2820封装的3 W LED灯珠

这个故事要从很久以前说起。大约四年半前，我买了几盏LED灯，这些年来它们一直工作得相当不错。后来其中一盏还是坏了。既然不想把所有灯都换掉，自然就决定修一修，顺便也给其他还在工作的灯准备一套“维修备件”，以备不时之需。



正如我刚才所说，坏掉的是一盏四年多前安装的灯。原因不明，可能只是巧合，也可能确实是过热，因为这盏灯装在燃气灶上方约1.8m处，而另外三盏都工作正常。

无论如何，总得想办法把它修好，或者去找一盏完全相同的来替换，但这样既贵又麻烦。
一开始我试着更换驱动器，之后会再讲这件事。现在先说说最终真正修好它的办法。

故障原因是LED模组坏了。在AliExpress上搜索后，我找到一家卖这类模组的店，里面的款式多得惊人。我甚至有点惊讶，外形、功率和尺寸竟然有这么多种。下面只展示了这家店部分款式的照片。
商品页面链接，对应第一张照片
商品页面链接，对应第二张照片。


我订了6个LED，购买时每个售价0.77美元，现在卖家稍微涨了点价，不过我觉得应该只是暂时的。
包装是普通的防静电热封袋，装在一个普通的黄色信封里。包装只能算勉强及格，LED之间可能会互相磕碰，而且它们摸起来还有点黏。


为了保险起见，我订了两种色温的LED：4个暖白色，另外2个是所谓的“自然光”。原来的灯用的正是暖色光LED。
普通照片里看不出区别，所以我只好稍微想了个办法，让差异能看得出来：暖白色更偏黄。


再近一点的照片。下文中，左边都是暖白色（3000K），右边是自然光（4200K）。
里面隐约能看到6颗涂有荧光粉的小LED。据我对COB模组结构的理解，应该就是这样。功率为3 W，不过也有尺寸完全相同、功率为5、7、10和12 W的模组。


LED的规格是2820，表示电路板直径为28mm，LED组件（COB）本身的直径为20mm。


两个模组的尺寸完全相同。照片里一个叠在另一个上面，不过金属底板的切边有些地方做得不太整齐。


既然说到了不同的模组，就顺便介绍一些其他模组的尺寸信息。


此外，我还对一些功率很大、体积也不小的款式感兴趣，尤其是第二个，直径160mm，功率200 W，不过价格约23美元。话说回来，如果有需要，中国厂商做出500 W的也不在话下，关键是得找到合适的底板。因为这类模组的组装过程极其简单：制作电路板，把LED焊上去，粘到金属底板上，再灌入荧光粉或专用灌封胶。


LED模组工作时会明显发热，所以测试时我把它们装在一个临时散热器上。它当然不适合长时间工作，但短时间测试完全够用。


LED是靠电流而不是电压驱动的，所以我把电源的限流值设为300 mA，然后为了做实验，逐步提高输出电压，直到电源进入恒流模式。LED是串联的，因此每颗LED上的电压以及总功率都要除以二。
1. 电压达到14 V时，LED开始发光，此时电流不到1 mA，电源测不出来。
2. 电压为15 V时，亮度明显提高，但电流仍小于或约为1 mA。
3. 电压达到16 V时，已经能明显看出它在发光，电流为19 mA，两颗LED的功率约为0.3 W。
4、5. 电压分别为17和18 V，电流为72和161 mA，两颗LED的总功率分别为1.2和2.9 W。
6. 工作状态：电流为300 mA，两个模组上的电压接近19 V，两颗总功率为5.64 W，每颗为2.82 W。


我让它们这样工作了很长时间，但最高温度只有64度，所以我认为这方面一切正常，也很安全。


结果发现两个模组的电压不一样，“暖白色”的略低于“自然光”的。 随着温度升高，电压会略微下降，这是正常的。我这边的“自然光”款温度稍高一些，因为它的功耗也略大，为2.9 W，而另一款是2.76 W。


顺便发现，它们不仅功耗不同，发光效果也不一样：“自然光”款（右边）的“点状感”没那么明显，也就是说光线更柔和、分布更均匀。


不加滤光片时，色温差异已经能看出来了。


感觉这两款模块用的完全是不同的LED。不过我在目测时就注意到了，只可惜照片没拍好，不太看得出来。右边“自然光”款的LED稍小一些，功率很可能也略低，因此测得的电压比“暖光”款高。


这是强制开启闪光灯拍的照片。


这就是“罪魁祸首”。买的时候我特意挑了带散热器的款，用了四年后可以说，当初选对了。


我现在又在挑类似的灯，不过想找磨砂玻璃的款式，因为我之前就说过，反光杯的设计会造成明显的亮点，我不太喜欢。起初想在线下买，价格和中国这边差不多，但看到的款式大致就是下面展示的这种。功率标多少不用太在意，这种结构的灯即使只有3-5 W，也用不了多久。我现在在找带正常散热器的灯，但不知为何，看到的更多是用三到五颗大功率LED的款式，而不是COB阵列。


