiego", bo zwykli ludzie sami nie będą się z tym grzebać.

O właśnie, żeby grzebać w sprzęcie elektronicznym trzeba sporo umieć, jakby ten "Kowalski" miał wstawić ten nieszczęsny rezystor nie poradzi sobie, po pierwsze trzeba umieć lutować, o drugie trzeba go jakoś zamocować i nie można na klej bo się grzeje, trzeba porządnie zaizolować, dla elektronika to betka, domorośli "majstrzy" potrafią odp..ć coś, od czego zawodowcom włos się na głowie jeży.

Wszelkie "umiarkowane" przeróbki dadzą mizerny efekt, sprzęt jest "zoptymalizowany" pod względem materiałowym do granic możliwości, jak dorzucisz brakujące "0,5kg aluminium" to LED będzie miał właściwe warunki chłodzenia i starczy na lata, w następnej kolejności padnie driver, widziałem takich trochę co migają po nagrzaniu.

A w ogóle to jestem zwolennikiem LED'ów o wysokim CRI, świadomość konsumentów jeszcze do tego nie dojrzała, więc w gotowych produktach prawie ich nie znajdziemy, ale można kupić same LED-y np na TME są LED-y COB Citizen-a o CRI >97, takie światło jest naprawdę białe, kolory wyglądają naturalnie, aż chce sie patrzeć
Taniocha białego światła nie daje, można sobie wybrać 2700K - "pomarańczowe" 4000K- "zielone" 8000K -"niebieskie", z tych trzech "kolorów" żaden mi nie pasuje.

AVE...

@Jarek_lnx...
Swego czasu kupiłem sobie takiego taniego LEDa COB 100W z Chin (na markowe produkty jestem zbyt biedny) o temperaturze w okolicach 6000-6500K by zastąpić lampę w starym projektorze, ale go jeszcze nie odpalałem, bo nie mogę trafić radiatora z wentylatorem, który się zmieści w dostępnej obudowie. A w netach ciężko o jakieś sensowne informacje, jak wielki taki radiator musi być, by obudowa projektora się od ciepła nie rozpuściła. Masz jakieś sugestie, np. w formie fotografii z linijką w tle?

Ogólnie o oświetlaczach, lampach i wszelkiej elektronice, to jak ktoś kupuje za tanio, to raczej nie powinien oczekiwać długowieczności, a koszt by długowieczność uzyskać raczej przekroczy koszt dopłaty do lepszej jakości produktu. Albo, jak mawiał mój ojciec: biedny dwa razy płaci...

Urgon wrote:

A w netach ciężko o jakieś sensowne informacje, jak wielki taki radiator musi być, by obudowa projektora się od ciepła nie rozpuściła. Masz jakieś sugestie, np. w formie fotografii z linijką w tle?

Obudowa wytrzyma więcej niż struktura LED-a, jeśli nie zmieścisz radiatora od stacjonarnego PC to może taki od mocniejszego laptopa?

Urgon wrote:

W przypadku oświetlaczy LED to nie ma sensu szukać rozwiązania "elektronicznego", bo wystarczy zmodyfikować radiator, co zresztą zostało już wspomniane. Wstawienie wentylatora już powinno pomóc.

Zgadzam się, z małym ale... Wentylator miałby być na zewnątrz obudowy...? Przecież te oświetlacze są do zastosowań zewnętrznych.

Tak jak pisał autor wątku, gros problemów to przegrzanie LEDów.
Jedyne co można zrobić to poprawić odprowadzanie ciepła.
Ja odpiłowałem te plastikowe bańki imitujące żarówkę i okrągłym pilnikiem zrobiłem kilka wcięć przy samym korpusie i przykleiłem z powrotem. Pięć minut roboty.
Teraz LEDy mają bezpośredni prześwit powietrzny, co bardzo poprawia chłodzenie a jednocześnie nie zmienia wyglądu i rozsyłu światła.
Na razie działa (poprzednio padały jak muchy).

komatssu wrote:

Mój pomysł polega na oszukaniu drivera LED. Równolegle (do zacisków drivera) dolutować rezystor o dobranych parametrach.

W ten sposób zwiększasz zużycie prądu przez lampę, i ciepła w lampie się nie pozbywasz zupełnie, bo to ciepło z rezystora też trzeba odprowadzić, fakt, ciut ulżysz samej diodzie.
Ja kupiłem kilka lamp na przetwornicy, jak mi jedna padła (uszkodzony jeden led) to wymieniłem tego leda, ale od razu rozebrałem wszystkie lampy i w przetwornicy zlokalizowałem rezystor SMD, odpowiadający za wartość prądu płynącego przez diody. Miał kilka om. Wystarczy dobrać rezystor by obniżyć prąd o kilka-kilkanaście procent i to zdecydowanie przedłuża życie diod, ale tez zmniejsza zużycie prądu bez podgrzewania otoczenia. Chyba jedyny rozsądny sposób.
Realnie lampa jest odrobinę ciemniejsza, ale żeby to zauważyć trzeba odpalić drugą bez modyfikacji by zauważyć różnicę. Lampy "Omega" 10W kupione za 9pln w markecie.
Działają po przeróbce 1,5 roku.

