億光 SL-16F 7W 投射燈, 製造商不了解問題的成因嗎

https://goo.gl/NTHvvX

看看, 猜測一下, 故障的成因, 有好幾個燈泡, 不會看批號, 其中一個編號 13450014, 據說零售價400圓左右.

這些東西的問題, 閃爍, 很暗, 上電亮一下就暗掉, 馬上對調電源極性但是只接正極居然會持續稍微亮個3到5秒, 好幾種狀態, 時好時壞, 物主不只有這樣一個燈泡, 外觀都很新.

拆了看, AIC2516, 台灣的 IC, 電解電容好的, 沒有漏漿, 其他零件也看來也無異, 沒有發現焊點老化, 12V接電的兩支腳也好得很, 完全"不用修理電器的工具或技巧"就可以修復, 除了要撬開透明蓋和鬆螺絲. 它的2700K燈泡色比以前的好看很多.

如果你有這個燈泡, 也遇到這等狀況, 拆來看看, 或許有所發現.

估計億光若有收到過抱怨的話可能還不知道要如何改進, 那實際上這批燈泡問題是啥造成的呢…….

當然, “勉強地修好了"但是可靠性並不好, 最終的問題成因還是需要動到烙鐵才能真正浮現或得到解決, 那是設計不當造成的, 算不算惡果呢!? 端視用銷售業績還是消費者的角度衡量. 故障的地方是過熱引起的, 跟NICHIA這片所看到一樣. 不過更深層地回顧一下因果關係, 焊點老化並不是單純的原因, 更重要的燈板的熱阻和應力會隨時間逐漸增大, 整支燈泡的設計在最關鍵的部件並沒有適當的FASTENING, 不知道億光的設計是故意還是無意, 反正看看將來的新產品有沒有改善就知道了, 這種量大又不好的設計, 禍延子孫可能還不致於那麼嚴重, 不過製造了過多的電子垃圾就顯而易見了.

 

設計不當的理解,

燈板和散熱片會分離, 沒有螺絲固緊

PCB 長度太過份的剛剛好, 發熱膨脹也壓迫, 伸展的應力更加迫使燈板和散熱片分離

 

 

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NYPI 南亞光電 LED 7W bulb, this one is probably malfunction within one year

http://wp.me/ph3BR-13J

2013-11-13 update

買了C6 的替換電容, 零買比較貴,

10uF/250V, NT$15 兩顆
3.3uF/350V, NT$10 兩顆

下次有機會的話光顧一下這家, 好像比較便宜
http://class.ruten.com.tw/user/index00.php?s=switzerland&p=1
買不到 2.2uF/400V, 所以燈泡修理以後不要用在 220V, 只能110V, 安全問題, 不然 C6 會爆炸. 電容 C6 的體積也是一個問題, 如果要塞回去原燈泡的殼裡面, 很明顯, NYPI 原廠都有這樣的問題, 設計時沒有考慮到的後果. 所以, 最終這樣改,

1) 換電解電容, C6, 3.3uF/350V, 直徑10mm x 高17mm;
2) 換電解電容 C8, 330uF/35V, 換成330uF/25V, 較小的直徑8mm x 高12mm.
3) SF347, 大顆的 DIODE, 拆出來剪腳, 修訂安裝的方式
4) 把 LED 的 PCB 改裝到另外一個大燈罩上實驗用, 引線連接 驅動電路的 PCB

nEO_IMG_DSCN0006

 

nEO_IMG_img461 nEO_IMG_img460

 

兩顆電解電容還要把腳扳歪, 焊到PCB上錯開位置, 才不會互相推擠, 也才能放得進去原來的殼裡面. 這麼擁擠, 難怪散熱不良, 縮短壽命.

現在來推算一下消耗功率, 測量儀器沒有校正, 也是路邊攤貨色, 數據僅作參考, 但是不遠矣.

輸入 110VAC 0.06A = 6.6W

LED 驅動輸出, 16.5VDC, 估計電流 0.38A (猜的, 懶惰沒量) = 6.27W

所以, 驅動電路效率 = 6.27 / 6.6 x 100% = 95% (?? MAX), 表示驅動電路的效率90%以下.

