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标题: 奇怪的LED电流 [打印本页]

作者: cjseng 时间: 2012-3-15 22:34
标题: 奇怪的LED电流
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-16 21:22 编辑

[attach]99834[/attach]

在工作中发现一个奇怪的现象，拿出来大家一起参详参详。

如图所示，左右两列的LED中的电流不一样，排除LED与电阻的离散型，电流相差20%以上，电阻放在负端，电流较大。[attach]99692[/attach]

作者: 受不了了 时间: 2012-3-15 23:16
同样的那几个led和电阻还是不同的两组？

作者: cjseng 时间: 2012-3-15 23:35
同一批同一个包装中的1000个LED，电阻是同一个编带上的，实际的电路，电阻在上面的和电阻在下面的各48组，共7*48*2=672个LED，测量下来就是这样的结果。

画的是一块灯板，由于布线的关系，电阻放在上下两端，结果就成这样了。

作者: chunyang 时间: 2012-3-15 23:38
你交叉替换一下再测，要么是参数的离散性，要么是你的测试方法导致，电阻在哪里不是影响因素。

作者: cjseng 时间: 2012-3-15 23:41
我也觉得电阻在哪一头应该没区别啊，可实际上我测了几十组都是一样的结果，测试方法就是量那个100欧姆电阻两端的电压。

作者: chunyang 时间: 2012-3-15 23:48
先去做交叉替换测试。

作者: chunyang 时间: 2012-3-15 23:49
另外注意你的PCB，检查是否有错或者存在绝缘电阻问题。

作者: cjseng 时间: 2012-3-16 00:10
[attach]99703[/attach]这是我的另一个版本的LED灯，同样是电流不一致。

作者: cjseng 时间: 2012-3-16 00:17
我的理解是上部与下部的LED散热条件不一样，导致管压降不一样。实际上我是将整块线路板加上3mm导热垫固定在一大块铝散热器上的，铝板温度不超过40℃（红外测温枪测量）。

作者: ocon 时间: 2012-3-16 08:19
本帖最后由 ocon 于 2012-3-16 08:29 编辑

看来是温度的问题，热源在元件面。

作者: lymex 时间: 2012-3-16 08:53
有可能是个别元件损坏/短路，比如看一下LED是否有不亮的，焊接是否短路。

作者: chenyg69 时间: 2012-3-16 10:48
对调R1和L7试一下。只试2组就行，不用太多。

作者: dl759 时间: 2012-3-16 12:01
通电后把所有led压降都量一遍，记下来看看是不是都差不多

作者: xwj 时间: 2012-3-16 12:18

我也觉得电阻在哪一头应该没区别啊，可实际上我测了几十组都是一样的结果，测试方法就是量那个100欧姆电阻两端的电压。
cjseng 发表于 2012-3-15 23:41

“测试方法就是量那个100欧姆电阻两端的电压。”
LZ，你自己说吧，100欧姆电阻两端的电压是由LED决定的？还是由电阻决定的？

先想清楚这个再说吧。

作者: ljs00 时间: 2012-3-16 12:29
我还是觉得LED的参数离散性造成的，当然各部位温度不同也会有影响但不是主要的。

作者: linjing 时间: 2012-3-16 13:17
猜测应该是温升不均匀导致的LED管压降变化，进而导致的电流不一致
要测试也简单，拿线把LED全部引出来再测一下，测完一组再交换测一下

作者: delin17 时间: 2012-3-16 13:45
我也觉得是LED的离散性导致的

作者: cjseng 时间: 2012-3-16 15:04
我认为不是元器件离散性导致的，否则不可能下端的电流全部偏大，上端的全部偏小，只能是温度引起的。
这不是做了一两块板子出现这种现象，而是整批的板子都是这种现象。

作者: pa2792 时间: 2012-3-16 16:22
应该是板子拉线存在问题，没法均流，电流走阻抗小的线路，所以出现你上面的问题，

作者: pa2792 时间: 2012-3-16 16:24
所以在做LED中的线路板很容易出现因为LED串接并联搭配不合理引起电流均流不平衡引起的光斑，光谷。

作者: pa2792 时间: 2012-3-16 16:29
如果以V-为参考电平，右边的LED串相当于提升了R*I电压特性，虽然在测量单单LED串电压的时候是一直的，但整个R+LED串中电压特性是不一致。在模拟采样中两者的结果也是不一样的，所以在电路中需要统一限流电阻的位置。

