Problema del canal rojo de LED de 10W RGB

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Ha pasado un tiempo desde que estuve aquí, pero no sé a quién recurrir para obtener ayuda. Esto es más un problema de hardware que cualquier otra cosa, así que espero estar en los foros correctos para preguntar, si alguien sabe de algún otro lugar en el que debería estar buscando ayuda, ¡hágamelo saber!

De todos modos, este circuito simplemente activa un LED COB RGB de 10W, usando un esp8266 como el micro que luego controla 3 MOSFETS a través de PWM que controlan cada canal del LED RGB.

LED: (Este no es el mismo fabricante que uso pero las especificaciones son las mismas) enlace

El voltaje de entrada es de 12 a 15 VCA, ya que son alimentados por transformadores de CA de bajo voltaje. La entrada se ejecuta luego a través de un puente rectificador de onda completa seguido de un capacitor de 1000uF para producir voltaje de CC. A esto le sigue un convertidor reductor que reduce ese voltaje a 10 V CC para controlar el LED. 3 Los controladores de corriente constante se usan para cada canal del LED RGB para producir 350 mA para cada canal.

Controladores de corriente constante: enlace

El problema que tengo es con el canal rojo, en mi último lote de 50 de estas tarjetas tengo más de 10 en las que el canal rojo ha dejado de funcionar. Trabajan al principio y luego, con el tiempo, algunos de ellos, el canal rojo comienza a parpadear que simplemente se apaga. Por extraño que parezca, si presiono el LED, el canal rojo se volverá a encender, pero de nuevo fallará tan pronto como suelte la presión. (He comprobado todas las conexiones de soldadura y todo parece estar bien, incluso he vuelto a soldar algunas) No estoy seguro si este problema se debe a un mal lote de LED o si tengo un problema con el diseño / circuito de mi PCB. A continuación se muestran mis esquemas, la resistencia R6 es de 10 Ohm, 3W. El segundo convertidor Buck se usa para dejar caer 10V DC a 3.3V para el esp8266. También A1 - A9 son los controladores actuales constantes. A1-A6 AL5809-50P1-7 & A7-A9 AL5809-150P1-7 (PN ubicado en el enlace de la hoja de datos arriba).

Estos dos PCB se enganchan para formar el ensamblaje final. El motivo de las dos placas separadas es que el calor generado por el LED debe estar lejos del esp8266.

Si necesita más información o tiene alguna pregunta en la pizarra para evaluar el problema, ¡hágamelo saber! Podría escribir un libro completo sobre la función de este tablero, pero estoy intentando que sea breve y dulce.

    
pregunta Hockeyman271

4 respuestas

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Voltajedirectorojo@350mA=7.5
R6:350mAx10Ω=3.5V

¿DóndevaaobtenerelAL5809sumin-in-outminde2.5V?

Latemperaturamáximaesde85°C.

Rojo:350mAx7.5V=2.625vatios
Azul:350mAx11.5V=4.025vatios
Verde:350mAx11.25V=3.938vatios

Vatiostotales=10.6vatios

Sinunagestióntérmicasustancial,nohayformadequeestosLEDfuncionenpordebajode85°C.

  

sipresionoelLED,elcanalrojosevolveráaencenderpero  Denuevofallatanprontocomosueltolapresión.

Estoesunpocodemisterio.LosLEDdebenestardemasiadocalientesparaponersudedo.Amenosquenoesténobteniendolos350mAesperados.SiunoodosdelosAL5809fallanporquenotienenlos2.5Vmín.,Entonceslacorrienteseráinferiora350mA,loquereduciráelvoltajeenR6,loqueotorgaalosAL5809slos2.5Vnecesarios.

MidaelvoltajeenR6paraobtenerlacorriente.

IntentaríadesconectarunodelosAL5809y/ocortocircuitarobajarR6a2.8Ωparaunacaídade1V.

TambiénconsiderausarunCCRdiferente.ElOn-SemiNSI50150ADT4Gtieneunmínimode0.5Vaky350mAmáx.

ACTUALIZACIÓN

Enloscomentariosparecehaberciertaconfusiónencuantoaporquéhicelassugerenciasanteriores.

LafuncióndelCCRessuministrarunaresistenciadelimitacióndecorrientedinámicadelamismamaneraqueunaresistenciafija.UnCCRtendráunatensiónmínimaymáximadeánodoacátodo(Vak).ElVakenfuncionamientorealesestrictamenteunafuncióndelatensióndealimentaciónmenoselVfdelLED.

