Светодиоды перегорают: Почему перегорают светодиодные лампы? 3 причины

Почему перегорают светодиоды? Несколько советов по их правильному подключению

Светодиоды — новое слово в освещении. Современные светодиодные светильники не уступают по своим характеристикам уже привычным лампам накалывания, энергосберегающим и люминесцентным лампам. Они имеют аналогичный уровень яркости, но в то же время светодиоды миниатюрные, а также экономичные в плане потребления энергии. С каждым днем они все прочнее входят в нашу жизнь.

В наши дни никого не удивишь интерьерным светодиодным освещением. Но многие люди сталкиваются с проблемой, когда светодиод через короткий промежуток времени начинают хуже светить, а то и вовсе перегорают. Почему это происходит? Чтобы это понять, давайте вкратце рассмотрим принципы работы светодиода и его устройство.

Устройство светодиода

Светодиод является полупроводниковым радиокомпонентом. Светодиод состоит из специального кристалла, который излучает свет, когда через него течет прямой ток, электродов, с помощью которых он подключается в сети, а также специальной оболочки, которая рассеивает свет.

Для обеспечения нормальной, стабильной работы светодиода ему необходим постоянный ток, а также обеспечение нормального температурного режима.

Почему портятся и перегорают светодиоды?

Есть несколько причин, из-за которых светодиоды могут выходить из строя:

• Нестабильное напряжение и ток. Если ток и напряжение будут слишком низкими, светодиод просто не будет работать, что, впрочем, не сможет негативно отразиться на его работе. А вот если напряжение будет превышено — светодиод просто сгорит.
• Если не обеспечить светодиоду поддержание нормальной рабочей температуры он не сгорит, но очень быстро выйдет из строя. Важно соблюдать рекомендованную производителем температуру. Повышение или понижение температуры приводит к деградации и разрушению кристалла, а также прочих составных частей светодиода.
• Довольно редко, но все же встречаются светодиоды с заводскими дефектами и браком. В таком случае, даже соблюдая нормальный режим питания, а также температурный режим светодиод может выйти из строя.

Рекомендации по обеспечению нормальной работоспособности светодиода

Чтобы светодиод прослужил весь заявленный производителем срок, достаточно соблюдать лишь несколько основных рекомендаций:

• Нормальный режим электропитания обеспечивается с помощью подходящего блока питания. Для выбора блока питания нужно учитывать рабочее напряжение диода, потребление тока, а также количество, если светодиодов несколько.
• Обеспечить нормальный температурный режим также не сложно. Некоторые производители современных светодиодов делают уже готовые светильники, в которых изначально установлен радиатор, а то и блок питания. То же качается и светодиодных полос и линеек, в которых светодиоды уже находятся на специальной алюминиевой подложке. Для одиночных светодиодов также можно подобрать подходящий радиатор.

Ну вот, как видим, обеспечить нормальную работу светодиодов довольно просто, если соблюдать всего лишь два основных пункта приведенных выше. При правильном использовании светодиодов, вы продлите их жизнь на значительное время и они не потеряют силы своег свечения из за несоблюдения простых рекомендаций по правильному использованию.

Опубликовано: 2021-09-13
Обновлено: 2021-09-13

Автор: Магазин Electronoff

мир электроники — Почему быстро перегорают светодиоды в подсветке?

Категория

материалы в категории

Те кто давно и постоянно занимаются ремонтом телевизоров уже привыкли к тому что примерно процентов 80 всех неисправной приходится в основном на источник питания, однако современная реальность преподносит свои коррективы в эту статистику- сейчас мастерам все чащи приходится сталкиваться с таким явлением как неисправность подсветки.
Причем главный парадокс заключается в том ,что хваленная всеми производителями светодиодная (LED) подсветка выходит из строя гораздо чаще, чем уже морально устаревшая ламповая…

Казалось-бы почему так? Ведь (по заверению всех производителей) светодиод это штука практически вечная, и внедрение светодиодов в телевизоры должны только лишь увеличивать срок эксплуатации, но в реальности все как раз с точностью до наоборот: если лампы в телевизорах (или мониторах) работали относительно долго, то светодиоды перегорают гораздо чаще. ..

