Tiras DC LEDS de alta corriente con placa de aluminio ... ¿es recomendable la conexión a tierra?

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Estoy en el proceso de planear para hacer un panel de luz LED bastante grande que use 24v 130w en total. El controlador PSU LED tiene una capacidad de hasta 150 vatios y viene con 3 entradas (tierra, neutro y en vivo) y 2 salidas positivas y negativas.

Las tiras de LED que estoy usando tienen un grosor de cobre de PCB bastante decente, pero para ayudar a disipar el calor, he decidido usar una gran placa de aluminio de 5 mm de espesor que, con suerte, prolongará la vida útil del brillo del LED.

Un diagrama simple se puede encontrar a continuación:

La(s)pregunta(s):

  • ¿Esrecomendableconectaratierralaplacadealuminioconuncablequeseadjuntaalaplacaalchasisdelafuentedealimentación?
  • ¿Ohayunaopciónalternativaonoesnecesaria?

Informaciónadicional:

Meanwell150W24vCLG-15024A hoja de datos

Esquema CLG-15024A

ImagendelastirasdeLED

Al mirar la tira de LED parece que tiene un resistor SMD con etiqueta 121 (120ohms, creo) en el + 24v y -24v que luego reduce el voltaje a la mitad a 12v, que luego se divide entre 6 leds en serie, lo que resulta en 2 voltios cada uno.

    
pregunta Simon Hayter

2 respuestas

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La resistencia térmica de la unión de LED a la superficie se ve degradada por la cinta adhesiva, pero para la radiación de calor de la placa de alumbre de SMT soldada a MCPCB utilizo 5sqcm / W para un aumento de 40’C en el disipador de calor, lo que significa que la unión está más caliente.

Tiene 2400 cm2 / 170 vatios o aproximadamente 3 veces esto, pero una resistencia térmica de la cinta de 2 caras que puede aumentar la resistencia térmica Rca mucho más que la viruta al cobre, por lo que la lámina de alumbre no será tan efectiva pero reducirá la unión Temp por el aumento de la hoja de alumbre. Dado que el MTBF se duplica aproximadamente cada 10 'caída en el aumento de la unión (suponiendo que no haya fallos en el proceso), un aumento de 30' en la temperatura del metal se traduce en una mejora de aproximadamente 8 veces en la vida útil, por lo que es un buen plan.

Ahora a tierra eléctrica o no pregunta.

¿El SMPS emitirá ruido de RF en modo común? ... probablemente ... ¿eso interferirá con sensores de alta impedancia? Tal vez si tienes alguno.

¿Al tocar la placa, la ESD interferirá con algo? Tal vez pero probablemente no

¿Será un problema de seguridad conectarlo a tierra o no? No si el suministro está certificado, pero si tiene un filtro de línea, las tapas de corriente de fuga pueden sentirse (200 uA aprox.) Si también lo toca con un dedo y tierra. Por lo tanto, la conexión a tierra es buena, pero no limita la corriente ESD, lo que podría plantear un problema si tuviera algunos cables largos a algunos controladores remotos que lo controlan.

Entonces, hay compensaciones y si hay más incógnitas en este sistema, entonces la respuesta puede ser más compleja (RC derivación a tierra).

Pero si es una simple lámpara de horticultura en alto La humedad puede ser una respuesta simple. No importa, pero pueden surgir problemas de compatibilidad si hay otras incógnitas, como una falla a tierra en otro equipo o interferencia de radio AM, por lo que es mi primera opción. Pero si también tiene dispositivos electrónicos sensibles a ESD cerca, se usa comúnmente una resistencia de 1M en serie. Luego, si la interferencia de RF es un problema en los radios o sensores de AM, entonces una tapa de 10 nF a tierra con 100 ohmios en serie para limitar la corriente ESD.

Estos son mis procesos de pensamiento de EMC para cualquier plano de tierra grande con posibles problemas de compatibilidad o NO.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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ACTUALIZACIÓN

No, no es necesario conectar a tierra la placa de aluminio.
El Mean Well está suministrando corriente continua filtrada. No hay nada que irradiar.

Básicamente, la única fuente posible de ESD sería el Mean Well CLG y está encerrado en una caja de aluminio. Nada será irradiado desde el CLG. Mean Well suprime la ESD para que no baje por la línea eléctrica.