  

Estaconfiguraciónesdeficientedebidoalos"caudales de LDO de 2.5 V en ambos lineales   y regulador CC. y por lo tanto muy sensible a cualquier cambio de sobrecarga V   en NSI50150ADT4G no es 0.5Vak sino 1.8 V típico - Tony Stewart es mayor   que la suciedad

Un CCR es un regulador CC lineal.
El 1.8V "típico" del NSI50150ADT4G solo se especifica en unas condiciones térmicas y de corriente muy específicas. Su propósito es especificar el rendimiento térmico, no el funcionamiento normal V ak como se describió anteriormente. Vea la Figura 2.

La razón por la que sugerí que el NSI50150ADT4G es porque es una parte única que puede reemplazar a tres. Un CCR requiere una gestión térmica suficiente para un funcionamiento estable y un paquete DPAK es capaz de disipador de calor. Además, la corriente es ajustable para 150 - 350 mA y 350 mA es probablemente demasiado alta por razones térmicas.

El propósito de R6 es aliviar el estrés térmico en los CCR (si es necesario). R6 no es una resistencia limitadora de corriente. Es probable que 10Ω no funcione bien debido a que la tensión de alimentación probablemente sea insuficiente con un mínimo de V ak de 2.5V, V f de 7.5V @ 350 mA y un suministro de 10V . La adición de la tensión en R6 probablemente hará que los CCR y los LED salgan de sus condiciones de funcionamiento normales.

Si el V f es efectivamente 7.5V (probablemente menos), cualquier caída de voltaje en R6 excederá el voltaje mínimo requerido para los CCR y los LED. Cuando se enciende, el LED V f comienza con aproximadamente 5.5V y R6 cero. El voltaje del CCR es ambiguo, ya que el mínimo de 2.5 V ak es una recomendación pero es probable que 1.5V se especifique en las características eléctricas como el mínimo de V en .

  

El voltaje mínimo V INOUT recomendado de 2.5V ...
- Hoja de datos de AL5809

A medida que la corriente se eleva hacia 350 mA, el voltaje en R6 aumentará a 3.5 V si es poco probable que la corriente alcance los 350 mA. Es probable que tres LED rojos en serie alcancen más de 6 voltios a más de 100 mA.
Cuando V R6 se aproxima a 3.5V, será poco probable que los CCR tengan suficiente voltaje operando correctamente. La solución es aumentar el voltaje de suministro o reducir (o eliminar) el voltaje en R6 para que los CCR tengan suficiente sobrecarga de voltaje para funcionar correctamente.

Dado que R6 es el único componente con un voltaje predecible, medir el voltaje en R6 dará una indicación bastante precisa de la cantidad de corriente que fluye para fines de resolución de problemas.

  

Vf es bajo, por lo que CC es exacto pero demasiado caliente y mal entendido análisis   para reducir R hará que R sea más frío pero CC (rojo) más caliente.
- Tony Stewart   más viejo que la suciedad

V f es ambiguo, pero la curva de la hoja de datos IV indica que debería ser de aproximadamente 7.5V a 350 mA. Esta es una fuente de CC, por lo que el valor de R6 no tendría ningún efecto sobre la corriente (o la temperatura del rojo) si los CCR funcionan correctamente.

    
respondido por el Misunderstood
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El hecho de que los LED parpadeen y luego se apaguen después de algún tiempo es una indicación clásica de una unión de soldadura que está fallando debido a problemas térmicos. El hecho de presionar la PCB (y flexionar la placa) soluciona el problema es otro indicador clásico de una unión de soldadura defectuosa.

Sospecho que el culpable es R6. Está claro que la caída de voltaje (3.5 voltios) está destinada a disminuir el voltaje en los reguladores de corriente para que coincida con los otros dos canales. También está claro por el tamaño de R6 que te diste cuenta de que disipará 1 vatio. Lo que creo que no te hayas dado cuenta es que está sentado en una PCB caliente debido a la disipación del LED (aproximadamente 9 vatios) en el otro lado. Sospecho que la combinación está calentando demasiado tus conexiones, y una de las conexiones se está abriendo.

EDITAR: Tony Stewart en su comentario (fuertemente) sugirió que el problema está en la unidad de LED, y en la reflexión me inclino a estar de acuerdo con él.