Давайте попробуем разобраться почему-же так происходит…

Как известно, ЖК (LCD) панели не могут сами излучать свет: они всего-лишь формируют саму картинку, в вот для того чтобы получить яркость необходима внешняя подсветка. Года, примерно, до 2012 подсветка в ЖК панелях осуществлялась при помощи ламп (нечто вроде самых обыкновенных люминесцентных ламп «дневного света») и вся эта конструкция работала достаточно надежно: у ламп запаса прочности хватает в среднем лет на 6-8, а инвертор (тот самый модуль который заставляет лампы работать) выходит из строя не так уж и часто, причем (если все-ж таки инвертор и сгорел), чаще всего причиною служит источник питания.

Со светодиодной подсветкой все гораздо интереснее, но для того чтобы понять в чем причина перегорания светодиодов, давайте сначала разберемся как все это работает…

Итак, сами светодиодные планки (их еще часто называют «стринги») располагаются таким образом чтобы обеспечить равномерную засветку экрана изнутри. Выглядят они вот по разному, иногда вот так:

Иногда вот так

Все фотки взяты с нашего форума. Если хотите просмотреть изображения в полном размере, то кликните по ним (откроются в новом окне).

Количество самих светодиодов, конечно же, может отличаться в зависимости от размера экрана

Вроде бы, на первый взгляд, все легко и просто- подай на светодиоды напряжение, они включатся и все проблемы, однако это далеко не так: ведь во-первых их здесь достаточно много, а во-вторых светодиоды еще ведь должны включаться, выключаться, да и яркость у них должна регулироваться…

Как бы там производитель не заверял что светодиоды практически не потребляют ток (если сравнить с обычной электролампочкой, то, конечно-же да- ток здесь гораздо меньше…), однако при их большом количестве цифры получаются уже достаточно серьезные: так, к примеру достаточно распространенный светодиод 3535 (он, кстати, интересен тем что может быть рассчитан на различное напряжение) при параметрах 6V, 2W потребляет ток в 300 mA, и если их в подсветке будет штук 20, то при параллельном включении ток-то уже получается до 6 Ампер. ..
И ведь это еще не все: для того чтобы все это надежно работало необходимо чтобы источник тока имел запас мощности хотя-бы процентов 50, да и коммутация и регулировка яркости потребует довольно мощных ключевых элементов….
В результате в конечном итоге что получается? Производитель вынужден будет устанавливать дополнительный источник тока Ампер в 10 (а то и более…) и мощные ключевые транзисторы (а это опять-же нужно будет обеспечивать тепло-отдачу!!).
С теоретической точки зрения, в принципе, это все возможно, но зачем эти лишние нагромождения? Ведь гораздо проще будет соединить светодиоды последовательно- получить повышенное напряжение проще, да ток при этом будет не слишком большой…

Регулировка яркости подсветки (и включение-выключение в том числе) выполняются по принципу ШИМ-инвертора (типа как в импульсном источнике питания). Для примера рассмотрим схему:

Эта схема драйвера LED-подсветки телевизора SAMSUNG, выполненная с применением микросхемы SEM5025.
Цепочка их последовательно-включенных светодиодов подключается к разъему «LED LAMP». Как мы видим- на один контакт разъема приходит 195V (об этом чуть ниже), а на другом выводе разъема находится MOSFET транзистор.
Уровень открывания этого транзистора и будет регулировать яркость свечения LED- планки.

Управление транзистором осуществляется за счет подачи на его затвор импульсов с микросхемы IC9101 (та самая SEM5025).
Кроме этого в схеме предусмотрена еще и стабилизация по току: на вывод 10 микросхемы приходит сигнал с токового датчика (это резистор R9120).

А вот теперь самое интересное…
Практически все производители предусматривают различные режимы яркости. Они заложены в пользовательском меню и переключаются как «кино, пользователь, динамичный, экономичный» и так далее…
То есть- для питания всей светодиодной планки источником питания вырабатывается напряжение немного выше номинального: так, скажем, если в телевизорах LG в 32 дюйма установлены 18 6-ти Вольтовых светодиодов, то номинальное напряжение должно быть примерно 120 Вольт, а в реальности источник питания выдает Вольт 150- 180. Для чего так поступил производитель? Судя по всему он размышлял «дадим напругу чуть больше, а степень свечения уже при помощи драйвера отрегулируем»….

