Techniek - Megaman LG8207 LEDlampen met defecten
Deze LEDlamp van het merk Megaman, typenummer LG8207 bleek defect in de doos te zitten. Bij het inschakelen was er elke keer een korte flits en daarna niets meer.
De Megaman spaarlampen die ik ken zijn robuust, gaan lang mee en ondanks dat vrijwel gitzwarte buizen bijna al het licht tegenhouden, werken de lampen ook na jaren dienst, nog steeds. Een lamp die het uit de doos nog nooit gedaan had, kon ik me zelfs niet eens herinneren.
Openen
Dit defect verbaasde me dan ook. Nieuwsgierig naar de oorzaak besloot ik de lamp te openen.
Ik probeerde dat eerst door de transparante kap te draaien. Verrassing nummer 1 was dat die niet van glas was (zoals ik verwachtte) maar van kunststof.
De kap kwam niet los met draaien, dus probeerde ik een klemverbinding te forceren door gewoon te knikken, maar ook dat lukte niet. Daarom besloot ik maar bij de fitting te beginnen.
Ik plaatste de lamp in de bankschroef en draaide die stevig aan. Bij een poging te draaien of de fitting open te klikken, draaide de lamp met fitting en al in de bekken van de bankschroef. Verbazingwekkend genoeg leverde dat geen schade op.
Ik draaide de bankschroef verder aan en probeerde nogmaals. De lamp draaide wederom mee, maar gek genoeg weer zonder schade aan de fitting.
Daarom besloot ik de fitting open te knippen. Bij de eerste knip met de kniptang stopte ik. Verrassing nummer 2: de fitting bleek niet van metaal te zijn, maar gemetalliseerd plastic...
Na het compleet openknippen van de fitting bleek deze (ik had het kunnen weten) ook geklikt te zitten aan het lamphuis.
Zonder fitting was er beter zicht op het innerlijk. Een kleine elco die nogal wiebelig gemonteerd leek te zijn, stak duidelijk boven de rest uit.
Op dit punt besloot ik de de semi-transparante bol te verwijderen. Die is, zoals ik aan het begin al schreef, van plastic. Ik had tot dan toe ook bij LED-lampen veel glas gezien, dus dit verbaaste me en tegelijkertijd ook weer niet. Naast veiliger en steviger (glas breekt, kunststof buigt) is dit waarschijnlijk goedkoper en vooral lichter (niet aan 1 LED-lamp denken, maar aan honderden stuks op 1 pallet, dan gaat het gewicht echt een belangrijke rol spelen)
Het aantal LEDs, 11 stuks, viel op. Ik had een even aantal verwacht of een enkele grote COB-LED (Chip On Board) LED. Ik dacht even dat ik met het schroefje in het midden het printje en de LEDs uit het witte stuk kunststof kon halen, maar dat schroefje hield alleen de print met de LEDs op hun plek.
Het witte kunststof verwijderen kostte wat meer geweld: tussen het kunststof en het aluminium koel-element zat lijm.
Het bovenste deel van het koel-element zat in het onderste deel geklemd. En stevig ook. Met een schroevendraaier en een hamer heb ik flink van binnenuit moeten rammen om het los te krijgen.
Toen het echter los was, kon ik wel beter kijken naar het printje.
Mechanisch 'zozo' bevestigd...
De draadjes naar de LED knipte ik af.
Dat was ook m'n eerste minpunt van deze lamp: het complete printje is mechanisch nergens aan bevestigd. Alleen de 2 dunne (stugge!) draadjes die van de print naar de LEDs gaan houden de stuurprint op z'n plek. Het is dus niet de elco die wiebelig was, de hele print zit gewoon los in de lamp. Dat vind ik bepaald geen goede bevestigingsmethode. Stel je eens voor wat dat printje en de draadjes tijdens transport te verduren heeft gehad!
De elco's, die ik in dit geval verdacht, trokken mijn aandacht wegens het merk erop. Aishi zei mij helemaal niets en ook de '130 graden' vermelding op het huisje van beide elco's wekte bij mij argwaan: 105 graden ken ik en een enkele keer heb ik 125 graden gezien, maar 130 graden leek mij marketing-onzin.
Dat bleek allemaal wel mee te vallen: Aishi schijnt een betrouwbare leverancier te zijn die in de wereldranglijst op plaats 10 staat (2017) en in China zelfs het beste merk is (of dat dan op verkrijgbaarheid of kwaliteit aankomt, kon ik niet ontdekken).
Toch is de 130 graden vermelding nog steeds raar: op de site van de fabrikant staat een tabel met de verschillende types en hun levensduur en spanningen.
