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Razones de la falla del LED

Febrero 20, 2023

Como una nueva tecnología de iluminación verde, los LED blancos de alta potencia tienen las ventajas de una alta eficiencia de conversión de luz, bajo consumo de energía, larga vida útil y sin mantenimiento, y se están utilizando gradualmente en varios campos de iluminación. La larga vida del LED se basa en su entorno de trabajo seguro. Para la iluminación LED, existen dos amenazas principales que afectan su vida útil: una es la descarga eléctrica excesiva, es decir, la corriente aplicada al LED supera la corriente nominal máxima en la hoja de datos técnicos del LED, incluido el choque de sobretensión causado por sobretensión; el otro es daño por sobrecalentamiento. Estos daños pueden manifestarse como una falla inmediata del dispositivo, o pueden ocurrir mucho después del evento de descarga de sobrecorriente, acortando la vida útil del LED.


Causas de daño a las lámparas LED.


La falla de las lámparas LED proviene de la falla de la fuente de alimentación y la unidad, y la falla del propio dispositivo LED. Por lo general, el daño a la fuente de alimentación de la unidad LED y la unidad proviene del choque de sobretensión (EOS) de la fuente de alimentación de entrada y la falla de circuito abierto en el extremo de la carga. El impacto de la sobretensión de la potencia de entrada a menudo provoca daños en el chip de la unidad en el circuito de la unidad y daños por avería en los componentes pasivos, como los condensadores. Una falla de cortocircuito en el extremo de la carga puede causar una sobrecorriente del circuito de impulsión, y el circuito de impulsión puede dañarse por un cortocircuito o sobrecalentarse debido a una falla de cortocircuito. La falla del propio dispositivo LED tiene principalmente las siguientes situaciones.


1. Evento de descarga electrostática


El daño por descarga electrostática (ESD) es el riesgo de sobrevoltaje transitorio más común en la fabricación, el transporte y la aplicación de dispositivos semiconductores altamente integrados, mientras que los sistemas de iluminación LED deben cumplir con el "modelo de descarga electrostática del cuerpo humano" del contacto estándar IEC61000-4-2 de 8 kV. descarga para evitar que el sistema falle debido a descargas eléctricas excesivas que pueden ser causadas por descargas electrostáticas.


El rendimiento de la matriz de unión LED PN se reducirá o dañará, como se muestra en la Figura 2. La falla interna del chip LED causada por la ruta de descarga del evento ESD solo puede causar un daño funcional parcial y, si es grave, también causará daño permanente al LED.


2. Evento de sobrecorriente transitoria


Un evento de sobrecorriente transitoria significa que la corriente que fluye a través del LED excede la corriente nominal máxima en la hoja de datos técnicos del LED, que puede ser generada directamente por una gran corriente o indirectamente por un alto voltaje, como rayos transitorios, fuentes de alimentación conmutadas. transitorios, etc. Sobreintensidad provocada por eventos de sobretensión, como ruido de conmutación de estado y fluctuaciones de la red. Estos eventos son transitorios y tienen una duración muy corta. Por lo general, los llamamos picos, como "picos de corriente" y "picos de voltaje". Las condiciones que causan eventos de sobrecorriente transitoria también incluyen el encendido del LED o la sobrecorriente transitoria durante la conexión y desconexión en vivo.


El modo de falla del LED después de ser sometido a una descarga eléctrica no es fijo, pero generalmente provoca daños en el alambre de soldadura, como se muestra en la Figura 1. Este daño generalmente es causado por sobrecorrientes transitorias extremadamente grandes. Además de causar que el alambre de soldadura se queme, también puede dañar otras partes cercanas a la línea de soldadura, como los materiales de sellado.


Causas comunes de daño a las lámparas LED y soluciones de protección


Para los diseños de iluminación LED donde casi el 80 % de la energía se convierte en calor, la gestión térmica y la protección contra sobrecalentamiento por fallas son un desafío. Tanto la teoría como la práctica han demostrado que el rendimiento y la vida útil de los LED están estrechamente relacionados con la temperatura de funcionamiento de la unión PN del LED. Cuando la temperatura de unión en el chip LED aumenta 10 °C, el flujo luminoso se atenuará en un 1 % y la vida útil del LED se reducirá en un 50 %.


Protección de la fuente de alimentación y del circuito de accionamiento


Dado que el circuito de accionamiento de alimentación LED se daña fácilmente por descargas eléctricas excesivas y fallas de cortocircuito, las medidas de protección para varios estados de falla deben considerarse completamente en el diseño del circuito de accionamiento para mejorar la confiabilidad del circuito y reducir la tasa de reparación. . El PTC de la serie LVR de Tyco Electronics puede realizar protección contra sobrecorriente y cortocircuito de la fuente de alimentación de CA, y el ROV se utiliza para protección contra descargas eléctricas y sobretensiones. La serie POLYZEN son componentes integrales de protección contra sobrevoltaje y sobrecorriente para puertos de entrada de alimentación de CC, y la serie de montaje en superficie en cadenas de luces LED se utiliza para protección contra sobrecorriente de carga o falla de circuito abierto.


Causas comunes de daño a las lámparas LED y soluciones de protección


Protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento PPTC en iluminación LED; Aunque muchos dispositivos de accionamiento LED de alta gama han integrado gradualmente sobrecorriente, sobrecalentamiento y otras funciones de protección, en muchas ocasiones, especialmente en términos de protección contra sobrecalentamiento, aún se requieren soluciones de componentes discretos como una solución de protección colaborativa, para que las lámparas tengan mayor confiabilidad y vida más larga.

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