Jump to content
  • entries
    43
  • comments
    1062
  • views
    44881

От перемены мест слагаемых...

Falconist

1159 views

За последнее время пришлось ремонтировать несколько линейных светодиодных светильников на 16...18 Вт, составленных из цепочек светодиодов на 150...175 мА, включенных в "ячейки" попарно, а сами пары - последовательно. Пример такого ремонта: https://forum.cxem.net/index.php?/topic/198431-светодиодные-лампы-хорошие-и-плохие/&do=findComment&comment=3209796 . При этом было выявлено, что в подавляющем большинстве таких "ячеек" (обведены рамками) более выражено деградирует люминофор одного из светодиодов каждой пары (показаны стрелками):

1441752145_LED-.JPG.7b9082fa451aa581c2918cf7b70f4b46.JPG

Объяснение этому было дано следующее:

27.08.2019 в 16:54, Falconist сказал:

Идеальные компоненты бывают только в теории. Практически у всех, даже из одной партии, параметры имеют колебания относительно средних. Если соединить параллельно два светодиода без уравнивающих токоограничительных резисторов (да и их присутствие - не панацея), то ток распределится между светодиодами отнюдь не на 50/50%. Тот светодиод, ток через который будет больше, будет и нагреваться больше. Следовательно, падение напряжения на его P-N-переходе снизится и ток еще больше увеличится. А значит, увеличится его нагрев. В итоге рано или поздно наступит его тепловой пробой. После чего ВЕСЬ ток, предназначенный для двух светодиодов, "попрёт" через один оставшийся, которому тоже быстро наступит гаплык.

С ним можно не соглашаться, спорить, списывать на некачественные компоненты, но ТРИ светильника за неполный месяц с одинаковыми проявлениями - вещь упрямая. А другого логически непротиворечивого объяснения измыслить сложно.

Задался вопросом: "А почему, собственно, производители размещают светодиоды в одну цепочку?". Исключений такому размещению не встречал. Понятно, что стремятся улучшить охлаждение греющихся при работе светодиодов. Но ведь тогда и нагрев каждого светодиода из пары будет индивидуальным. И на падение напряжения на P-N переходе "соседа" практически влиять не будет.

И вот тогда голову посетила очередная нестандартная мысля: "А что ,если пары светодиодов размещать "впритык"один к другому?"!

106401165_LED-.GIF.a3d417b30f6f9e725a5fda0a0ab82058.GIF

Тогда и греться они будут ну, не совсем, чтобы одинаково (всё таки, на на одном кристалле они размещены), но и не так, чтобы "каждый сам по себе". Тот, который греется больше, будет нагревать своего "соседа", тем самым снижая падение напряжения на нем и хоть частично, но уравнивая протекающий через пару ток. Больше двух светодиодов в "ячейки" объединять таким образом нецелесообразно - если греться будет один из светодиодов, расположенных с одного края, то передача тепла на светодиод, размещенный с противоположного края будет неэффективной.

Собственно, это и всё мое предложение. На первый взгляд - совершенно примитивное и самоочевидное. но почему-то до сих пор никто не удосужился реализовать подобное.

Можно возразить, что  вроде бы при таком размещении светодиодов будет хуже распределение светимости по длине светильника. Но, во-первых, яркость остается прежней, а во-вторых, есть немало мест, где длинные светильники (соответствующие длине трубчатых люминисцентных ламп на 18 Вт) излишне длинны. В-третьих, теплоизлучающая поверхность подложки можно спокойно сохранить за счет увеличения ее ширины. В-четвертых, конструкция подложки резко упрощается. Не нужно извращаться, со сложной конфигурацией токопроводящих полигонов. Даже в любительских условиях достаточно прорезать фольгу резаком. Ну, разве что добавить по краю возвратную дорожку, чтобы вывести подключение к одному торцу.

Может возникнуть резонный вопрос: "А почему так никто до сих пор не делал?" Сложно сказать. Иногда очевидные решения просто не видны "замыленным глазом".

  • Upvote 2


12 Comments


Recommended Comments

Имхо, расположение двух цепочек параллельно вообще решило бы проблему с распределением токов. Как-то так:

image.png.d9e6b9f1f634c438a982bd4b36f60094.png

Share this comment


Link to comment

Проблемы это не решило бы. Только усугубило, потому, что неравномерность распределения тока между светодиодами в каждой из пар перешла бы на всю цепочку. Точно то же, что и  общепринятое линейное размещение светодиодов.

Кроме того, обязательно потребовало бы применения алюминиевой подложки. Она и так применяется, но толку от нее немного. А так, как я предложил,  можно применять обычный стеклотекстолит, только с достаточно толстой фольгой.

Share this comment


Link to comment

Самое действенное в вашей ситуации - убавить ток. Светодиоды имеют нелинейную зависимость, светимость - ток через них. Поэтому убавив ток, светимость упадёт не пропорционально току. Попробуйте. Я убавляю на 1\3. К примеру был ток 300 ма, делаю 200 ма. Отказов не было, резко падает нагрев. А светодиоды - полупроводники.

Вот например прожектор, переделанный по схеме с гасящим конденсатором. Висит у меня над подъездом.

