LED故障モードの件 変更

質問

入力電圧に間違いがあり、入力が20V設定でした。抵抗、LEDへの負荷が大きい状態でした。またLEDが品番変更されていたのを失念しており、VF3.1 IF5.5mA訂正します。抵抗は1.6KΩをのせたままで適正は制限抵抗、直列抵抗を取り付けれてませんでした。
20V-6.2V=13.8V 13.8÷1600=8.6mA 2個直列
LED基板 点灯不良、LED基板 不良モードは静電気による不良ではなく20Vの過剰電圧、電流を疑うものと考えました

LEDや抵抗への異常電流が続くとやはり発熱へのストレス、その後ショートをすぐに疑いますが、過剰電流の不良はショートが多いと考えてます。抵抗は定格電力から少しでも上回ると熱ですぐ影響出るものでしょうか。

※OKWAVEより補足：「技術の森( 電子・半導体・化学)」についての質問です。

回答No.3

ohkawa3 · ベストアンサー

＞入力電圧に間違いがあり
13.8Vで設計した製品に、誤って20Vを掛けてしまったのなら、単純なミスとして理解できますが、
電源電圧の仕様変更に対して、設計的な対応をしなかったということなのでしょうか？

設計が成り立っていない製品であれば、事故原因の分析をしても仕方がないように思います。
既にはんだ付けが済んだ半完成品（又は製品）は廃棄して、真っ当な設計の製品を改めて作ることがよさそうです。
抵抗器を取り換えるような修理作業は、工数が掛かるうえ、製品の信頼性を落とすので、選択肢として不適切でしょう。

原因分析を行うのであれば、20Vよりも更に高い電圧を印加すれば、容易に事故を再現できて、サーモカメラで観測すれば、問題個所が容易に見つかると思います。

お礼

LED基板不良モード、LED基板故障モードの件で色々と有難うございます。サーモカメラのヒントも有難うございます。 基板静電気不良との切り分け含めて検証致します

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回答No.4

FattyBear

LED基板に静電気、サージがかかった場合ですが、

LEDは基本、ダイオードです。順方向に電圧がかかった場合は電流での破壊

が起きない限り電圧で破壊はしません。

逆方向に電圧がかかった場合も降伏電圧を超えても逆方向の電流値が少なければ

破壊しません。ゼナー（ツェナー）ダイオードとか定電圧ダイオードはご存知

ないですか？壊れるときは電圧での破壊よりは電流による破壊が多いと思います。

サージは電圧は高くても電流値は少ないのが普通です。

その際はＰＮ接合部の焼損がおこる確率が高いと思いますのでショートより

焼き切れるオープンの方が多いと思います。

ですから、破壊したLEDには電流は流れず不灯になるだけが多いと思います。

実験したわけではありませんし、LEDの構造にもよるかも知れませんが・・。

お礼

度々の返答有難うございました。基板不良モード、LED基板故障モードの件で色々と有難うございます。 勉強になりました。

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回答No.2

lumiheart

>入力電圧に間違いがあり、入力が20V設定でした。
>①27ラインはLED3個取り付け13.8-2.9×3=5.1V

って何？
鉛バッテリの開放電圧１３．８Ｖじゃあないの？
それとも電圧可変式スイッチング電源？
https://kikusui.co.jp/products-index/dc/pwr-01/
https://www.matsusada.co.jp/column/linear_switching_difference.html
表示器が壊れてて13.8V表示で実電圧20Vだったって話？
或いは自作電源で動作安定性に問題が有る？

>いずれも数時間、数十時間で点灯しない基板が3枚発生しております。
数時間と数十時間ではチョット差が有り過ぎ？
以上から憶測すると
自作電源の動作不安定で最初は13.8V出てたけど、
数時間経って20Vに上がってしまった
って、オチかな？

>抵抗は定格電力から少しでも上回ると熱ですぐ影響出るものでしょうか。
折角だからご自身で再現実験してみたら？

温度上昇計算
https://www.hakko.co.jp/library/qa/qakit/html/s01080.htm
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/calculation/
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/wattage-calculation-program/

回答No.1

FattyBear

LEDや抵抗への異常電流が続くと多くの場合は焼き切れてオープンとなります。
特に抵抗の場合はショートになることはほとんど無いと思います。
定格電力から上回ると発熱と放熱のバランスが発熱の方が上回れば徐々に高温になり発火すれば
燃焼し始めます。その上回り方で燃えだすまでの時間は異なります。わずかな定格オーバーなら
破壊せずに抵抗値を維持し続けるでしょう。でも周囲の部品への影響が出る場合があります。
ＬＥＤに関してもショートよりは電流による発熱で破壊してオープンがほとんどでしょう。
仮にショート状態になってもそのショート箇所はいずれ、焼き切れてオープンになります。
でも、ショート状態での電流が焼き切れるまでの電流値に至らなければショートを維持します。

お礼

有難うございます。
仮にLED基板に静電気、サージがかかった場合はショートが多いでしょうか。
静電気による故障モード、不良モードになりに点灯不良の状態になるかご教授頂けないでしょうか。
重ね重ね申し訳ありません。