LEDライトストリップの発熱問題を解決する方法

暖房の理由と解決策 LEDライトストリップ

私たちは日常生活でLED製品を頻繁に使用しており、近年ではLEDライトストリップが様々な分野の装飾や照明に広く使われています。多くの場合、長時間点灯が求められるため、長時間点灯による発熱で損傷する可能性があります。では、発熱の原因は何で、発熱が発生した場合はどのように対処すればよいのでしょうか？一緒に考えていきましょう。

1. ライトストリップの発熱原因

ライトストリップが熱くなる理由は数多くあり、以下のような点が挙げられます。

1. LEDの発熱が原因です

LEDは理論上は熱を発生しない冷光源です。しかし、実際の使用においては、電子変換効率や光電変換効率が不完全なため、ある程度の熱が発生し、ランプストリップが発熱します。

2. ライトストリップの放熱不良

ライトストリップの放熱不良も、ライトストリップが発熱する重要な原因の一つです。ライトストリップの放熱不良は、主に不適切な配線、不適切な放熱器設計、またはヒートシンクの詰まりといった要因によって引き起こされます。放熱が不十分な場合、ライトストリップは過熱し、結果として寿命が短くなります。

3. ライトストリップが過負荷状態です

ライトストリップの過負荷も、ライトストリップが発熱する原因の一つです。ライトストリップが耐えられる電流が大きすぎると、ライトストリップが過熱し、材料の劣化、短絡、断線などを引き起こします。

1. 回路面: LED ライトストリップで最も一般的に使用される電圧仕様は 12V と 24V です。12V は 3 ストリングのマルチチャンネル並列構造で、24V は 6 ストリングのマルチチャンネル並列構造です。LED ライトストリップは、多数のランプビーズグループを接続して使用します。接続できるライトストリップの具体的な長さは、設計時の回路の幅と銅箔の厚さに大きく関係しています。ライトストリップが耐えられる電流強度は、ラインの断面積に関係しています。ライトストリップを設置する際には、この点に注意する必要があります。ライトストリップの接続長が設置時に耐えられる電流を超えると、ライトストリップは動作時に過負荷電流により確実に発熱し、回路基板に大きな損傷を与え、ライトストリップの寿命を縮めます。

2. 製造：LEDライトストリップはすべて直並列構造です。1つのグループで短絡が発生すると、ライトストリップ上の他のグループの電圧が上昇し、それに伴ってLEDの熱も上昇します。この現象は、5050ランプストリップで最も多く発生します。5050ランプストリップのいずれかのチップが短絡すると、短絡したランプビーズの電流が2倍になり、20mAが40mAになり、ランプビーズの明るさも低下します。明るくなると同時に激しい熱が発生し、数分以内に回路基板が焼損することもあります。その結果、LEDライトストリップが廃棄されることになります。しかし、この問題は比較的知られておらず、一般的には気づかれにくいです。短絡はライトストリップの通常の点灯に影響を与えないため、定期的にチェックする人はほとんどいません。検査員がライトストリップが発光しているかどうかだけをチェックし、LEDの明るさが異常かどうかに注意を払わなかった場合、または電流検出を行わずに外観だけをチェックした場合、LEDが熱くなる原因が見落とされがちで、その結果、多くのユーザーがライトストリップが熱くなるが原因がわからないと訴えることになります。

解決：

1. 放熱性能の良いライトストリップを選びましょう

ライトストリップを購入する際は、放熱性能の良いライトストリップを選ぶと、放熱不良の問題を効果的に軽減し、ライトストリップの過熱による故障を防ぐことができます。

2. ライトストリップの放熱設計を良好にする

長時間使用する必要がある場所では、放熱器やヒートシンクを追加することで、ライトストリップの放熱効果を向上させることができます。また、放熱装置をライトストリップの設計に組み込むことで、ライトストリップの放熱能力を効果的に向上させることも可能です。

3. ライトストリップに過負荷をかけないようにしてください。

ライトストリップを使用する際は、過負荷を避けるように心がけ、適切なライトストリップと電源を選び、配線を適切に行うことで、ライトストリップの長期的な過負荷を防いでください。

1. ラインデザイン：

電流許容範囲を考慮すると、配線幅をできるだけ広くするように回路を設計する必要があります。配線間隔は0.5mmで十分です。残りのスペースは配線で埋めるのが最善です。特別な要件がない限り、銅箔の厚さはできるだけ厚くし、一般的には1～1.5オンスが望ましいです。回路が適切に設計されていれば、LEDライトストリップの発熱は大幅に軽減されます。

2. 製造工程：

（１）ランプユニットを溶接する際は、印刷不良による溶接短絡を防ぐため、パッド間のはんだ接続をできるだけ避けてください。

（２）ライトストリップはパッチング時に短絡を避け、使用前にテストするようにしてください。

（３）リフローの前に、まずパッチの位置を確認し、それからリフローを実行します。

（4）リフロー後、目視検査が必要です。ランプストリップに短絡がないことを確認した後、電源投入テストを実施します。電源投入後、LEDの明るさが異常に明るいか暗いかに注意してください。異常がある場合は、トラブルシューティングが必要です。

本稿では、LEDライトストリップの発熱原因を分析し、その解決策を提案します。皆様がLEDライトストリップをより適切に使用・選択し、過熱による故障を回避できるよう、お役に立てれば幸いです。