No necesita protección ESD. Incluso si hubiera una señal de RF en las tiras, se montan en una placa de aluminio que suprimiría cualquier ESD.

No está utilizando voltajes letales, por lo que no hay riesgo de seguridad.

FIN DE ACTUALIZACIÓN

Una placa de aluminio no disipará mucho calor. Absorberá el calor hasta que alcance casi la misma temperatura de PCB que sin la placa. El aluminio tiene buena conductividad térmica pero no tan buenas características de convección sin aletas. La convección natural se basa en la flotabilidad y la gravedad (número de Grashof), que es mínima en una superficie plana horizontal. El aluminio no anodizado tiene una baja emisividad y, por lo tanto, una pobre transferencia de calor por radiación.

En lugar de utilizar un pago en hoja plana heatsinkusa.com . Tienen disipadores de calor de 1 "de ancho por 16 ¢ por pulgada.

Lo que hago es ajustar la corriente para que la temperatura de la PCB sea inferior a 55 ° C (caliente al tacto pero no se quema). Hay algunas tiras con una eficacia de aproximadamente 180 lm / W que no necesitan un disipador de calor. Supongo que sus tiras son aproximadamente la mitad de eficientes, tal vez 90 m / W.

Además, si utilizara tiras con LED más eficientes, más vatios eléctricos se disiparían como luz en lugar de calor.

Las tiras que me gustan son Bridgelux EB-Series Gen 2. Cuando están en stock, el precio comienza en $ 4 por 280 mm (11 "), 1200 lúmenes y también se venden en longitudes de 560 mm y 1120 mm. Las tiras de 280 mm son 19.5V y los otros son el doble.

Samsung tiene sus tiras F-Series Gen 3 con las mismas longitudes y un costo similar por lumen y eficacia. El Samsung, con más lúmenes por tira, puede dirigirse al punto donde se requiere un disipador de calor, pero solo disminuyo la corriente a la temperatura deseada.

Este es un accesorio con siete 22 "(560 mm) que usa Bridgelux BXEB-L0560Z-30E2000-C-B3 @ $ 7.41 cada uno.
Tengo dos de ellos con las tiras cableadas en paralelo (controlador: Mean Well HLG-185H-48B) y serie (HLG-240H-C1400B).
Las tiras paralelas no se equilibraron bien. La corriente en cada tira varió de 800mA a 1500mA. La buena noticia fue que incluso en la tira de 1500 mA (60 W) no se necesitaba un disipador de calor. La corriente nominal máxima es de 1400 mA.


Esteesunproyectoparaexperimentarconelcrecimientodeplántulasbajo3000K(BXEB-L0280Z-30E1000-C-B3)y5700K(BXEB-L0280Z-57E1000-C-B3)$4tiras.

LaunidadLEDsemontaenlapartesuperiordeunestantedemaderaylastirasenlaparteinferior.Lasplantasdetomateprefierenlos3000Kcálidosmuchomásquelos5700Kfríos.



ElPCBquehiceparaconfigurarlacorrientedelHLG-40H-54Byhacerladistribucióndeenergía.


Dos$14.48cadauno,4500lúmenes,tirasdeSamsung560mmP/N SI-B8T261560WW .
No se requieren disipadores de calor de menos de 1 amperio (1.12 amperios máximo), 25 vatios cada uno.


NOTA

El 24V no se divide en dos rieles de 12 V. El voltaje de un LED está determinado por la corriente y las características de voltaje directo del LED, no por el voltaje aplicado.
Los LED blancos, impulsados a ≈60 mA, tienen un voltaje directo de aproximadamente 2.8V.
6 LEDs en serie serán aproximadamente 6 x 2.8v = 16.8V.
Una resistencia de 120Ω significaría que hay 60 mA fluyendo a través de cada LED y resistencia.
Esto funciona a 1,44 W por conjuntos de 6 LED.
Si lo anterior es cierto, los LED se espaciarían a aproximadamente 6 mm (160 / m), lo que sumaría 24 W por metro.
La máxima eficiencia eléctrica sería entonces del 70%. Las resistencias disipan el otro 30%.
Por qué hacen esto es un misterio. Podrían alimentar 8 LED por 27Ω de resistencia y obtener una eficiencia del 93%.

    
respondido por el Misunderstood

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