В результате что мы имеем? Во-первых при включении мы получим достаточно сильный скачок напряжения (пока там транзистор откроется и токовый датчик сработает…), а во-вторых ни один из пользователей не знает что светодиоды подсветки при режиме «динамичный»  начинают работать с перегрузкой….(да и продавцы- консультанты в магазинах об этом знать не знают….).

Итого, вернемся теперь к первоначальном вопросу всей статьи: почему-же все-таки светодиоды в подсветке часто перегорают?

Как мы видим LED-подсветка преподносит нам сразу несколько сюрпризов:
Первое. При последовательном включении все светодиоды имеют огромную взаимосвязь: при выходе любого из них из строя, гаснет сразу вся цепь полностью.
Второе: для увеличения яркости производитель чаще всего завышает напряжение подсветки, и поэтому светодиоды начинают работать с большой перегрузкой и перегревом (как показала практика температура кристалла иногда достигает 120 градусов!), а ведь это очень даже пагубно: даже те светодиоды которые и выдерживают такое издевательство, все равно со временем деградируют.
Третье. Об этом, кстати, многие не задумываются, но, однако, это факт: светодиод, вообще-то, это прибор полупроводниковый и поэтому он может не только оборваться, но еще и пробиться… А ведь это даже гораздо хуже: если в электролампочке обрывается нить накала, то цепь прерывается, здесь-же сам пробитый светодиод перестанет светить, но электрическую цепь при этом не разорвет. Следовательно току другим светодиодам достанется еще больше (а они там и так, бедолаги, с перегрузкой работают…).

Можно-ли продлить срок службы светодиодной подсветки, а если да, то как?

Из всего вышесказанного следуют простые выводы:
Первое: пока телевизор новый то стараться не эксплуатировать его в «динамичном» режиме.
Второе: если все-же таки пришло время ремонтировать подсветку, то после ремонта желательно уменьшить ток протекающий через светодиоды. А делать это, в принципе, достаточно просто- необходимо всего-ли увеличить номинал токового датчика в драйвере. Так, к примеру, для вышеприведенной схемы, увеличение номинала резистора R9120 до 4,7 Ома вместо установленного 3,9 Ома приводит к уменьшению тока светодиодов примерно  процентов на 20.

Общие рекомендации при ремонте LED подсветки

* Во первых всегда следует помнить о том что матрица это вещь чрезвычайно хрупкая и при ее извлечении необходимо соблюдать крайнюю осторожность.

* Кроме защиты от повреждений самого стекла, необходимо еще внимательно отнестись и ко всем шлейфам- их так-же стоит оберегать от перекосов и разрывов.

* Перепаиваются сами светодиоды при помощи паяльного фена при температуре в пределах примерно 270- 300 градусов, не более.

* Конечно же (если по-хорошему) то светодиоды лучше всего менять сразу все и ставить одинаковые.

Остались вопросы: заходите к нам на ФОРУМ

светодиод перегорел из-за большого тока?

спросил
5 лет, 6 месяцев назад

Изменено
5 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

Итак, используя Arduino, я подал 5 В на белый светодиод, с ним ничего не произошло. Я подал 5В на желтый светодиод, и через несколько секунд он начал дымить и перегорать. Мой первый вопрос: насколько токсичны эти пары? Во-вторых, почему светодиоды разного цвета имеют разные максимумы напряжения/тока?

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Токсичность в дозе. Почти все токсично в больших дозах.

Я никогда не видел, чтобы производитель светодиодов предупреждал о возможности вдыхания паров дымящегося светодиода. Я выкурил достаточно светодиодов, чтобы знать, как это пахнет. Вряд ли острая токсичность.

Белые, синие и зеленые светодиоды обычно изготавливаются из нитрида галлия-индия с прямым напряжением около 3 В. красный, оранжевый желтый (янтарный) обычно представляют собой фосфид алюминия-галлия-индия с прямым напряжением около 2 В.

Диапазон тока для AlGaInP от нескольких мА до 700 мА. GaInN от нескольких мА до 1500 мА.

