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 Reparación de lámparas LED

Una lámpara LED es una fuente de luz moderna y muy práctica. Lámparas LED son seguras, no contienen mercurio y otros componentes tóxicos, prácticamente no se rompen y no comportan riesgos en el caso de daño. Pero su ventaja principal, por supuesto, es la posibilidad de ahorrar el dinero gracias a su bajo consumo de energía. Son fuentes de luz LED son muy fiables y por lo general cumplen todo el plazo de servicio asignado. Ventajas de este tipo de iluminación son obvias: es barata, potente y funciona durante mucho tiempo.

Además, a diferencia de bombillas incandescentes que no se reparan, prácticamente todos los componentes de bombillas LED son reparables o reemplazables. En el caso de algún daño nos queda solamente encontrar el daño, realizar una pequeña reparación y así prolongar la vida útil de bombilla o lámpara. Cualquier técnico aficionado tiene en su arsenal las pocas herramientas que se requieren para la reparación, así el único problema es encontrar el tiempo libre.

Funcionamiento de bombillas LED está basado en la capacidad de algunos materiales emitir la luz en determinadas condiciones. Elemento funcional de una bombilla de este tipo es un diodo emisor de luz o LED – un semiconductor que emite la luz incoherente cuando la corriente eléctrica pasa a través de él. Diodos emisores de luz alumbran únicamente cuando los atraviesa la corriente continua.

¿Cómo funciona un diodo LED?

Analicemos su funcionamiento tomando como ejemplo un diodo SMD en la carcasa 5730.

Pueden ver sus características técnicas en la tabla a continuación:

En dos palabras podemos describir su funcionamiento de siguiente manera: diodo transforma la corriente eléctrica en radiación luminosa. Un diodo LED está compuesto por un cristal semiconductor ubicado sobre la base dieléctrica, carcasa con contactos y sistema óptico. Para incrementar la estabilidad de un diodo LED el espació entre el cristal y lente de plástico rellenan con silicona transparente. Base de aluminio sirve para evacuar el calor excesivo. Cabe notar que en las condiciones ambientales normales diodos LED emiten muy poco calor.

Cuanto más potente es la corriente que pasa por el diodo, más brillante es la luz emitida. No obstante, a razón de resistencia interna del semiconductor y la unión p-n, el diodo empieza a sobrecalentarse y puede quemarse – se fundirán los contactos o se quemará el propio semiconductor. Por esta razón, con el fin de garantizar el valor de corriente requerido, las lámparas tienen una unidad de alimentación, conocida como driver, y un radiador (disipador de calor) para evacuar el calor excedente. A continuación veamos la construcción de una lámpara LED.

Componentes de una lámpara LED

1. Difusor de luz. Un difusor atenúa las disparidades de corriente luminosa y equipara el brillo excesivo de algunos elementos emisores. Además, este elemento asegura el ángulo de iluminación (en el caso de bombillas para el uso doméstico este ángulo debe ser lo más grande posible).
2. Placa con diodos LED. Es una placa de aluminio sobre la que se fijan los diodos LED. Se debe tener en cuenta que para asegurar una buena evacuación de calor el número de diodos ubicados sobre la placa debe ser correspondiente y no exceder el máximo. Espacio entre la placa y radiador se llena de pasta térmica que ayuda a evacuar más rápido el calor.
3. Radiador. Función de radiador consiste en evacuación oportuna de calor de otros componentes de lámpara con el fin de evitar recalentamiento de diodos. Por lo general los radiadores tienen aletas (nervios) que permiten evacuar el calor con mayor eficiencia.
4. Zócalo (base roscada). Es similar al zócalo de una bombilla incandescente. Se enrosca al portalámparas y debe asegurar un buen contacto. Por lo general se fabrica de latón con recubrimiento de níquel. Para prevenir ruptura eléctrica los zócalos de mayoría de lámparas LED tienen la base de polímero.
5. Driver. Es un circuito eléctrico diseñado para transformar la tensión eléctrica alterna de la red en la tensión continua con características determinadas. La tensión excesivamente alta degrada a los diodos LED, que con el tiempo se queman. Un driver de buena calidad debe asegurar el funcionamiento estable de lámpara en el caso de saltos de tensión en la red. Existen muchos esquemas de drivers para lámparas LED, por esto que a continuación nosotros les mostraremos solamente algunos de ellos:
   
   
   
   
   
   
   
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   Existen esquemas muy sencillos, en los que el voltaje se limita con ayuda de una resistencia o un condensador, y más complicados, en los que se utilizan microcircuitos que no solamente limitan el voltaje, sino también aseguran el consumo de energía óptimo y ofrecen diferentes funciones de protección. Por supuesto, los drivers basados en microcircuitos son más sofisticados y eficientes, pero también son más costosos, lo que directamente se refleja en el precio de una lámpara LED.