斷電後, 手摸 PCB 及在上面的幾個大的零件,
1) 最大顆的繞線電感熱, 測過 55*C (室溫25*C),
2) LED 燈罩一樣暖, 改裝在試驗用途的鋁殼燈罩上測過 45*C (室溫25*C),
3) MOSFET 熱,
4) C6 微熱,
5) C8 暖,
6) PCB 暖.

所以呢, 這個試驗是把散熱面積增大, 提高散熱效果5到10倍 (大概猜的) 的結果, 若還原回去, 把它罩在塑膠殼裡面, 再套回E27的燈泡設計, 必須兼顧體積及形狀, 還有電性安全問題, 必然散熱能力很差, 相信南亞和全世界的LED生產商都知道的.

另外, . 記得, 燈殼外面是很大塊的鋁金屬, 一來是 HOUSING, 二來是 HEAT SINK.  除了驅動電路發熱, 原始的設計也是把LED的發熱透過同樣的這個 HEAT SINK 來散熱, 難怪 NYPI 的燈泡開起來, 燙手山芋一樣, 燙得讓人很難用手摸鋁金屬外殼. 因此, 除了測量數據的精準度以外, 基本上可以判斷, 燈泡是把自己熱死的, 更準確的說法, 驅動器發熱, LED 發熱, 累積的熱量使溫度快速上升, 極快加速了電解電容的老化, 因而加速了 LED 驅動電路的死亡, 所以, LED 燈珠還是好的, 不論光亮度有沒有衰減, 110VAC – 16VDC 的驅動器提早故障, 因為電解電容英年早逝.

那麼……. 要俺付錢的話, 俺不建議自家人現在買這種產品, 其實除了這顆品牌, 肯定90%以上的 LED 燈泡, 不論品牌, 不論設計, 只要有電解電容存在, 只要是 E27 燈頭把它悶在裡面, 都一樣的命運. 因為性價比太差了, 而且還有那個 [一個燈泡的陰謀] 的故事在後面裊繞. 要實驗買一兩個又作別論.

同時, 省電燈泡其實面對同樣的問題, 同樣使用條件基本上2-3年內一定壞, 最快看過的1年不到, 都是電解電容及高溫引發的. 反觀用鎮流器的燈管, 只要沒有特殊瑕疵, 5-10年好像很常見, 只不過燈管老化也會耗電增加. 但是基本上少了一堆電子PCB垃圾.

另外一方面, 如果有錢, 要嚐鮮, 要時髦, 要立刻替換白熾燈泡, 那就付錢買吧, 但是要有心理準備, 這樣純粹是幫助產品發展及商業規模擴增而已, 總體的人類開銷估計並沒有實際省電, 因為做 LED 的藍寶石基板也是很耗電的, 一片賣價US$15 (聽說的), 因為所有的製造都是在消耗燃料, 產生電力用作提純原料, 製造機器, 製造產品等等, 要不然照明的LED燈泡售價不用這麼貴的, 還要利潤嘛….

要改善..很簡單, 問題來自哪裡就改哪裡, 電路設計讓電感降溫應該是最容易的, 要使 LED 的發熱率降低, 恐怕現時有難度. 增加散熱面積, 減少發熱程度就好了.

喔….對喔, 俺也消耗了買電容的錢, 繳了電費焊接, 買了工具試驗, 打電腦上網記錄……罪過……同樣在浪費能源, 不過俺會讓自己把它合理化, 為了研究用途, 沒有開銷到幾千瓦的耗能…..原諒自己.

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2013-11-07

朋友說星期天在 B&Q 挑選衛浴設備時, 經過並看到燈泡回收桶裡有這個, 就撿來讓俺研究.

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4顆白光LED CHIP, 兩顆紅光LED CHIP, 產生燈泡色的暖光 nEO_IMG_DSCF1638

NYPI_RED_LED_CHIP

好奇地想看看它被拋棄的原因, 因為呢, 丟棄的主人在 LED 燈泡球的外殼上, 用筆寫上 [ 249元, 101, 11, 5日, 399之原價 ] 等字樣, 估計當事人是希望了解燈泡球的壽命而作的記號. 如果是, 那麼表示這LED 燈泡球有可能在 101年11月5日開始服役, 然後在102年11月2號壞了, 然後被拋棄放到回收桶.