Type CD11GN, dat ook in deze LEDlamp zit, staat daar ook bij. De levensduur daarvan gaat niet verder dan 2000 uur. Weliswaar bij 130 graden waarschijnlijk, maar het is raar dat de 105 graden varianten, die direct onder de 130 graden staan maar liefst 6 keer zo lang mee kunnen.
De 130 graden types zijn daarnaast ook 'geminiaturiseerd'. Als je kijkt hoeveel ruimte de elco had in de lampvoet, had iets groters waarschijnlijk ook wel gepast. Een 105 graden 2,2 uf 400 Volt elco van Panasonic zou zelfs dezelfde afmetingen hebben. Inderdaad, dat is geen 130 graden elco, maar het feit dat dit Aishi-model bij opgegeven specificaties net zo groot is, doet mij al twijfelen over de kwaliteit.
De elco's uitgesoldeerd en getest
Nou ja, tot zover het merk zelf. Mijn vermoeden was dat dit slechte elco's betrof, daar de LEDs bij een test met 1 diode in serie op de variac bij een Volt of 70 gingen branden (als ik het me goed herinner).
De elco's werden uitgesoldeerd en aan de ESR60 van Peak Atlas gehangen.
Mijn vermoeden werd daarbij bevestigd: de 2,2 uF elco had een vrij hoge ESR van 8,2 Ohm en een capaciteit die nog slechts 1,88 uF bedroeg. Dat is binnen 20% tolerantie, maar mijn ervaring is dat elco's eerder naar boven afwijken dan naar onderen. In dit geval vond ik het, samen met de ESR, een slechte score voor een elco waarvan ik toch mag verwachten dat 'ie gloednieuw is.
Lachwekkend werd het met de tweede elco van het printje, het 1 uF 400 Volt exemplaar. Ook daarvan was de capaciteit met 0,88 uF lager dan opgegeven en in dit geval scheelt dat niet veel of de 20% tolerantie wordt zelfs overschreden.
De ESR spande met 19 Ohm wel de kroon. Grote kans dat beide exemplaren de boosdoener zijn.
Nog opvallender was het meetresultaat enkele dagen later. Toen was de ESR van de 1 uF elco zover toegenomen dat de ESR60 alleen maar 'groter dan 20 ohm' aangaf. Dat wekt vertrouwen, een elco die veroudert door enkele dagen te liggen!
Het schema
Omdat het een kleine print betreft was een schema zo opgetekend. De werking kan ik echter niet zomaar verklaren, vooral vanwege het ontbreken van informatie over U1, een onderdeel in TO-92 behuizing. Een uitleg over het schema hoop ik ooit online te plaatsen.
Repareren: nieuwe elco's
Voor deze reparatie had ik elco's nodig met een werkspanning van 400 Volt, die ik (natuurlijk) niet had liggen. Die bestelde ik dan ook bij de elektronicazaak. Bestellen in Duitsland zag ik niet zitten wegens de kosten.
Normaliter bestel ik types van betere kwaliteit, maar in dit geval zag ik daar vanaf omdat ik de schakeling later in een beter geventileerde behuizing plaats en de elco's dus hopelijk langer leven, vooropgesteld dat ze niet gewoon elektrisch enorm op hun donder krijgen.
Een rectificatie... Elco's echt de oorzaak?
Voordat ik de nieuwe elco's insoldeerde, besloot ik ze aan dezelfde meetapparatuur te hangen als de oude. De uitslag daarvan deed me twijfelen aan de oorzaak van de defecte lamp, omdat de nieuwe elco's geen resultaten gaven die ik gewend ben.
De 2,2 uF elco had bijvoorbeeld een capaciteit die 10 % lager is dan opgegeven. Volgens specificaties, maar zoals geschreven wijkt de capaciteit vaker naar boven af dan naar onderen.
De ESR was met 6,6 Ohm al behoorlijk hoog.
Ook de 1 uF elco was met een marginaal lagere capaciteit en vooral pittige ESR van 18,6 Ohm een opvallende kandidaat. Ik besloot de oude elco's eerst terug te solderen en te kijken of de lamp het weer deed, maar nee, dan was de storing zoals 'ie was.
Met de nieuwe elco's was het resultaat overduidelijk: de LEDs gingen weer branden en de lamp deed het weer, al vraag ik me serieus af hoe lang. Ik krijg sterk de indruk dat het ontwerp op het randje is en echt goede elco's vereist. Zodra deze te ver verlopen is het gewoon einde oefening.