作者: heitai 时间: 2012-3-16 19:10
21# pa2792
没看懂，详细说下嘛

作者: cjseng 时间: 2012-3-16 19:17

21# pa2792
没看懂，详细说下嘛
heitai 发表于 2012-3-16 19:10

如楼主位的图所示，左边的那串LED电流约12mA，右边的那一串大约15mA。

作者: moffce 时间: 2012-3-16 19:46
还是测量方法不对吧

作者: pa2792 时间: 2012-3-16 19:59
不是测量方式不对，是地线太小，电流从阻抗低的线路跑了，而且限流电阻不一样也造成加在LED串的电压特性不一样。LED驱动不是你电压一致就行，因为电压在这里不去作用，起作用的是驱动电流。驱动电流的大小，LED特性也存在差异。上面的就是并联驱动，不是单路驱动，靠近驱动电源位置LED串流过的电流明显比其他串大，导通电流大VF特性也是有所改变并非是一成不变的。

作者: cjseng 时间: 2012-3-16 21:10
25# pa2792

所有的LED是6个串联，18组并联，电流12*18=216mA，地线55mil（1.4mm）这样还地线太细？LED之间的连线是39mil（1mm）。

作者: pa2792 时间: 2012-3-16 22:28
你的结构中散热器就是浪费的散热器不是直接贴在灯珠上，而且隔空20MM，这样散热器只是装饰成分了。

作者: cjseng 时间: 2012-3-17 01:31
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-17 01:33 编辑

你的结构中散热器就是浪费的散热器不是直接贴在灯珠上，而且隔空20MM，这样散热器只是装饰成分了。
pa2792 发表于 2012-3-16 22:28

根据我多年的种田经验，这种封装的LED，散热主要通过负极引脚，我特意把引脚延长，正是为了改善散热，在延长的20mm之间，形成空气对流，比不延长要好得多。:lol

延长与不延长，是经过试验确定的。

作者: 云起 时间: 2012-3-17 13:53
换用线性电源试试。

作者: cjseng 时间: 2012-3-17 15:33
29# 云起

本来就是用的线性电源，一个大环牛。

作者: xwj 时间: 2012-3-19 09:12
唉~

LZ，你先说下你是怎么计算你这个图的LED的电流的，说说什么是因，什么是果
基本的因果关系都没搞清楚，你能蒙到正确的分析方法？

作者: pa2792 时间: 2012-3-19 10:36

29# 云起

本来就是用的线性电源，一个大环牛。
cjseng 发表于 2012-3-17 15:33

那你就不是恒流驱动，本来LED多路并联驱动的时候就因为阻抗不匹配引起没法每一路都均流。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 11:53

唉~

LZ，你先说下你是怎么计算你这个图的LED的电流的，说说什么是因，什么是果
基本的因果关系都没搞清楚，你能蒙到正确的分析方法？
xwj 发表于 2012-3-19 09:12

I=(V-Vf*n)/R
其中I为每一串LED中的电流，V为电源电压，Vf为LED压降，n为串联数量，R为限流电阻。

如果你能告诉我电阻串在正端与串在负端，上述的公式不一样，那我就无话可说了。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 11:58

那你就不是恒流驱动，本来LED多路并联驱动的时候就因为阻抗不匹配引起没法每一路都均流。
pa2792 发表于 2012-3-19 10:36

没见到我加了均流电阻啊？:L

我的电源是经过稳压的，所以至少应该可以说是恒压驱动，这点没意见吧？
但实际上我串的电阻有100欧姆，这么大的电阻，基本可以认为是恒流了，你认为呢？

作者: DONGXU 时间: 2012-3-19 12:00
问题不是元件离散造成的.也不是温升问题,更与限流电阻上下无关,是电路版布线问题,还和一个一般不应该出现的问题有关,既电路版铜铂厚度和铜箔材质.从楼主发的版图看是设计问题.上面的LED+通过电阻直接连电源+,这里没问题.问题出在LED-.用了8条细线(电阻处)连到电源-,问题就出在这里,线细了.所以电流会小.
至于为什么下面的LED电流大?下面的LED-过电阻直接连电源-.这里没问题.LED+是用了17条细线(电阻处)连到电源+.
建议解决办法:1 重新布线. 2,使用电线跳接
OK,应该说清楚了

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 12:12
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-19 12:14 编辑

[attach]100111[/attach] 35# DONGXU

上下两半的线条是完全对称的，要不给你看看另一面。如果是板材问题，那也不至于每一块都是一样的，我做了几十块，都是同样的结果。

作者: xwj 时间: 2012-3-19 12:27

I=(V-Vf*n)/R
其中I为每一串LED中的电流，V为电源电压，Vf为LED压降，n为串联数量，R为限流电阻。

如果你能告诉我电阻串在正端与串在负端，上述的公式不一样，那我就无话可说了。 ...
cjseng 发表于 2012-3-19 11:53

看来你还是没明白我的意思。
那就直白点说吧：
(V-Vf*n)=Vr
V为电源电压，Vf为LED压降，n为串联数量，Vr为电阻R上的压降，没异议吧？
那么，
I=(Vr)/R和Vr=I*R，虽然在数学上是等效的，但是，谁是因谁是果呢？

