Circuito combinado LED serie-paralelo y paralelo-serie

Thermal Runaway es una condición de carrera analógica donde la resistencia térmica +ve y el coeficiente de voltaje de umbral negativo controlado por calor del calor disipado por grandes diferencias en la resistencia en serie, Rs cuando se derivan con otros causan acaparamiento de energía. Runaway se puede modelar como retroalimentación negativa termoeléctrica de CC cuando la ganancia del bucle es> 1 y la sensibilidad al aumento de calor se acelera en lugar de alcanzar un estado estable.

Esto da como resultado un acaparamiento de corriente por una caída acelerada de voltaje y un aumento de temperatura.

Se previene reduciendo ;

1. resistencia térmica, Rja ['C/W] {positivo} y acoplamiento térmico a los LED de derivación compartidos.
2. aumento general de la temperatura y la reducción del tiempo de aumento térmico.
3. el número de LED en paralelo

4. la tolerancia de desajuste de resistencia en serie por contenedores Vf más pequeños

   5. y aumentando el número de LED en serie.
   6. y aumentando el acoplamiento térmico de todos los LED a la misma temperatura.

El LED con el Vf más bajo a la misma corriente nominal siempre tiene el Rs más bajo. Esta es la fuente de variaciones de Vf en LED de unión similares. La potencia nominal y, por lo tanto, el tamaño a granel reduce el Rs, mientras que el aumento de la temperatura reduce principalmente el voltaje de umbral, Vt y no Rs.

Los LED de rejilla eléctricamente paralelos compartidos siempre funcionarán peor.

El LED con el Vf más bajo y, por lo tanto, el Rs más bajo desvía más corriente de las cadenas adyacentes. Tomará mucha más corriente dependiendo de la cantidad de otros LED en paralelo que si solo hubiera N LED en serie.

• El margen cae rápidamente a medida que aumenta el aumento de la temperatura de los componentes, lo que acelera los cambios.
• los efectos del cambio de corriente se reducen /N LED en serie

Esta es la razón por la que todos los LED COB se hacen como se muestra con el patrón de la izquierda y nunca en el patrón conectado a la red S/P.

por ejemplo, 12S8P COB de Seoulsemicon

Estoy diseñando algunas tiras de LED para cultivar plantas a lo largo de una pared larga. Habrá cientos de LED alimentados por un controlador de LED de alta calidad y corriente constante (marca Meanwell o similar).

Ayudaría si agregara qué tipo de LED son, potencia aproximada, si tienen disipadores de calor/mcpcb.

Todas las tiras comerciales que he visto (Bridgelux, Samsung, etc.) dividen los LED en secciones, conectan los LED dentro de cada sección en serie y luego todas las secciones se conectan en paralelo, como el primer ejemplo en la imagen a continuación.

Sí, esto se considera una buena práctica. Cuando varios LED están en serie, se ven obligados a compartir corriente, por lo que la corriente a través del conjunto completo está determinada por la suma de las "resistencias", que es lo mismo que usar la caída de voltaje promedio o la "resistencia" promedio de los LED.

¿Alguien podría decirme por qué es mejor que cablear los LED en cada sección en paralelo y tener las secciones cableadas en serie, como el segundo ejemplo en la imagen?

Podría elaborar, pero creo que esto está cubierto, para verlo de otra manera, la imagen de la derecha muestra 3 conjuntos paralelos de 3 LED, y los 3 conjuntos están conectados en serie. Cuando los LED de alimentación están en paralelo, el primero en calentarse o comenzar con una "resistencia" por debajo del promedio acaparará la corriente, se calentará más, acaparará más corriente y se quemará. Incluso 2 LED en serie es una gran ayuda para prevenir esto, y cuanto más en la serie, más pueden variar las propiedades de sus LED y no importar.

Un problema que veo con el primer enfoque es que si hay una sección donde el flujo de aire es limitado, se creará un punto de acceso donde todos los LED en esa sección bajarán su voltaje directo y comenzarán a acumular más corriente, lo que provocará una fuga térmica. Si su refrigeración es remotamente adecuada, es muy poco probable que se caliente un conjunto de 3 o más LED. En el caso de que sucediera, aún es mucho menos probable que tener un solo LED calentándose, lo cual es suficiente para iniciar la falla en cascada en el dibujo de la derecha.

El segundo enfoque parece que resolvería ese problema, ya que los LED que se calientan compiten por la misma corriente, por lo que debería permanecer dividido de manera más uniforme.

Está asumiendo un poco arbitrariamente que sabe qué LED se están calentando, pero tan pronto como se encuentran en una situación en la que la fuga térmica los hace "competir" por la corriente, el modo de falla ha comenzado. Al menos uno de ellos va a ganar esa competencia por corriente, calentarse y agotarse, momento en el cual los dos restantes continuarán la competencia hasta que ambos sean destruidos.

¿Es correcto mi pensamiento? ¿Me estoy perdiendo algún otro escollo importante en el segundo ejemplo?

Estás pensando en las cosas correctas, lo entendiste un poco al revés. El control de corriente contribuirá en gran medida a evitar el descontrol, por lo que es la mejor manera de hacerlo, pero desea evitar los circuitos de LED de un solo paralelo con control de corriente porque cuando los LED comienzan a apagarse, el controlador de corriente mantendrá la corriente, sobrecargando los LED restantes. . Tener cadenas de 3 o más ayuda, y si lo desea, como precaución adicional, puede colocar un fusible en serie con cada cadena de modo que si de alguna manera logra un desbocamiento térmico y quema una cadena completa, el controlador actual también empujará inmediatamente mucha corriente a través de los LED restantes, quemando sus fusibles, momento en el cual se abrirá el circuito/sobrevoltaje y se apagará.

Yo creo que sucedería lo contrario. En la configuración en serie/paralelo, si 1 LED se calienta, no puede extraer más corriente que los LED anteriores y posteriores. Si una cadena completa de LED se calentó, entonces tal vez, pero ¿cuáles son las posibilidades de que una cadena de LED se caliente pero no otra cadena? Así que, en general, la configuración en serie/paralelo es más estable y proporciona una iluminación uniforme.

En la configuración paralelo/serie, si 1 LED se calienta y toma más corriente (tiene un Vf más bajo), entonces el voltaje a través de ese LED disminuirá ligeramente y los LED paralelos a él usarán menos corriente y se atenuarán. Esto conducirá a una iluminación desigual y a un desbordamiento térmico en el 1 LED porque la corriente de los 3 LED de la serie antes y después del 1 LED en el circuito está tratando de extraer la corriente de 3 LED.