这些灯不在我家里，所以得知有一盏坏了时，我起初猜是驱动器烧了，没想到会是LED的问题。于是我订了四个新驱动器。


右边是原装的，左边是买来的，价格便宜得很，大约70美分，功率最高3 W——链接。

旧驱动器用的是我不认识的BP9011，新款用的是很常见的BP9021A，它确实是按3 W设计的。


驱动器电路图。电流检测在初级侧进行，不过这完全正常，几乎所有小功率驱动器都是这样实现的。


写这款灯的评测时，我没把它拆开，主要是没弄明白该怎么拆；也可能是我试的那只拧得太紧了。后来发现拆起来很简单：拧下上半部分，灯就能分成几块。只是反光杯和前部之间不知为何也做了螺纹，明明反光杯上有防止转动的定位销，这段螺纹反而碍事。不过螺纹很浅，影响倒也不大。


这款灯不光背面有散热器，整个外壳也都是铝制的，虽然铝材比较薄。


看起来没有任何螺丝把LED阵列压紧，所以它很可能是粘上去的。


后来果然如此，而且发现LED阵列粘得简直牢不可破。我拆的时候有几处把铝基板都弄弯了，最后是从走线孔往上顶，才把它取下来。


铝基板上甚至还留有外壳漆面的痕迹。
两块LED阵列很像，但还是有些区别。对我来说这不是什么大问题。下单前我先量了尺寸，试着按测得的尺寸找，后来才注意到它也标着2820。有意思的是，LED阵列本身相对铝基板稍微偏了一点（照片中是右边的模块）。


其实反光杯会把LED阵列压住，涂上导热膏再把整个结构压紧就行，但我不想这么做。里面能看到5个孔，其中3个带螺纹，显然是给带“星形”铝基板、装3颗LED的模块用的；另外还有一对小孔，直径约1.5 mm，位置正好适合固定这种灯的模块。接下来就是动手：钻头、电钻、两把丝锥，孔就打好了。钻起来特别轻松，我都有点没想到，差点钻到桌子上。


我把内部残留的胶清理掉了一部分。按理说漆也该刮掉，不过我觉得这样也行，毕竟功率不大。


现在涂上导热膏，再用两颗小螺丝和两片垫圈固定。 之所以需要垫圈，是因为一开始我选了大头螺丝，担心会和旁边的焊盘短路。


这里费了不少劲，得把导线收拾好，避免它们和金属基板短路。


最后我把螺丝换成了普通的小头螺丝，相应地也就不需要垫圈了。由于底部留有走线的缝隙，散热面积大约只有基板面积的1/4到1/3。


反光罩也稍微打磨了一下，因为螺丝会挡住它。不过我一开始就猜到了会这样，所以并不意外。
我还把塑料定位销切掉了，现在看来真不该这么做。组装时反光罩总想转动，而定位销本来可以防止它转动。


基本都弄好了，只剩下驱动器的问题要解决。


维修刚开始时，我临时接上了一个新驱动器，于是就想比较一下新旧驱动器。
结果发现电流几乎一样，旧驱动器的电流稍小一些（在右边），最后我还是留用了它。毕竟4个新的驱动器总比3个新的加1个旧的好，说不定以后用得上。


这只是个小实验：灯具工作时，我让它通过万用表供电，并开启最大、最小峰值电流显示模式。几秒后，仪表就显示出了电流的变化范围。最大峰值电流接近500 mA，最小值略低于100 mA。


这下真的全部搞定了：导线已经焊接到驱动器上，驱动器也装进了外壳。安装灯具时，我就已经在外壳上开好了通风孔。


本来我想趁着这股高兴劲儿收工，满意地确认收货并给卖家打5星好评，但不知怎么突然想先检查一下剩下的4个模块。结果证明，这么做确实没错。
总共6个模块里有2个（同一种颜色的4个里也有2个）出了问题，各有一颗LED不亮。其中一个在额定电流下工作了几秒后熄灭，另一个从一开始就不亮。



差不多在我写灯具评测的那段时间，我也遇到过类似的情况：买了10 W的LED，结果全都坏了。卖家二话不说就给我全额退款了。后来我还是把那些模块用上了，不过只安排了个无关紧要的用途。

我马上联系卖家，说我已经收到货并接上了，其中6个里有2个不能正常工作。卖家回复问我：你用多大电压给它们供电？我心想，哦，这是想抓我的把柄啊 :)
我回答：不对啊，朋友，LED不是用电压驱动的，而是用电流驱动的。电流是300 mA，模块两端电压约为9.3 V。
大约15分钟后，卖家问我能不能给我寄两个模块作为替换。我想，为什么不呢，寄吧。我本来想买的是4个，不是2个，而且价格也不贵。


总之，我觉得买LED时碰上50%的次品率，实在没什么意思。就算不是50%，而是33%（按总数量算），也还是不怎么样。这次卖家唯一挽回局面的地方，就是没怎么追问便同意寄来替换品。不过我不确定还会不会再从他那里买。

这次就写到这里，希望这篇评测对大家有帮助，也能给打算在中国购买LED矩阵的人一些参考。