Когда вы говорите «Я подал 5В», мне нужно знать, КАК вы подали 5В, чтобы догадаться, почему один сгорел, а другой нет. Оба должны были сгореть, если бы они были подключены к источнику 5 В, рассчитанному на более чем ампер.

ОБНОВЛЕНИЕ

Ну я подключил 5v и землю к светодиоду, и для некоторых очевидных
причина, по которой этот начал гореть … Пробую разные цвета, кроме
желтый, ни у кого из них не было такой же проблемы. Различия в производстве?

Блок питания для Arduino должен быть маломощным. Подключение светодиода к шине питания 5 В должно заставить их всех сгореть.

Я предполагаю, что светодиоды, которые вы использовали, не были высокой яркости с низким максимальным током.

Я взял красный светодиодный индикатор на 20 мА, подключил его к регулируемому источнику питания на 600 мА и медленно увеличивал напряжение. Он включался при 1,8 В и тускнел при 2,4 В. Когда он приблизился к 5В, он потускнел еще больше.

С другой стороны, эти два синих светодиода Luxeon Rebel Blue сгорели при максимальном токе 1 А из-за отсутствия радиатора.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

У меня такое ощущение, что вы подключили свои светодиоды напрямую между выходным контактом Arduino и землей. Вы не должны этого делать — большинство выходных контактов микроконтроллера не предназначены для управления током, необходимым для зажигания светодиода. Вы также можете сжечь свой микроконтроллер. Возможно, вам повезло иметь микроконтроллер, который несколько ограничивает выходной ток до уровня, безопасного для белого светодиода, но не для желтого.

Что касается вашего второго вопроса, ваш белый светодиод так же близок к вашему желтому светодиоду, как Шевроле к Форду. Они просто устроены иначе и будут вести себя по-разному. Вот почему у каждого электронного компонента есть техническое описание, а у каждого автомобиля есть руководство.

Что касается вашего первого вопроса, то, что именно горит, зависит от процесса каждого производителя. В случае сомнений предположим, что это токсично. Но ты жив, так что, наверное, все было не так уж и плохо 🙂

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Токсичность светодиодного дыма

Согласно журналу Environmental Science and Technology светодиоды содержат свинец, мышьяк и десяток других потенциально опасных веществ.

Особенно красные светодиоды содержат в 8 раз больше светодиодов, чем желтые светодиоды. При преобразовании в дым является нейротоксином и проявляет значительные канцерогенные и неканцерогенные свойства из-за высокого содержания мышьяка и свинца.

По данным журнала Scientific American

Огунсейтан добавляет, что при вскрытии одного светодиода и вдохе
его пары вряд ли вызовут рак, нашему организму вряд ли нужно больше
токсичные вещества, плавающие вокруг, так как комбинированное воздействие может быть
триггер болезни. Если какие-либо светодиоды сломаются дома, Ogunseitan рекомендует
подметать их в перчатках и маске и утилизировать
мусор — и даже веник — как опасные отходы. Кроме того, экипажи
отправлены для устранения автомобильных аварий или сломанных светофоров (светодиоды
широко используется для автомобильного и дорожного освещения) следует носить
защитную одежду и обращайтесь с материалами как с опасными отходами. светодиоды
в настоящее время не считается токсичным по закону и может быть утилизирован в
обычные свалки.

Почему светодиоды разного цвета имеют разное максимальное напряжение/ток

цвет и, следовательно, падение напряжения / требования.

Например:

Для красного светодиода используется арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) или
Фосфид галлия (III) (GaP), падение напряжения которого составляет 1,63 < ΔV < 2,03.

Аналогично, для фиолетового светодиода он изготовлен из нитрида индия-галлия (InGaN), а падение напряжения составляет около 2,76 < ΔV < 4,0.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Как починить светодиодные лампы постоянного тока 12, которые перегорают из-за превышения напряжения или тока

спросил
2 года, 8 месяцев назад

Изменено
2 года, 8 месяцев назад

Просмотрено
1к раз

\$\начало группы\$

Как ограничить выходное напряжение постоянного тока до 12 В постоянного тока, если входное напряжение больше, чем 12 В постоянного тока, и такое же выходное напряжение, если напряжение ниже 12 В, например 11,5 В или 10,5 В?