A jeszcze przy okazji jak się już rozbiera taki wynalazek to warto posmarować pastą termoprzewodzącą. Nie raz spotkałem się, że fabrycznie nie było posmarowane. Albo symbolicznie.

@Jawi_P zwróciłeś uwagę na ważną kwestię. Zjechanie z prądem (modyfikując sam zasilacz) o stosunkowo dość sporą wartość nie musi oznaczać straty proporcjonalnie tyle samo światła. Zmniejszenie ilości światła jest "odczuwalnie" prawie nie zauważalne.
Natomiast gdy oszukujemy zasilacz rezystorem to efekt ten sam, ale mamy straty mocy na rezystor. A te straty to ciepło, które trzeba tak czy siak odprowadzić z obudowy.

BK_klp wrote:

Zjechanie z prądem (modyfikując sam zasilacz) o stosunkowo dość sporą wartość nie musi oznaczać straty proporcjonalnie tyle samo światła. Zmniejszenie ilości światła jest "odczuwalnie" prawie nie zauważalne.

Dokładnie tak, cechą diod jest to, że przyrost emisji światła jest w stosunku do prądu tylko w pewnym zakresie jest powiedzmy dla uproszczenia "odczuwalny". W pewnym momencie wzrost prądu już nie powoduje zauważalnego wzrostu emisji światła. I to trzeba wykorzystać, by zwiększyć trwałość lamp ledowych poprzez ograniczenie prądu o ile się tylko racjonalnie da.
Wniosek jest moim zdaniem taki, że lepiej kupić lampę na przetwornicy o klika procent "mocniejszą" niż zakładana i ulżyć jej taka przeróbką, a posłuży na pewno dłużej.
Dokładając rezystor równolegle do diod, pozbywamy się największej zalety w stosunku do innych źródeł światła - sprawności.

Jawi_P wrote:

W ten sposób zwiększasz zużycie prądu przez lampę

Chyba jednak nie, driver daje na wyjściu stały prąd, a napięcie wyjściowe ustala ciąg połączonych szeregowo diod. Jakby się bardzo upierać przy szczegółowej analizie to napięcie diod może minimalnie spaść, pracują z mniejszym prądem ponieważ część prądu płynie przez rezystor.

Jawi_P wrote:

zlokalizowałem rezystor SMD, odpowiadający za wartość prądu płynącego przez diody. Miał kilka om. Wystarczy dobrać rezystor by obniżyć prąd o kilka-kilkanaście procent i to zdecydowanie przedłuża życie diod, ale tez zmniejsza zużycie prądu bez podgrzewania otoczenia. Chyba jedyny rozsądny sposób.

Ten pomysł pojawił się na początku tematu.

Jawi_P wrote:

Dokładnie tak, cechą diod jest to, że przyrost emisji światła jest w stosunku do prądu tylko w pewnym zakresie jest powiedzmy dla uproszczenia "odczuwalny". W pewnym momencie wzrost prądu już nie powoduje zauważalnego wzrostu emisji światła

To nie jest żadna cecha diod. To jest cecha naszego (ludzkiego) wzroku, który ma charakterystykę w przybliżeniu logarytmiczną, podobnie jak słuch, i bardzo dobrze zostało to wykombinowane, bo znacznie zwiększa zakres dynamiki naszych zmysłów.

krzysiek_krm wrote:

Chyba jednak nie, driver daje na wyjściu stały prąd,

Masz rację, w lampie z driverem stabilizującym prąd, pobór prądu pozostaje bez zmian. Ograniczenie prądu powoduje, że lampa staje się oszczędniejsza.

Dodano po 2 [minuty]:

krzysiek_krm wrote:

To nie jest żadna cecha diod. To jest cecha naszego (ludzkiego) wzroku,

Oczywiście, ale nie popadajmy w jakąś semantykę. Dla tego przykładu to bez znaczenia czy logarytmiczną charakterystykę ma wzrok, czy źródło, zależność całego układu pozostaje w przybliżeniu bez zmian.

Zakupiłem kiedyś do kuchni potężną żarówkę 20W LED firmy krzak w markecie budowlanym. Poświeciła może z miesiąc i padła (zaczęła mrugać). Po rozebraniu okazało się, że od głównego radiatora płytka z diodami była oddzielona cienką warstwą jakiegoś izolatora. Bezpieczeństwo czy celowy zabieg - nie wiem. Elektronika była zalana glutem i wykluczała jakiekolwiek modyfikacje.

Kupiłem drugą taką żarówkę, od razu rozebrałem, usunąłem przekładkę i posmarowałem solidnie pastą termoprzewodzącą. Pół roku świeci i zero oznak zużycia . Domownikom zabroniłem dotykać żarówki (lepiej dmuchać na zimne).