Daarnaast biedt het een interessant kijkje in de ESR van hoogspannings-elco's van lage capaciteit.
Ik besloot er op het internet naar te zoeken en hoewel ik wisselende meetgegevens tegenkwam, lijkt het meetresultaat ook weer niet zo afwijkend te zijn, al blijf ik het aan de hoge kant vinden voor een nieuw exemplaar.
Binnenkort wil ik de scoop er eens aanhangen om te kijken hoe deze schakeling nou precies functioneert...
Wordt vervolgd!
20:17 25-2-2019: Slechte serie? LEDs doorgebrand in Megaman LG8207
Op m'n werk vond ik in de lampenbak ineens enkele exemplaren van deze LEDlampen. Benieuwd naar het defect besloot ik ze uit de lampenbak te vissen en ze te openen.
In dit geval hoefde ik niet tot destructieve acties over te gaan om achter het defect te komen. Met het verwijderen van de plastic bol kreeg ik zicht op de LEDs en van de 11 was er 1 overduidelijk hevig doorgebrand en 'open' gegaan.
Het nadeel van dit soort LEDlampen is dat er dan ook meteen geen licht meer uit komt, want de 11 LEDs staan in serie.
Na wat speurwerk vond ik nog meer exemplaren in de lampenbak, waarvan ook 1 LED doorgebrand was.
Ik weet jammer genoeg niet waar de lampen vandaan komen. Als deze in een installatie hebben gezeten waar een nul losgeraakt is (of iets dergelijks) is het niet raar dat ze de geest gegeven hebben.
Als dit echter een slechte serie betreft, is het iets om in de gaten te houden. Helaas staan de batch-codes zo te zien op de verpakking waar de lampen in zitten en niet op de lampen zelf. Dat maakt onderzoeken of de lampen uit een bepaalde serie allemaal slecht zijn (door slechte onderdelen bijvoorbeeld) helaas erg lastig.
Een reparatietrucje: doorverbinden
Al een tijdje bekend met de interne elektronica van deze lampen, besloot ik uit nieuwsgierigheid te kijken of er nog leven in te krijgen was, door een trucje toe te passen.
Als de voeding een stroombron is, zal deze binnen bepaalde grenzen in staat zijn dezelfde stroom te leveren en dat ook te proberen.
Daar alle LEDs in serie staan, zou het dus best kunnen dat het doorverbinden van de defecte LED weer een werkende lamp oplevert.
Een nadeel is dat de LEDs op een aluminium printplaat zitten en die printplaat weer op het koelblok gelijmd is. Destructief onderzoek van de eerste lamp bracht aan het licht dat die print zo stevig vastgelijmd zit dat je 'm zonder flink geweld niet van dat koellichaam af krijgt.
Ik besloot m'n heteluchtstation op 385 graden in te stellen en voorzichtig de defecte LED te verwarmen, terwijl ik ook m'n gewone soldeerbout paraat hield om mee te 'raggen'. Het was m'n bedoeling het plastic heel te houden, zodat de semi-transparante bol, die het licht verspreidt, er weer gewoon opgeklikt kan worden.
Met minieme schade aan het plastic huis lukte het me om de LED er volledig af te krijgen, maar makkelijk was het niet. Allereerst was de LED zo ver doorgebrand dat 'ie in twee delen van de print kwam, ten tweede slurpt het koellichaam enorm veel energie, waardoor je enorm moet stoken.
De lamp was na deze operatie ook zo heet dat ik 'm niet vast kon pakken. Erg goed voor de overige LEDs kan het ook niet zijn.
Daardoor ga ik ook geen pogingen wagen een goede LED van een tweede defecte over te zetten. Grote kans dat dan een LED in de buurt van het hetelucht-bombardement sneuvelt, als de overgeplaatste LED al betrouwbaar te monteren valt en niet als eerste sneuvelt wegens een gebrek aan koeling.
Zo snel mogelijk na het verwijderen soldeerde ik op de 2 eilandjes waar de LED had gezeten een tin-brug. Daarna schroefde ik de lamp in een fitting en jawel, de lamp ging weer branden. Ik wou weten of de stroom overeen kwam met die van een exemplaar met alle 11 LEDs.
Daarvoor pakte ik het exemplaar aan het begin van dit artikel, om er bij inschakeling achter te komen dat er opnieuw een probleem is met de onderdelen. De lichtsterkte bleef achter en de stroom was een factor 10 lager dan die van het exemplaar met missende LED. Alles nagekeken, maar ik kon, op defecte componenten na, geen afwijkingen vinden.