La prueba debe ser bastante sencilla. Suelde un cable de prueba a la vía donde el cátodo LED rojo intercambia los lados. Enciende el circuito. Cuando el LED se apague, conecte el cable de prueba a tierra (brevemente) con una resistencia de 100 ohm 1/2 a 1 vatio. Esto proporcionará una ruta de corriente alternativa de aproximadamente 60 mA. Si el LED se enciende, sabe que está bien y el problema está en los reguladores de corriente / R6. Si el LED permanece apagado, sabes que Tony está en lo cierto y que estás cocinando tus LED. Use un cable delgado (el calibre 30 sería bueno): el punto es evitar proporcionar una ruta de enfriamiento alternativa a través del cable.

Como digo, sospecho que tiene razón. No tiene un disipador de calor en su LED, y se está calentando. De hecho, si el LED permanece apagado a largo plazo, solo para encenderlo nuevamente si deja que la unidad se enfríe, sabrá que solo el calor de los canales azul y verde es suficiente para darle problemas.

¿Por qué obtienes una tasa de fallos del 20%? ¿Y no el 0% o el 100%? Proveedor barato con controles de proceso inconsistentes.

END EDIT

    
respondido por el WhatRoughBeast
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¿Por qué ha utilizado una resistencia limitadora de corriente solo para el canal rojo? como lo establece la ley de voltaje de kirchhoff: para una trayectoria en serie de bucle cerrado, la suma algebraica de todos los voltajes alrededor de cualquier bucle cerrado en un circuito es igual a cero. Esto se debe a que un circuito es un circuito de conducción cerrado, por lo que no se pierde energía.

Loscréditosdefotosvanaesta Página web

Puedo suponer que el canal rojo no funciona debido a que la caída de voltaje en su rama evita que el voltaje en el diodo rojo se encienda.

Intente eliminar R6 y cortocircuite su conexión en uno de sus elementos y verifique si eso hace una diferencia.

    
respondido por el Ahmed M.Zahran
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- actualización:

  • El puente no regulado debe generar una caída mínima de 2.5V por encima de la salida de 7810 10V.
  • La entrada Vac es desconocida, pero si la especificación es correcta, la salida depende del diodo Vf a 8A, no al 1A y al 141% de conversión de rms a pk
  • por lo tanto, C debe descargar 1050mA el 80% del tiempo (est)
    • mientras que los diodos bombean 5 veces el 20% actual del tiempo Reduciendo la corriente de rizado de RMS Cap a 1.4A
  • los reguladores de CC deben tener 2.5v min @ 350m
  • el ref. Las especificaciones de los LED no son precisas, pero implican una diferencia si 4V entre G-B y R de min a typ a max.
  • por lo tanto, para un margen leve, el propósito de R6 es disminuir 3.5 V con un margen de 0.5V.
  • SIN EMBARGO sin resultados reales de la prueba VI; transformador, diodos, LEDs y Cap ESR y C todo es conjetura

Pero al seleccionar R6 o cualquier resistencia de potencia, la potencia nominal DEBE ESTAR DERECHADA para la temperatura de placa más desfavorable. Lo que podría 50% o incluso el 10% de la potencia nominal. !!!! Para R6 = 3.5V * 0.35A = 1.225W Si la temperatura real de la caja > 100’C está subestimada. Yo sugeriría una resistencia THT elevada de la placa 3W pero verificar que el delta V (3 sigma) entre Verde ~ Rojo para verificar que la caída de 3.5V es ideal o menos.

  • En cuanto a mejoras de bandaid Ignore las sugerencias anteriores, mida todo lo anterior y Vcap, dV, Vmin, V avg, y luego todos los demás voltajes de los componentes diferentes a lo esperado

  • entonces se puede hacer una solución óptima

  • FET LDO "puede ser" alrededor de 0.1V

  • gorras más grandes y menor ESR aumenta Vin

El propósito de R6 es eliminar la diferencia entre Verde y Rojo @ 350mA

Aunque la transferencia de calor es un problema mecánico, los EE que son autosuficientes deben dominar esto como cualquier red RC.

Los perfiles de calor de soldadura NUNCA DEBEN excederse para velocidad, permanencia o Tmax. ¿Por qué? Los LED deben reducir la visibilidad de un cable de oro muy frágil y extremadamente pequeño. Por lo tanto, nunca debe violar las especificaciones térmicas. De lo contrario, las fallas térmicas del interruptor de contacto bimetálico o los resultados de daños son su culpa. 9 veces de cada 10) Esto puede e incluso puede suceder a los LEDs Cree.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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