The Stressmaker Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 Devine interesant. Avem doua componente aici. Prima este panta dU/dT care este mai mult sau mai putin liniara dar este aproximativ la fel la diferiti curenti si a doua componenta este diferenta intre tensiunea pe led la curent mic si tensiunea pe led la curent mare. Prima, dU/dT este panta masurata la curent mic si a doua, dU/dI este dependenta de curent a acestei tensiuni si poate fi echivalata cu un rezistor in serie cu sursa de tensiune echivalenta si tine de pierderile termice in interiorul ledului si cred ca se poate lua ca procent din tensiunea masurata pe led la curent mic ca sa corespunda cat mai bine acelui grafic. Practic, panta tensiunii pe led este negativa odata cu cresterea temperaturii si este pozitiva odata cu cresterea densitatii de curent pe led (aici insistam eu, pe aceasta componenta, care o consideram rezistiva). Produsul acestor doua componente da tensiunea finala pe led. Prima componenta este specifica tehnologiei de realizare a ledului iar a doua este specifica ledului respectiv. In concluzie, din punctul meu de vedere, ledul poate fi definit de doua componente si daca se cunosc acestea se poate calcula tensiunea pe led daca se cunoaste curentul prin led si cred ca in pdf-ul mentionat de dl. UDAR exista formula la pagina 2 ecuatia (2) unde necunoscuta este in cea de a doua jumatate a ecuatiei. Sunt multe calcule de facut asa ca din punctul meu de vedere, pentru un singur led, este mai usor sa fac un grafic si sa masor experimental acesti parametri decat sa umplu doua foi de calcule. Incinta termostatata nu este cazul sa fie mare ci doar cat sa acopere ledul in intregime de genul unei cutii de tabla (10mmx10mmx10mm pentru un led de 1W) cu rezistori de jur imprejur. Daca aceasta cutie este introdusa in vata minerala atunci se poate asigura echilibrul termic pe toata gama de temperaturi iar citirea temperaturii se face la nivelul acestei cutii si la nivelul radiatorului (suspendat in incinta). Daca diferenta intre acestea este zero atunci incinta este termostabilizata. Se poate aseza ledul lipit de peretii incintei dar atunci exista inertia termica a aerului din interior care intarzie masuratoarea si este de preferat daca se reduce acest spatiu cat mai mult posibil. Daca panta este de 4mV/grad la 10mA si este de 7,7mV/grad la 100mA atunci diferenta de 3,7mV este chiar componenta rezistiva a ledului si cred ca se poate face ca si procent pentru valori intermediare. @UDAR: daca masuratorile dv. sunt asemanatoare ca valori cu cele din pdf atunci aveti confirmarea metodei dv. de masura ca fiind una corecta. PS: fiind multe calcule eu as merge pe metoda descrisa de mine, chiar daca este mai complexa tehnic, cu masurarea temperaturii la curent mic pentru ca este mai liniara variatia cu temperatura a tensiunii pe led (ceva de genul aplici curent, incalzesti ledul, masori tensiunea pe led la 1mA, decizi daca micsorezi sau maresti curentul, aplici curentul la valoarea reglata). Odata cu cresterea curentului pe led se iese din liniaritatea acelei pante (apare influenta acelui rezistor parazit) si in acest caz exista doar o varianta de masura a temperaturii la curentul de lucru. Se face pwm la curent constant (ca sa se mentina masuratoarea doar pe o "linie" din tabel) ca sa se mentina o temperatura constanta a jonctiunii ledului masurand temperatura in impuls pentru ca doar prin masurarea tensiunii fara masurarea curentului nu poate asigura o masuratoare corecta a temperaturii ledului. Numai ca aceasta metoda este influentata negativ de aceasta neliniaritate a pantei la acel curent. PPS: tabelul de corespondenta se foloseste foarte mult la masuratorile SPO2 a oxigenarii periferice pentru ca nu exista o formula exacta pentru asta ci se calibreaza aparatul pe omul de control masurand in timp real oxigenul din sange cu alta metoda la locul de masura. Link spre comentariu
aygun Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 Eu am gasit aceasta metoda de masurare a Tj destul de ok : http://www.vektrex.com/about/news-articles/measuring-led-junction-temperature/ Pareri ? Link spre comentariu
UDAR Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 (editat) Din păcate avem și aici câteva puncte de vedere diferite . 1.”Prima este panta dU/dT care este mai mult sau mai putin liniara dar este aproximativ la fel la diferiti curenti” Mie mi se pare că este mult diferită, de la simplu la dublu. Deci , față de o temperatură de referință de 25°C și o cădere de 200mV am fie 75°C fie 51°C - nu mi se pare totuna ținând cont de faptul că 10°C în plus înjumătățesc durata de viață a LED-ului. 2. ”atunci diferenta de 3,7mV este chiar componenta rezistiva a ledului si cred ca se poate face ca si procent pentru valori intermediare.” Este o componentă rezistivă - nu știu dacă e determinantă sau nu în diferența de pantă dar este o rezistență neliniară deci mai greu o scoți din ecuație. Oricum, la metoda mea nu are relevanță din cine este alcătuită căderea de tensiune , ea fiind măsurată la curentul de lucru. În fine , polemica tinde să intre pe tărâmul unor analize teoretice pe care cred că niciunul nu le stăpânim suficient . Concluzia mea este că ambele metode sunt utilizabile . Eu îmi păstrez însă ideea că erorile sunt minime când măsurătoarea se face în condiții cât mai apropiate de cele reale respectiv aceeași temperatură și același curent . @aygun Este aproape copy-paste metoda discutată mai sus ( utilizată de Schubert și alții ) și susținută de @The Stressmaker , oamenii își fac reclamă la un produs - generatorul ăla de impulsuri - ei citează standardul JESD51-1 - nu e accesibil gratuit , nici nu are mare importanță. Editat Februarie 1, 2015 de UDAR Link spre comentariu