你说R是一样的，V是一样的，那么变量就只能是Vf和I了。
那你说到底谁是因谁是果呢？
是Vf决定电流？还是电流决定Vf？

但你的测量方法呢？

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 12:44
37# xwj

对于一个确定的LED，“是Vf决定电流？还是电流决定Vf？”这是个很有意思的话题:D

实际上我原先考虑过电子移动的速度这个问题，电阻串在正端，电流必须先经过电阻，就要降掉一部分电压，剩下的电压由串联的LED分配，每个LED上得到的电压就小，导致电流偏小；反过来，电阻串在负极，在导通的一瞬间，电阻上没有电流通过，也就没有压降，所有的电压都分配在LED上，这样导致电流偏大。
我这样分析着，似乎也说得通，后来一拍脑袋，电流其实是电子的移动，那么应该是负端开始移动的，那么结论应该相反才对。
所以我就摒弃了这种疯狂的想法。:lol 开始考虑其它的原因。
比如我还想到：是不是上下两部分的LED收到的光照强度不一样，因为LED受到光照也会轻微地改变Vf的，实际上我这块灯板，不通电，用太阳光对着灯板照射，用万用表可以在电源正负端量出电压的，可以看成一个效率很低的光伏电池。

作者: xwj 时间: 2012-3-19 12:54
是的，所以我一直都在说你的方法问题。

你的描叙中，你实际上是通过量Vr来判断出R上的电流不一样，却没有去考虑：到底是Vr不一样造成的Vf不一样呢？还是Vf不一样造成的Vr不一样？
到底是先有Vr才有Ir？还是先有Ir才有Vr呢？

结果你直接发散思维到超出欧姆定律的东西去了，却又用欧姆定律来反推电流。

作者: pa2792 时间: 2012-3-19 12:59

没见到我加了均流电阻啊？:L

我的电源是经过稳压的，所以至少应该可以说是恒压驱动，这点没意见吧？
但实际上我串的电阻有100欧姆，这么大的电阻，基本可以认为是恒流了，你认为呢？ ...
cjseng 发表于 2012-3-19 11:58

LED并串中你用电阻恒流那是天才才能做出来的。我是蠢蛋没这水平。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 13:13

LED并串中你用电阻恒流那是天才才能做出来的。我是蠢蛋没这水平。
pa2792 发表于 2012-3-19 12:59

唉！何为恒流？电流基本恒定即为恒流，电压源串一个无穷大电阻就是恒流源，OK?

为了简单起见，仅考虑一串LED，在我的电路中，假设电流增大10mA，电阻上的压降将增大1V，导致LED上的电压降低1V，即每个LED的电压降低167mV，LED电压降低167mV足以导致电流急剧减小，实际上这就是一个负反馈，只要那个限流电阻足够大，LED上的电流将会基本恒定。

常见的小功率LED灯的电容降压电源为什么会恒流？就是这个原理啊，只不过电阻变成了容抗而已。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 13:14
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-19 13:17 编辑

39# xwj

假设与电阻串联的不是LED，而是另外一个电阻，照你的说**是什么结果呢？

作者: pa2792 时间: 2012-3-19 13:22
我再回这个贴我就是SB到家了。

作者: 大道至简 时间: 2012-3-19 13:31
这个正常啊，元器件的离散型啊。你提高一点供电电压电流就会一致了

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 13:37
44# 大道至简

如果是元器件离散性造成的，应该是随机的结果，我做了几十块这样的板子，用了几万个LED，结果完全一致。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 13:55

是的，所以我一直都在说你的方法问题。

你的描叙中，你实际上是通过量Vr来判断出R上的电流不一样，却没有去考虑：到底是Vr不一样造成的Vf不一样呢？还是Vf不一样造成的Vr不一样？
到底是先有Vr才有Ir？还是先有Ir才 ...
xwj 发表于 2012-3-19 12:54