民國102年就是 102+1911 = 公元2013年, 歷史書記載, 中國辛亥革命是公元1911年推翻滿清, 就是民國開元年份, 所以人家說寫民國XXX年, 要求有歷史知識和一些在地常識, 就容易理解了.

言歸正傳, 每次要拆解或維修前, 第一步要確認問題所在, 或者理解問題描述. 老外最近有在教導玩 8D (8  Disciplines process), 其實它的首要任務也是一樣, 先看問題描述和實際瑕疵品比對. 所以就直接上電, 結果出乎意料, 居然是亮的, 但是, 為什麼會被丟棄呢…….

燈泡上標示規格, 南亞的網站也有(http://www.nypi.com.tw/web/product_pdf/NYP_led_lamp_7W%280814%29.pdf):

NYPI 南亞光電 LED

110V-240V 50/60HZ 7W

保固期 : 沒資料

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nEO_IMG_component_thermo_carck

後來, 點燈5個小時後, 好像還好, 午飯回來再開燈就開不起來, 不亮了……所以來拆, 動用一下高倍放大鏡, 原來有個零件裂開了. 再來用 LED 燈珠測試器, 單獨測試每個 LED 燈珠, 都是好的. 看它的用料和結構, 最麻煩的就是解焊 LED 的基板才能拿出驅動器的電路板, 這樣才看到問題零件的真面目, 其他的用料及結構, 有比 PHILIPS 好拆, 也可以修理 (如果有能耐, 燈珠沒有壞的話).

到底是個別產品瑕疵, 還是用料設計有問題, 還是使用者把它放在密不透風的燈飾內造成溫度過高呢. 同場加影的還有旁邊的那顆 22 uf/400V 的C9電容, 外皮已經過熱收縮且脆化, 但是沒看到電解電容有 [大肚子] 鼓脹. 這個壞掉破裂的類似電阻的物體, 應該是用作 [保險絲] 的電阻, 色環好像是 [綠黑啡銀], 如果沒有錯的話, 應該是 501 +/-10%

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nEO_IMG_DSCF1648

結果是…..拆了那幾個大零件, 看到 PCB 上面印著 L1, 旁邊那顆C9電容是 2.2uF/400V, 並不是22uF, 而原以為是電阻的那顆壞掉的 L1, 是繞線型的電感, 看起來沒有燒燬線圈的焦黑外表, 估計純粹是因為熱應力使外皮的物料收縮破裂, 同時埋在其中引線因此被扯斷, 造成電感間歇性斷路, 最後終於完全斷裂, 所以沒有過電, 這個 L1 是橋式整流後正電端第一個接的零件, 雖然不知道那顆控制電壓的6支腳的 IC 是哪個廠牌, 只看到印有編號 BY2DD, 但是搜尋GOOGLE, 看到 R2A20134ASP Datasheet (LED Lighting Power Controller), RENESAS 的, 裡面描述大概是, 橋式整流後正電端第一個接的零件叫 [FILTER] 的東西, 不是電容就是電感, 因此很有理由相信這個也是同樣的功能, 至於C9的問題, 應該是電容老化, ESR變大, 發熱量大, 所以接近死亡了, 不然不會包膜破裂脆化.

另外一顆大電容C8是330uf/35V, 應該是低壓端, 看起來沒問題.

既然懷疑 L1 有問題, 那就繼續玩下去, 嚐試修理電感 L1. 有3個方法,

1) 直接換新, 沒有零件, 也不必要特別明天去買, 因為車費時間都夠買個新的燈泡, 這裡純粹為了玩樂和了解產品, 萬一猜錯了或者還有其他零件損壞, 那就…..當然放棄了這個方法.

2) 作外科醫生, 動手術給他救回來, 拆了全部線圈重繞, 線徑大約 0.1mm, 成品直流電阻大概2.5ohm (這是救活以後量到的數值)

3) 作外科醫生, 動手術給他救回來, 找出斷線的哪一端, 拆一圈然後接通引腳.

最後……刮掉外皮, 找到了斷線的那頭, 拆一圈然後接通引腳, 解決了, 裝回去, 試著點燈, 好了.

nEO_IMG_L1_2crack_wire_breakage

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nEO_IMG_DSCF1656
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TEST LED chips

h_ttp://youtu.be/VnwUS-Q1vl4

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對老外介紹 NYPI 生產線, 看到和這個壞品一模一樣的燈泡球

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