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LED灯不停地自动开、关,问题出在哪?

2020-05-19 Martin Rowe 阅读:
LED灯不停地自动开、关,问题出在哪?
一年以后,我发现其中一个LED灯每次开灯约30分钟后,隔几分钟自己就会开关一次。我拆开灯泡,发现导热膏有点少。补了一些导热膏却没什么变化。难道是控制电路的问题?我迫切想知道怎样才能修好它……

装修房子时,我在办公桌上安装了3个嵌入式灯。另外,厨房里有6个,客厅里有4个,两间卧室各1个。开始的时候,所有BR30灯都是65 W白炽灯。由于书房和厨房的灯有时候一下子要打开好几个小时,为了省电,我就用LED灯换掉了白炽灯。差不多所有灯泡都用了2年以上,跟我预期的一样,只有一个灯泡例外。JiBednc

一年以后,我注意到办公桌上的一个BR30 LED灯泡(Feit Electric牌子,是从Costco买的)每次开灯约30分钟后,隔几分钟就会开、关一次。我怀疑这种现象是由灯泡发热引起的,就从办公桌的嵌入灯具中卸下灯泡,然后装在台灯上。果然,LED会一直亮着,不会再熄了,因为热量不会再积聚在凹进去的灯具中了。令人不解的是:为什么只有一个LED灯会不停地开、关? 是散热不好吗?还是温度感应电路过早地关闭了LED?JiBednc

图1显示的就是这个LED灯。它有一个很大的散热器,额定值为13 W、750流明、145 mA。JiBednc

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图1 :12个LED灯中有一个会随温度变化而开、关。JiBednc

现在来进行一些测量。首先,我想看看灯泡点亮--熄灭之间的时间间隔。这很容易,只需将LED灯装在办公桌上的灯具中就行了。我用手机的秒表记录了灯泡开、关的时间。图2显示了开、关的时间间隔。JiBednc

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图2:LED灯打开的时间越久,点亮--熄灭的时间间隔就越短。JiBednc

横轴最左边的“ 1”表示LED灯关闭一整夜之后开启的时间。灯在约30分钟后自动熄灭,用最左边的零表示。大约14分钟后,灯泡冷却到了一定温度,就再次点亮。6.7分钟后,LED再次熄灭,依此类推。 开、关的时间间隔最终会稳定在大约1.6至2.3分钟之间,整个过程约2½小时。JiBednc

接下来将这个不停开、关的LED灯的工作温度与一个正常的LED灯进行比较。这相当有意思。我使用一个DT9828 USB数据采集模块和一个J型热电偶(TC),将TC固定在故障LED的底部。图3显示热电偶导线的一端用胶带绑在LED灯的底部。JiBednc

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图3:将裸线捻在一起形成热电偶,然后用胶带将TC绑在故障LED灯的底部。JiBednc

设置DT9828,使其以1个样本/秒的速率进行温度采样,采样时长2½小时,采样个数10,800。正如所预期的,温度曲线显示了开、关的间隔时间。从曲线来看,当灯泡的状态改变时,温度将继续升高或降低30到60秒,然后改变方向。考虑到散热器的热量,这是可以理解的。图4显示的LED温度仅用于进行比较。请记住,这不是LED结温,LED结温要高得多。JiBednc

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图4:LED灯壳温度曲线显示最高温度为44°C。之后温度一直稳定在40°C左右。JiBednc

接着来测量一个工作正常的LED灯泡。当然,它们的温度曲线肯定是不同的,因为灯泡在整个2½的时间段内一直亮着。如图5所示,尽管在灯泡底部的同一位置测得其温度更高,接近60°C,但这个灯泡仍保持点亮的状态。JiBednc

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图5:一个正常LED灯泡的温度即使高于故障LED灯泡自动熄灭的温度,仍会一直保持点亮状态。JiBednc

是什么问题引起故障LED灯不停地点亮、熄灭?有两个可能的原因:JiBednc

• 温度测量电路导致灯泡过早熄灭;JiBednc

•  LED灯泡到散热器导热不好。JiBednc

拆开故障LED灯和正常LED灯,会看到它们的不同。LED灯泡的散光罩很容易取下来,我的指甲很短都可以。图6显示了故障LED灯泡里面的22个LED。JiBednc

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图6:将故障LED灯泡的散光罩卸下,里面有一块板子,上面有22个LED用螺钉固定在位。JiBednc

为了更好地检查板子,我把白色边框卸下来了。图7可以看得更清楚。JiBednc

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图7:卸下白色边框后看到似乎缺乏散热膏。JiBednc

图8显示的是一个正常LED灯泡中的板子。注意电路板周围有导热膏,图7中却没有。JiBednc

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图8:正常LED灯泡比故障LED灯泡的导热膏要多一些。但是,在其他正常LED灯泡中并没有导热膏从电路板下面溢出。JiBednc

现在将PCB从金属框架中拆下来,看到中间有一些导热膏(图9),在前面看到的正常LED灯泡中,白色导热膏沿着边缘有不少,我不禁想到这里的导热膏是不是太少了?我急忙跑到电子商店,买了一些导热膏。JiBednc

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图9:LED灯泡制造商在LED板上是涂了导热膏的,再增加一些导热膏并没有什么不同。JiBednc

不幸的是,增加一些导热膏并没有什么不同,因为故障LED灯泡仍跟之前差不多的频率不停地点亮、熄灭。JiBednc

怎么办?接下来重新测量一下LED灯泡的温度吧,看添加导热膏之后有没有任何不同。JiBednc

我通过电子邮件联系了灯泡制造商Feit Electric的客服部门,附上了图3和图4,请他们将我的邮件转发给工程师。客服部门给我回了邮件,说要给我换货。但是,这不是重点。我迫切想知道这个LED灯泡为什么会不停地开、关,如何才能修好它。JiBednc

工程师朋友,你们知道问题出在哪里吗?我估计可能需要拆开灯泡研究一下控制电路了。JiBednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:LED lamp cycles on and off, why?,由Jenny Liao编译。)JiBednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Martin Rowe
"EE Times/EDN资深测试与量测技术编辑。Martin Rowe在《测试和测量世界》担任技术编辑和高级技术编辑达20年,其中包括担任EDN Design Ideas编辑三年。在此期间,Martin的报道涵盖了大部分的技术和公司,包括台式仪器,如示波器、仪表、信号​​源及其应用。他最喜欢这些仪器的应用包括高速信号测量、基本测量(电压/电流/功率)、校准和EMC/EMI/RFI。所有这些都直接适用于连接器和连接性能。从2004年到2012年,为了了解工程师是如何进行测试的,Martin访问了多家公司,包括Bose,DeWalt和Tyco Electronics(现为TE Con​​nectivity)。 让Martin出名的还有他的音乐——他写了六首描述工程师生活的歌曲。这一切始于2006年的“测量蓝调(Measurement Blue)”,证明了任何事情都能用蓝调写出来,连接器都成了Martin的歌。 “Below a GigaHertz”这首歌向那些还工作在1GHz以下信号的工程师致敬,他们是古老历史的见证者。 Martin曾在IEEE EMC Symposia上现场演出了“The Measurement Blues”和“The Lab in the corner”。 Martin拥有伍斯特理工学院的电子工程学士学位和宾利学院的MBA学位。"
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