“通过量Vr来判断出R上的电流不一样”，我认为这个方法是没有问题的，通过电阻的电流和通过LED中的电流是一致的；

“到底是Vr不一样造成的Vf不一样呢？还是Vf不一样造成的Vr不一样？”，这个绝对是Vf不一致造成的Vr不一样，这也没有问题。

那么我的问题可以改成：“为什么电阻串在正端与串在负端，会造成Vf不一致？”
实际上我认为“为什么电阻串在正端与串在负端，会造成电流不一致？”这两个问题是一样的。

或者，你说说你认为正确的的测量方法是什么？

作者: xwj 时间: 2012-3-19 14:37
LS，如果你一开始就这样想，那也就里真正的答案不远了。

我一直强调的都是因果关系，先要要因果关系理清楚了，才能顺藤摸瓜找到问题的根本。
不管是多么奇怪的现象，最后都能找到最接近真相的主要诱因。

如果你开始是就肯定LED完全一样、电阻完全一样、布线完全一样... 那最后当然只能得出似是而非的某个“超级理论”；
但是，只要你真的严谨些，你会发现，哦，原来LED的布局不一样、上下温度也不一样、两组LED不一致、电阻搞错了、噢，原来布线不对...

只有一个个认真核对、分析、排除后，你才能知道你的“超级理论”原来是这么一回事，它是对的？还是那么的可笑。

比如，你认定非要“排除LED与电阻的离散型”，问出：“为什么电阻串在正端与串在负端，会造成电流不一致？”——那你是不怀疑电阻也不怀疑LED，而非要去怀疑欧姆定律了？

还是该相信欧姆定律去怀疑电阻、LED呢？

作者: xwj 时间: 2012-3-19 14:39
说真的吗，我也有43楼一样的感觉：

我再回这个贴我就是SB到家了。

拜拜了您啦

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 14:54
:funk:我发现与人沟通真的有点问题。

作者: DONGXU 时间: 2012-3-19 19:52
楼主啊。静下心，仔细些，看看版图上下是否一样？（看看我前贴，版图上下不一样，所以造成电流不一样）
如果实在看不出哪里不一样，再给你个建议，直接把电源分别连接上下LED，电流就基本一样了。这时的误差才是离散的原因。实在不行，QQ找我，这里打字太麻烦，交流不方便。还有更好的办法，直接来找我，呵呵这是句玩笑

作者: DONGXU 时间: 2012-3-19 19:56
还有句话可能不当说，无论怎样，大家是在帮你探讨问题所在，或者说是相互交流。

作者: cjseng 时间: 2012-3-19 20:05
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-20 01:48 编辑

楼主啊。静下心，仔细些，看看版图上下是否一样？（看看我前贴，版图上下不一样，所以造成电流不一样）
如果实在看不出哪里不一样，再给你个建议，直接把电源分别连接上下LED，电流就基本一样了。这时的误差才是离散 ...
DONGXU 发表于 2012-3-19 19:52

你的意思是8条细线跟16条细线的差别？每条细线是20mil。这个还真没注意到。

但上面的16条细线是给72个LED提供电源正，下面的8条细线是给36个LED提供电源负。实际上整个灯分成4块，每块最终单独控制。

作者: DONGXU 时间: 2012-3-19 20:16
是的，你试试应该会好，你是分了4组，从版图上能够看出

作者: eternity86 时间: 2012-3-20 01:13
14# xwj

XWJ，你是啥意思呢，我怎么看不懂？

作者: zzyfidy 时间: 2012-3-20 10:24
每个led在同等电流下的压降是不一样的，I左*R+V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7=I右*R+V8+V9+V10+V11+V12+V13+V14，左右电流不相等，和电阻没有关系。

作者: cjseng 时间: 2012-3-20 11:15

每个led在同等电流下的压降是不一样的，I左*R+V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7=I右*R+V8+V9+V10+V11+V12+V13+V14，左右电流不相等，和电阻没有关系。
zzyfidy 发表于 2012-3-20 10:24

是的，元器件有它的离散性，LED在同等电流下的压降是不一样，我想多个LED串联，根据概率统计，串联的越多，总的压降将越趋于一致。
左右电流不一致，和电阻也不能说毫无关系，多少还是有一点，但是在这里，这不是主要因素，因为左右电流相差20%左右。

现在的问题是：左边和右边都不是一组，而是各有72组，共144组，所有的均表现出电阻在正极电流小，电阻在负极电流大，这就不好用元器件离散性来解释了。

作者: xwj 时间: 2012-3-20 11:36

14# xwj

XWJ，你是啥意思呢，我怎么看不懂？
eternity86 发表于 2012-3-20 01:13

我的意思是要搞清楚那个是诱因，那个是结果。

我一直在强调要搞清楚因果关系，才能有正确的分析思路。
LED两端的电压可是近似恒定的，并不是因为电阻不同造成电阻两端电压不同，而是因为LED管压降不同而造成电阻两端电压不同。