Скрытый текст

939916861_-.thumb.jpg.40af03dbf57e96e22987267b030b8d52.jpg

Не помню "родной" ток, на драйвере обычно написан. Драйвер сгорел. Висит давно и светит каждую ночь. Люди машины освещают. По чеку на конденсаторе видно грамотность продавца. :D

Заодно "криворукость" параллельно - посл. соединения LED диодов компенсируется и возни меньше.

Edited by Владислав2

Share this comment


Link to comment

@Владислав2 , к чему Вы всё это написали? Я разве просил каких-то советов??? Всего лишь отписался о пришедшем в голову техническом решении. Если бы занимался производством - запатентовал бы. В крайнем случае в качестве "полезной модели". А так - всего лишь выложил в открытый доступ. В матрицах действительно тепловая связь между отдельными светодиодами имеется. Но я ведь предложил изменить подключение светодиодов в ЛИНЕЙНОМ светильнике.

В начале записи дана ссылка на тему о светодиодных светильниках. Отписались бы туда - была бы польза от Вашего сообщения.

Share this comment


Link to comment

Я так светодиоды впаял для подсветки сверлилки - ток правда меньше дал - но и не греются практически. Даже три наляпал) питание 24 вольта - буду переделывать под 12 - нагрева практически нет - но сопротивление чуть больше положенного накинул .

IMG_20190923_152941.jpg

Share this comment


Link to comment

Внешне вроде бы ПОХОЖЕ на то, что я предложил, а фактически - совершенно не то.

Цитата

Дьявол кроется в мелочах!

1) Светодиоды расположены слишком далеко друг от друга.

2) Три светодиода - нонсенс. Это я отмечал в записи.

Share this comment


Link to comment

Falconist - извините, все глупости по глупости делаются. Невнимательно прочитал. Сейчас идею понял. Разумное зерно есть.

Share this comment


Link to comment

Производители специально так делают, чтобы ресурс был ограничен. Маркетинговый ход.
Светодиоды изначально имеют разброс. Поэтому даже расположив светодиоды в парах близко, это несколько уменьшит проблему, но не решит полностью- всё равно на светодиоде с меньшим падением напряжения будет рассеиваться бОльшая мощность.
Идеальное включение- по схеме ARV , но обязательно с токовыравнивающими резисторами в каждой цепочке.

Share this comment


Link to comment

Можно еще с токостабилизирующими элементами для каждого светодиода.

Т.е. не резистор. а двухполюсный стабилизатор тока. 

Edited by Boris U

Share this comment


Link to comment
2 часа назад, mva72 сказал:

Идеальное включение- по схеме ARV

1 час назад, Boris U сказал:

с токостабилизирующими элементами для каждого светодиода

Слона-то вы, ребята, и не приметили...

Share this comment


Link to comment

Я заменил сейчас на одноватные - слабые эти - но -даже в таком соединении они меньше грелись чем светодиодная лента ,впред учту ваше замечание.

Share this comment


Link to comment

Мысли верные и стоящие, полезные для общего развития и восприятия! Некоторых стоит носом тыкать в подобные рассуждения. Полезно тем кто о том, что светодиод полупроводник и не знает, или знает, но не может применять знания.  Полезно и тем кто не имеет общего взгляда на очевидные вещи, и не может выявить аналогию. 
Учитывая, что с температурой будет меняться падение напряжения на обоих элементах пары, назвать уравниванием, язык не поворачивается. Я бы сказал, приблизить разницу токов к минимальным значениям, для данной пары.  Учитывая, что лавинный эффект, при плохом рассеивании тепла убивает сразу, при среднем даёт помучатся, при хорошем останавливается. Таким методом можно его остановить на меньшей разнице токов. 
Причина почему не ставят два параллельных светодиода рядом, объясняется словами, зачем ставить 2 по 1 если можно поставить 1 по 2, что, отчасти, проще, удобнее и экономически выгоднее. Практичнее. 
Так как есть разнообразие светодиодов, расположение выбирается, чтобы распределить свет и тепло. Конечно ещё товарный вид и дешевизна в ограниченных ресурсах. (Думаю на ваших планках, старались растянуть определенную мощность, на определенное расстояние, и подешевле, и не в ущерб товарному виду).
Для самоделок, когда приходится делать из того, что есть под рукой, или есть какие то особые условия, данный вариант имеет место. Дело даже не в факте ставить светодиоды рядом, а в принципе распределения тепла относительно его влияния на свойства полупроводника.  А тут сразу нужно вспомнить, что транзистор тоже полупроводник. И на ум, сразу приходит вопрос термостабильности комплементарной пары. 
В общем, как таковая, тема уравновешивания температуры полупроводников не нова. 
P.S. Не совет, не упрек, а пожелание. Так как информация полезна, особенно для тех, кто начинает мастерить и ещё глубоко не вникал в нюансы. Неплохо было бы добавить графики  для примера лавинного эффекта и его подавления, сами знаете на словах выглядит не так показательно как на картинках.
С Н.П.

 

Share this comment


Link to comment

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Add a comment...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
×
×
  • Create New...