Funcionamiento de lámpara y detección de fallas

Principio de funcionamiento de una lámpara LED es bastante sencillo: corriente alterna de la red eléctrica a través de los contactos se suministra la al driver, allí se transforma en la corriente continua y se suministra a los diodos que la convierten en la radiación luminosa. Exceso de calor se evacúa a través de placa de aluminio, pasta térmica y radiador.

 

A pesar de que a primer golpe de vista puede parecer que todas las lámparas LED son distintas, su construcción es similar. Por esto, después de haber aprendido su construcción y reparado su primera lámpara, en adelante el proceso de reparación se vuelve cada vez más sencillo.

En mayoría de las lámparas LED modernas en calidad de fuente de luz se utilizan los diodos de luz SMD, conectados en serie. Ustedes pueden ver el esquema de conexión en la figura más arriba.

Por esta razón, en el caso de daño de un diodo todo el circuito deja de funcionar. La falla más frecuente es precisamente quema de diodos LED. Por lo general se quema un solo diodo, casos cuando se queman varios a la vez son poco frecuentes.

Diodos pueden quemarse por varias razones. Puede ser que calidad de componentes utilizados es baja, no hay estabilización de voltaje, recalentamiento de diodos, saltos de tensión en la red. En algunas ocasiones los fabricantes desde un principio sobrecargan los diodos LED para atraer al consumidor con alta luminosidad y bajo consumo de una lámpara de tamaño reducido.

Pero cualquiera que sea la causa de daños, en mayoría de los casos resulta posible restablecer el funcionamiento de una lámpara LED. Inclusive más, hacerlo pueden aficionados y novatos. Y, por supuesto, coste de reparación será mucho más bajo que el precio de una lámpara nueva.

Para conocer las causas de falla es necesario desarmar la lámpara – retirar el difusor y llegar a los diodos. Difusor puede estar pegado a la carcasa, por esto es necesario separarlo con cuidado con ayuda de alguna herramienta filosa (por ejemplo, un destornillador fino). La única excepción son las lámparas con el difusor de vidrio. Por lo general es imposible reparar estas lámparas en la casa.

Debajo del difusor se encuentra la placa con diodos. En las lámparas de calidad sobre la placa se instalan únicamente los diodos LED. Placas que además de diodos también contienen otros elementos se recalientan y, por lo tanto, se dañan mucho más rápido.

Paso siguiente – inspección visual de la placa. Encontrar el diodo quemado es bastante fácil – este lleva un punto negro o rastros de quema.

No obstante, en algunos casos el diodo puede tener la apariencia normal. Para descartar cualquier duda tenemos que revisar todos los diodos con ayuda de un multímetro. Mayoría de multímetros modernos tienen la función de chequeo de diodos. Orden de chequeo es siguiente: conectamos la sonda roja al ánodo y sonda negra al cátodo del diodo. Un diodo bueno se encenderá. Si polaridad de sondas está invertida, en la pantalla aparecerá el número «1», diodo no se va a encender. Un diodo quemado tampoco se enciende.

Reemplazo de diodos

Después de haber encontrado el componente quemado será necesario reemplazarlo. Diodo está soldado a la placa y tenemos que desoldarlo y reemplazar por uno nuevo. Se debe tener en cuenta que recalentamiento puede dañar los diodos. En las fichas técnicas de diodos normalmente hay recomendaciones para soldadura. Por ejemplo, en el caso de diodo SMD 5730, que con frecuencia se utiliza en las lámparas LED, la temperatura de soldadura no debe superar 260°C (máximo durante 2 segundos).