Сценарий:

У меня дома есть солнечная установка, в которой установлен pwm-контроллер заряда 12 В и трубчатая батарея высотой 180 ампер. Я использую эту настройку для питания своих светодиодных ламп на 12 В и вентиляторов на 12 В постоянного тока.

Проблема в том, что в дневное время, когда присутствует солнце, мои светодиоды перегорают, и это, вероятно, из-за избыточного напряжения, если я не ошибаюсь. Иногда светодиоды мерцают и перегорают.

Итак, я думаю добавить микросхему 7812 для ограничения выходного напряжения на уровне 12 В, но я боюсь, что если моя батарея разряжена и она обеспечивает менее 12 В постоянного тока, будет ли эта микросхема 7812 работать должным образом?

Или, что я должен добавить, чтобы ограничить выходное напряжение до 12 В постоянного тока, если входное напряжение больше, чем это, и оно выдает такое же напряжение, если напряжение ниже 12 В?

Редактировать:
Вентилятор постоянного тока, вероятно, потребляет от 3 до 4 ампер.
и лампы постоянного тока варьируются от 1 до 2 ампер

• светодиод
• постоянный ток
• контроллер заряда солнечной батареи
• лм78хх

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

К сожалению вы не говорите сколько ток нужен вашим светодиодам и вентиляторам.

Предполагая, что этот ток меньше 2 А, вы можете рассмотреть возможность использования повышающе-понижающего преобразователя , например: с известной долей скептицизма. Я бы использовал его до 1 А и не беспокоился. Может быть, он прекрасно выдержит 2 А, а при 3 А может получить слишком горячий и не работает в долгосрочной перспективе. Тогда лучше использовать модуль на 5 А.

На самом деле название неправильное, так как преобразователь сначала повышает напряжение до, например, 24 В, а затем использует понижающий преобразователь постоянного тока (понижающий преобразователь) для понижения напряжение до необходимого вам напряжения, например 12 В.

Это означает, что модуль будет выдавать 12 В, пока входное напряжение остается в (довольно широких) пределах. Так что даже при 10,5 В или 15 В на входе вы всегда получите 12 В на выходе.

Есть много разных модулей, похожих на этот, просто введите в поиск «Buck boost module».

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Это проблема XY. Это предупреждающий знак о том, что с вашей системой что-то серьезно не так . Не применяйте технологию, чтобы скрывал симптом . Это все равно, что сделать механическую канарейку для использования в угольной шахте, поскольку обычные канарейки продолжают умирать за ??? причина.

У тебя проблемы похуже. Твоя батарея разряжается.

Факт выгорания ваших светодиодов является огромным красным флагом , указывающим на то, что в вашей солнечной системе есть проблема, которая разрушает вещи.

Ясно, что контроллер заряда солнечной батареи либо а) неправильно подключен, либо б) неисправен. Он не регулирует напряжение от солнечной панели, которое обычно колеблется в диапазоне 15-19 вольт (или выше, если это панель «24 В»).

Светодиодные ленты и другие изделия на основе светодиодов предназначены для работы при напряжении в диапазоне от 11 В до 14,5 В. Это потому, что они предназначены для работы в транспортных средствах и других местах с аккумулятором 12 В заряжается . Плавающее напряжение зарядки 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи составляет 13,8 В постоянного тока.

Светодиодные ленты

представляют собой резистор, включенный последовательно с сильно нелинейными светодиодами. Таким образом, если напряжение увеличивается, ток увеличивается примерно пропорционально. Сгорание светодиодных лент предполагает, что напряжение превышает 15 В и, вероятно, ближе к типичному напряжению 19 В «разомкнутой цепи» солнечной панели. Это явно указывает на неисправный или неправильно подключенный контроллер заряда.

Это перенапряжение также приводит к выкипанию воды из аккумулятора и сокращению срока его службы.

Либо сфотографируйте проводку контроллера заряда и попросите нас проверить, либо, если вы на 100% уверены в проводке, самое время достать вольтметр и реально измерить эти напряжения.

Контроллеры заряда часто являются дешевым хламом.