电阻两端的电压根本就不是原因，而是结果。

作者: cjseng 时间: 2012-3-20 12:39
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-20 12:41 编辑

我的意思是要搞清楚那个是诱因，那个是结果。

我一直在强调要搞清楚因果关系，才能有正确的分析思路。
LED两端的电压可是近似恒定的，并不是因为电阻不同造成电阻两端电压不同，而是因为LED管压降不同而造成电阻 ...
xwj 发表于 2012-3-20 11:36

可能是我表达不清楚，本来我的意思就是电阻两端的电压不同，等效于电流不同，这就是结果，从来没当成是原因，我发帖的目的就是要找出原因，而我自己找到的原因就是上下部的温度不一样，导致LED的管压降不一致。

直接一点就是说：要找出上下部的LED管压降不一致的原因。我发帖一开始就是这个意思。

作者: t.jm 时间: 2012-3-20 12:56

是的，元器件有它的离散性，LED在同等电流下的压降是不一样，我想多个LED串联，根据概率统计，串联的越多，总的压降将越趋于一致。
左右电流不一致，和电阻也不能说毫无关系，多少还是有一点，但是在这里，这不是 ...
cjseng 发表于 2012-3-20 11:15

这一点我绝对认同LZ的意见，绝对不是元件的离散性造成的！离散性造成的结果统计学上过不去的，不会总是电阻在负极的电流大。
LZ提到单串电流在12~15mA,电阻是100R，压降为1.2~1.5V，
造成电流不一样的原因可能是：
1）散热/热阻不一样造成lED VF的改变。
2）电流在PCB上的压降造成每串的电压不一样。
二者很容易分辨，过段时间才出现电流不一样就是热的因素。
上电后立即出现的电流不一样、并且可测量到每串的电压不一样就是第二种原因。

作者: DONGXU 时间: 2012-3-20 13:13
电流不一样的原因的确不是因为元件的离散性和限流电阻在LED+或是在LED-造成的，至于你说的上下LED温度不一样是因为上下LED的电流不一样造成的，与方向无关。还是连几根跳线吧，这样电流就一样了。我这个电脑上没有PS，要是有就画个图给你了。
另外：你回我的“但上面的16条细线是给72个LED提供电源正，下面的8条细线是给36个LED提供电源负”。数据有误。请仔细核对。

作者: lsjiang 时间: 2012-3-20 14:04
那就是LED的燃点电压不同的原因造成的！

作者: cjseng 时间: 2012-3-20 14:34
61# DONGXU

呵呵，你看的真仔细，是36组和18组的关系，本来发现了，想想也能表达意思，就没改了，反正就是两倍的关系。

作者: ayb_ice 时间: 2012-3-21 16:50
正常的，LED本身就是非线性器件
不然也不会有恒流电路驱动LED了

作者: wh6ic 时间: 2012-3-21 23:59
1、上半全部是走焊接面，下半搞这么多在元件面的走线，引入金属化孔电阻差别、可能还会有制版厂造成的双面铜厚不一致、不合适的焊接工艺也可能引入差别；8L的板是否电流差别没那么大？
2、PA讲的就是大问题，插件LED散热一是封装，一是引脚；市场上的LED一般是铁脚，约20mm的细铁脚与空气的对流（你的灯板是**的还是封在不透气的罩里？）造成的散热效果能抵消这20mm长度带来的热阻？LED温度越高则正向压降越低，导致限流电阻上压降越大，LED电流也越大，热阻过大，导致温升差异更大（你真带散热片实验测过留20mm和紧贴PCB两种焊法的温升？）

作者: cjseng 时间: 2012-3-22 00:27
本帖最后由 cjseng 于 2012-3-22 00:33 编辑

64# wh6ic

你的这个说法令我豁然开朗。:handshake
我怎么就没考虑到金属化孔的问题。

测量的时候不是密封的，前面的玻璃罩子没装，否则我没法测，成品是装在灯罩里的，但也不是密不透风，有出气孔的，实际上内部还装有小风扇，透过20mm空间搅动空气，散热器是灯壳自带的。由于最终的产品是按照60hz，25%占空比频闪的，所以没法恒流或者说要做到恒流电路将非常复杂。
实际上就算是常亮的，要恒流也必须每一路恒流，而不是总电流恒流，这种做法以前试过一次，用了几十个324运放加一百多个三极管，电路是很简单，只是体积太大了。
提到LED灯具，必然要提到恒流驱动，比如LED日光灯、球泡灯，实际上都是总电流恒流，LED离散性大的话，做出来的灯亮度就会看起来不均匀，严重的甚至某些串不会亮。

作者: ymian 时间: 2012-3-22 18:20
路过一下。。

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