Fallo de LED en PCB - Algunas cadenas de LED se atenúan intermitentemente

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Tengo un proyecto universitario que implica trabajar con LED de montaje en superficie.

Por alguna razón, algunas de las filas de LED, cuando están encendidas, son más débiles de lo que deberían ser. Sin embargo, este problema solo es intermitente y, a veces, cuando las tarjetas se apagan y se vuelven a encender, se iluminan bien. Este es el problema que necesito resolver.

El circuito es de voltaje constante de 24V, compuesto por varias cadenas paralelas de LED. Cada cadena de LED tiene 4 resistencias y 2 transistores para controlar el flujo de corriente.

La PCB en la que están montados se ha marcado, de modo que el circuito se puede dividir en secciones más pequeñas si es necesario. Mi primer pensamiento fue que cuando las tablas se colocan a lo largo de la línea de puntuación, las pistas de cobre están dañadas, pero los LED solo son disfuncionales de forma intermitente.

A veces, cuando los LED se atenúan, al presionar la placa hacia abajo se encienden correctamente.

Sé que es mucha información, pero si alguien tiene alguna idea de cuál es el problema, sería muy apreciado.

    
pregunta Euan Clapworthy

3 respuestas

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A veces, cuando los LED se atenúan, al presionar la placa hacia abajo se encienden correctamente.

Esto parece indicar que tiene conexiones intermitentes en el circuito.
Ciertamente, es posible que las pistas estén dañadas, pero parece más probable que el problema se deba a resistencias agrietadas o juntas soldadas por tensión en sus componentes.

Verifique la calidad de la soldadura y es posible que encuentre resistencias rotas y conexiones de componentes con un rociador frío o una pistola de calor.

    
respondido por el Jack Creasey
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Estos tipos de problemas no son infrecuentes con las PCB LED. Sin un esquema, fotos y huella de LED solo puedo ofrecer información generalizada.

Dos problemas de alta probabilidad serían fugitivos térmicos y, más probablemente, sustrato cerámico craqueado cuando las líneas de puntuación se rompieran. Un tercer problema puede ser el proceso de soldadura. Algunas huellas de LED están sujetas a problemas de ensamblaje y plantilla de soldadura. Incluso la posición de rotación del LED y la dirección de cómo se aplica la pasta de soldadura puede causar problemas.

El desbordamiento térmico puede ser un proceso lento que demora muchas horas en manifestarse. Luego, cuando se apaga y se deja enfriar, el problema desaparece. Cuando se vuelva a encender, el problema se repetirá. Esto generalmente se asocia con una fuente de corriente constante y cadenas paralelas no balanceadas. Está utilizando resistencias constantes de tensión y limitación de corriente por lo que no es probable. Pero si hay cadenas paralelas que se vuelven actuales desde exactamente la misma ruta, es probable que se trate de un problema.

Ten en cuenta que podrías tener múltiples problemas.

Lo más probable es que sea causado por diferentes coeficientes de expansión térmica en las capas de la PCB que causan alabeo. La deformación hace hincapié en el paquete de LED y la soldadura articulaciones

La Sección 3.6 ( Manejo de tableros FR4 ) de esta nota de aplicación explica los paquetes de cerámica de alabeo y agrietado y los patrones de cobre que pueden ayudar.

LUXEON Rebel Plaform Información de ensamblaje y manejo

La siguiente nota de la aplicación detalla los consejos de soldadura y el proceso de ensamblaje.

Consulte la Sección 3 Consideración de la disposición eléctrica y
Sección 4. Pautas para el proceso de ensamblaje

LUXEONC Color Line Assembly and Handling Information

Muchos no creen que el escape térmico sea real.
Esta nota de la aplicación de Texas Instruments proporciona algunos detalles.
Consulte la Sección 3 Trampas de las matrices de LED paralelas

Desafíos de diseño de cambiar los controladores LED

Esta nota de la aplicación OSRAM explica cómo prevenir el desbordamiento térmico. Muchas veces, las cadenas desequilibradas alcanzarán el equilibrio térmico antes de que una de las cadenas falle y el flujo de corriente sea tal que algunas cadenas sean más tenues que otras. De nuevo, esto puede tomar horas para progresar.

Distribución actual en cadenas de LED paralelas


  

a veces, cuando las tablas se apagan y se vuelven a encender,   ilumina bien.

Si la naturaleza intermitente del problema no es una deformación mecánica, de la forma en que lo describe, suena exactamente como he visto cómo se manifiestan los síntomas de cadenas paralelas desequilibradas. Necesitaría un esquema para verificar.

Tenía algunas tiras que estaban desequilibradas, el voltaje directo era 43.29V (amarillo) y 43.85V (azul). Los accioné con un CC (HLG) y un CV (HEP) con resistencia de 5Ω en serie con cada tira.

Las cadenas desequilibradas son un problema mayor de lo que la mayoría de los diseñadores se dan cuenta. La mayoría de las veces es indetectable. He realizado mucha experimentación con la conducción de picaduras paralelas y la naturaleza desequilibrada del problema. A veces, la economía dicta que se ejecuten varias tiras con un solo controlador CC. Lo que hago es agregar resistencias de derivación al diseño para poder medir cuán desequilibrada está la cuerda. SIEMPRE están desequilibrados y quiero saber cuánto. Cuando recibo las tiras, lo primero que hago es medir el voltaje directo de cada tira e intentar emparejar las cadenas paralelas mediante V f . No importa qué tan cerca esté el V f , la corriente aún está desequilibrada.

    
respondido por el Misunderstood
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Su problema descrito normalmente sería el resultado del calor. Ya sea un mal trabajo de soldadura, una mala soldadura, el sobrecalentamiento debido a la falta de precisión del hundimiento por calor o el enfriamiento activo, o el funcionamiento de los leds a una corriente más alta que provoque daños por calor. A medida que se apagan, pueden enfriarse y el problema desaparece hasta que se vuelve a encender y la temperatura aumenta.

El calor puede hacer que la soldadura se ablande y desconecte, o que las juntas frías se agrieten. Peor aún, puede llevar a fallas internas de las capas led. Se puede ver mirando el led mientras está apagado para detectar marcas de quemaduras internamente.

Asegúrese de cumplir o exceder los requisitos de disipación de calor, temperatura, corriente y voltaje recomendados por el fabricante.

    
respondido por el Passerby

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