Si la construcción de la lámpara lo permite, es preferible retirar la placa del radiador, desoldar los contactos de driver y solamente después de esto proceder a reemplazar el diodo. Es recomendable fijar la placa en un soporte para placas (esto nos permite liberar las manos) y, siempre y cuando la construcción nos lo permite, calentar la placa por debajo con ayuda de una pistola de aire caliente. Para no recalentar los diodos LED buenos la temperatura no debe ser demasiado alta - alrededor de 100 ÷ 150°C.

Para retirar el diodo quemado de la placa es preferible usar una pinza térmica, que permite calentar ambos contactos a la vez. En su ausencia también podemos usar para estos fines un artilugio casero - un pedazo de alambre de cobre enrollado sobre la punta de cautín.

Después de haber desmontado el diodo tenemos que reemplazarlo por uno similar. Tipo de diodos utilizados por lo general se indica en la placa. Al instalar el diodo nuevo siempre se debe observar la polaridad.

También existe una forma aparentemente más sencilla de realizar la reparación – en lugar de diodo quemado instalar un puente como se muestra en la foto a continuación:

Si en la placa hay muchos diodos LED conectados en serie, ausencia de uno de ellos no influirá sustancialmente en funcionamiento de otros. No obstante, el voltaje en los diodos restantes crecerá, aumentando la probabilidad de que ellos también se quemen. Se debe tener en cuenta que este truco funciona únicamente en las lámparas de buena calidad, equipadas con un driver que suministra el voltaje necesario y, en el caso de necesidad, puede disminuirlo hasta el valor seguro para funcionamiento de diodos.

Otras fallas

Puede suceder que durante la inspección todos los diodos resulten buenos. Entonces habrá que chequear el driver de la lámpara y buscar otras posibles fallas - revisar todos los contactos, alambres soldados y otras conexiones.

En las lámparas de buena calidad el driver tiene forma de una placa auxiliar, ubicada en el zócalo. Tomando en cuenta que cada fabricante tiene su propio esquema de driver, no existen recomendaciones generales de su reparación y en cada caso es necesario aplicar el criterio individual.

Con ayuda de multímetro revisar los componentes principales: contactos de diodos y transistores, comprobar los valores de resistencias, chequear y, en el caso de necesidad, reemplazar los condensadores en mal estado o cuya capacitancia no corresponde a los valores declarados. Si el esquema de driver incluye un circuito integrado, hay que revisar el voltaje en sus contactos (guiándose por su ficha técnica) para determinar su funcionalidad. Reemplazar los componentes dañados.

Una vez detectada y reparada la falla nos queda revisar el funcionamiento de nuestra lámpara y volver a armarla: en el caso de necesidad aplicar la pasta térmica, fijar los tornillos y volver a colocar el difusor.

Para simplificar el proceso de reparación no solamente se puede reemplazar cada componente en particular, sino cambiar todo el módulo.

Con este fin en la tienda virtual toolboom se pueden adquirir los Juegos completos de piezas para armar lámparas LED o algunos de sus componentes: drivers, placas con diodos LED, radiadores, etc.

En este caso el procedimiento será mucho más sencillo y rápido - desarmar la lámpara, localizar la falla y desoldar la pieza dañada, reemplazarla por una nueva. Todo esto se puede hacer en cuestión de unos minutos.

En calidad de resumen podemos decir que en este artículo nosotros hemos explicado solamente métodos más sencillos de reparación de lámparas LED, sin adentrarse mucho en los esquemas y particularidades de su construcción. Aun así con seguridad podemos afirmar que esta esfera tiene un porvenir muy prometedor, ya que el coste de reemplazo de un diodo o driver es mucho más bajo que el precio de una lámpara nueva. También queremos destacar que para reparación siempre es necesario utilizar los componentes de calidad con buenas características técnicas. Esto constituye la garantía de buen funcionamiento y vida útil larga de una lámpara LED.

Existen interesantes videos sobre el procedimiento de reparación:

-  https://youtu.be/zc4UPLzUQlI    ¿qué resistencia usar para reparar lámpara led?

-  https://youtu.be/MY2zT22hmCI  Reparar lámpara led

-  https://www.youtube.com/watch?v=MQic4tjB2PE  Comprobador casero led

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Fuente: Toolboom