(案例干货)关于220V带指示灯的电源开里的指示灯类型选择,普通LED+电阻接220V方法不建议使用?

原创 阿昆谈DFM 2024-11-20 16:18


   很多时候是这样,你没有亲身碰到过问题,光从理论分析,哪怕确实感觉不好,但你不一定就有实足把握去否定,必定理论和实际会有差距,但是不管怎么样,首先我们尽可能学会理论分析,做好提前预知进行评估。

       这次和大家聊的话题是近期遇到的:关于带灯电源开关里面用的发光二极管批示灯的问题。

    这种开关是一般电器产品如功放、中控等较大产品上使用的,打开后,指示灯与串联的限流电阻接在220V交流电上亮起来,起到指示与装饰作用,

   

   这次在生产过程中却发现通电没多久(十几个小时到几十个小时不等),陆续指示灯有变暗,微亮,甚至不亮的情况出现。

  拆开后发现,里面是一个发光二极管串了一150K的电阻值,起初一直还在想是不是和电阻值有关,因为220V的电压绝大多数作用于了电阻上,虽然电流小,但功率仍然非常大,导致电阻发热严重。热量影响灯的质量。

  但经过调查了多家厂家的规格,电阻基本都是一样的,而且在普通的的排插上,这种设计也是非常常见的,基本电阻处也是长期处于高温状态,所以没有多去质疑这种普通发光二极管+电阻的设计。 

考到大量排插中也是用到,所以并没有深入想它的合理性。

  但是继续从理论上研究分析还是认为普通的LED灯是不适合正常用于交电中的。虽然我们发现很多排插也是这样用法,但是我们分析2点:1\是这种用法本身就是一个低成本的设计,能起到一个基本的指示就行了,至于寿命问题,这是是问题,早晚的事,也就不是太重要的事。因为这个灯坏与不坏在消费者实际使用时并没有过多的注意。2\而在平时的生活中也确实发现有不和的排插灯也会有不亮的情况。

  以上两点分析也能说的通在排插这种产品上,普通LED直接接220V交流电应用的情况。

  我认为普通LED不适合用于流流220V的原因还有如下:

1、220V是一个交流电,有上半波和下半波,上半波相当于直流导通作用于二极管上,这种情况下因为有限流电阻的保护,其实问题并不太大。当时当到好负半波时,二有管遇到负压截止,这时就相当于有一个非常大的反向电压作用于发光二极管上,而且我们查了非常多发光二极管规格书发现,大多能承受的反向电压也才5V。

我们在通电情况下实测LED两端的交流电压达到了17V以上,直流也快接近5V了 

想想看,这小身板哪能承受住。

2、在交流电的作用上,对于这种单向导致的LED来说一定是一亮一灭,因为时间太快,人眼反应不过来,所以肉眼看不太出,但是我们用手机相机去拍的话,是可以在屏幕上清楚的看出灯是以50HZ的频率闪动。

     而为什么我们这次用的这个灯的规格会有这么多不良的现有的通电老化也不过几十小时就明显出现灯变暗情况)还有一个重要的原因是这批LED的质量本身也较差,不耐干。在这种高压的“折磨”下,一下就表现的“如此脆弱”。

    在这种情况下,LED质量只要稍差,必定没多久就容易出问题。要能解决这个问题,肯定是不能用单向LED,必需要双向LED,也就是在“负半波"的时候也能让LED亮起来,或让负半波截止。

  之后我们找多家厂商要求送质量好的规格,经拆解发现,多数是这样黄色的不透明胶体的LED灯,

经测试发现,这就是“双向发光二极管”,等效图就是将单向LED反向并接。

经过测试发现,这种LED在正常发光时,测试两端的电压不超过3V。

远远小于单向LED时两端的电压,这个时候的LED灯是非常安全。而且用手机拍照验证也是看不到频闪的现象,长时间老化了一周都没有任何异常。

发现这种灯如果你用手机相机去照的话,可以在手机屏幕里清楚的看到

(我们也用两个普通LED模拟成这个一体的双向发光二极管,两端电压确实降到了1.84V)

     长时间老化了一周都没有任何异常。事实上,正常来说,应该用这种双向发光二极管就能保证一个基本质量寿命。但是还有一个问题是发热,几乎220V的压降全落在了电阻上,因为空间有限,电阻只是1/6W,电阻会非常 烫,我们大概算了一下,热功率基本在电阻能承受的极限,如果做好散热,电阻的寿命还是能有一个基本保障。

      考虑到产品的重要性,我们还是决定不用这种双向二极管方案,还是选用了稳定可靠的氖灯,这个灯其实在我们其它产品里用了十几年了,一直是正常的。所以也导致我们一直没有留意过电源开关的灯的问题。

 这种灯里面充满氖气,通过放电发光,寿命非常长,高电压,小电流,起辉电压也达到了60V以上,

  这样,在电阻上的热功率一下减小了至少三分之一,  所以可靠性上也更有保障。

      通过这次的案例,我们对于这个开关电源的LED灯有了更深的了解,也能更合理的进行选型使用了


     希望这次这个物料选型的案例能给大家提供有用帮助,避免进坑,少走弯路。大家还有什么建议可以关注公众号私信我一同分享。

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