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91個の高出力LEDアレイの信頼性の問題
7 x 13の長方形レイアウトで91個の赤外線LEDを収容する4層PCBを設計および印刷しました。これは、マシンビジョンプロジェクトのバックライトとして使用されます。個々のLEDが焼損したり、何らかの方法で回路から切断されたりする問題があります。熱放散が問題の原因であると思われます。 画像 PCBレイアウト 7つのLED（緑色のLEDテキスト）の各列は直列に配線されています。12V電源（VCCパワープレーン）は最初のLEDに接続します。次の6つは直列に配線されています。最後に、電流制限抵抗（緑色のRテキスト）が最後のLEDをグランドプレーンに接続します。 仕様： VCCプレーン：12V、2A電源 LED：TSHG6200。最大定格電流は100mAです。 電流制限抵抗：20オーム はんだ：Thermoflow Sn60 / PB40 推定総消費電力：12V *行あたり0.1A * 13行= 15.6W。 アレイのサイズ：13列の7つのLED、約7cm x 6cm 測定 12V電源の場合、各LEDには約1.45V、電流制限抵抗には約2.0V、つまり100mAの電流が流れます。これは最大許容電流で正しいため、電源とVCCプレーンの間に大きな高電力ポテンショメータを配置し、これを使用して入力電圧をわずかに低く調整しました（11.5V程度）。これにより、電流が安全に最大許容量を下回ります。 また、ダーリントンペアを使用して、Arduinoでバックライトを制御しています。バックライトはほとんど常に点灯し、時折約30ミリ秒間パルスオフされます。これは問題に関連するとは思いませんが、必要に応じて詳細を提供できます。 問題 約10〜30分使用すると、LEDの1つ以上の列が消えます。破線の行の各LEDの電圧を測定すると、ほとんどのLEDは約0.8Vであり、約8.0Vです。電流が流れていません。時々ピンを再はんだ付けするか、LEDをタップするとこれが修正されます。場合によっては交換する必要があります。いずれにせよ、別のものが出る前に、私は別の10-30分の使用しか得ません。 別の観察は、ボードの裏側全体が一種の粘着性であることです。これは上の写真で見ることができます。私はそれが熱くなりすぎており、はんだが危うくなっているのではないかと思います（おそらくフラックスを染み出させている？？）。 質問 信頼性を向上させるにはどうすればよいですか？電流を定格最大値以下に安全に落とすために、すでに低電圧で実行してみました。別の種類のはんだを使用する必要があるのだろうか？または、何らかのヒートシンク？LEDは熱くなりますが、耐えられないほど熱くなりません。 提案を試みた後、編集します ヒントをありがとう！私は非常に単純なことをしました-アレイ全体に空気を吹き込むためにコンピューターのファンを向けました-それは素晴らしく機能しました！多くの人にとってこれは本当に明白なことだと思いますが、その違いがどれほど大きいかに驚きました。 ファンなし： 1行あたり25mA-> 39C 1行あたり33mA-> 41C 1行あたり40mA-> 48C 1行あたり55mA-> 52C そのため、LEDごとの最大電流に達する前に、温度の「危険ゾーン」に入ります。 ファン付き： 1行あたり35mA-> 26C 1行あたり60mA-> 30C 1行あたり90mA-> 34C 1行あたり90mA、34Cで1時間以上問題なく実行しました。すばらしいです！