The Stressmaker Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 Nu trebuie sa ai generatorul acela care costa $$$ ci trebuie sa stii ce face ca apoi sa stii cum sa-l simulezi. Dupa parerea mea generatorul acela de impuls se poate simula folosind un mosfet comandat de un monostabil care comanda ledul fiind montat dupa un GCC. Daca GCC-ul este afectat de comutatia pe led si nu are timp sa stabilizeze atunci se face montajul cu doi mosfeti care comanda fiecare cate un led (am mentionat acest lucru intr-un post anterior), dar in antifaza. Asa, GCC "vede" intotdeauna un led la iesire si nu exista tranzient semnificativ la comutare pentru ca se comuta de pe un led pe altul, avand parametri asemanatori. La cel de-al doilea led nici nu este necesar un radiator pentru ca energia disipata in cele cateva microsecunde sau zeci de microsecunde nu este suficienta sa-l incalzeasca. Ca sa poti face masuratorile in curent mic, in paralel cu GCC principal va mai exista unul compus dintr-un BF245A, de exemplu, in configuratie de GCC si care va mentine cativa mA suficienti pentru masurare. S-ar parea ca, din informatiile aduse pana acum se prefera citirea temperaturii la curent mic, unde panta de raspuns in tensiune este mai liniara si apoi aplicarea curentului ca functie a acestei citiri. Dar metoda cere caracterizarea individuala a fiecarui led ca tensiune in functie de temperatura sau pe scurt calibrare. @UDAR: la masurarea la curentul de lucru panta este neliniara si trebuie sa o compensati cumva tocmai din cauza acelei rezistente neliniare. Calcule pentru aceasta compensare se pot face in interiorul driverului doar dupa caracterizarea ledului la diferiti curenti si temperaturi pentru ca aici intervin rezistentele termice de pe traseul jonctiune led catre aer care contribuie si ele la aceasta neliniaritate. Asta inseamna ca veti fi obligat sa faceti tabelarea raspunsului in curent functie de temperatura radiatorului si de tensiunea pe led. Prin tabelare ma refer la o memorie rom in care sunt trecute valoarea de curent pentru fiecare tensiune de pe led. Asta inseamna ca driverul nu va face nici un calcul ci va selecta din tabel valoarea corespunzatoare pentru setarea GCC in functie de tensiunea pe led. Daca se va mentine curentul maxim pe led si nu va exista un radiator suficient pentru racire atunci ledul se va ambala termic pana la distrugere. La mentinerea curentului maxim pe led si masurarea tensiunilor se poate afla in cat timp se ambaleaza termic pana la distrugere acel led, fiind montat pe acel radiator. Link spre comentariu
UDAR Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 (editat) @The Stressmaker Îmi pare rău , poate postările mele nu au fost destul de clare . Nu am nevoie să fac niciun fel de corecție . Măsor tensiunea directă la două temperaturi cunoscute ( una ambiantă și una în etuvă sau ambele în etuvă) . Cel puțin una dintre ele - cea mai mare o aleg apropiată de temperatura de lucru estimată. Să zicem că ele sunt de 25 și 75 de grade. Determin k . Pun apoi LED-ul în condiții normale - la același curent și la o temperatură apropiată de cea maximă dinainte . Măsor Uf și cu ajutorul lui k determin Tj. Toate efectele - rezistența firelor , rezistența regiunilor neutre din semiconductor, au contribuit la tensiunea măsurată. Pentru că una din temperaturile de măsură este apropiată de cea reală ( sau ambele ) erorile sunt mici - mai mici decât erorile obtenabile de măsurare și menținere a temperaturii în etuvă care sunt de 2-3 grade în regim de amator. Temperatura și eficiența radiatorului nu au nicio contribuție - am căzut de acord mai înainte că nu are importanță cum se atinge temperatura respectivă - din interior sau exterior deci nu mă interesează nici cum se disipă căldura de la joncțiune la exterior , totul este să măsor după stabilizare . Cu aceasta propun să ne oprim până când unul dintre noi - sau alt coleg de pe forum - avem ( are) ceva rezultate concrete . Editat Februarie 1, 2015 de UDAR Link spre comentariu
mihaicozac Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 (editat) Aseară, în loc să mă uit la un film cu nevasta, mi-am pregătit setup-ul pe masa de lucru. Astăzi la cafeaua de dimineaţă am făcut testele.... Am folosit un led chinezesc (provenienţă incertă, posibil Bridgelux), de 3W şi 650mA, pe care l-am lipit prin reflow pe un star de 20mm. Plăcuţa star am prins-o cu bandă dublu adezivă de 0,15mm de o plăcuţă de aluminiu de cca. 15cm2, groasă de 5mm. Sub această placă am montat o rezistenţă DALE de 1k/25W şi un termocuplu tip K de 1mm grosime, ambele conectate la un regulator de temperatură JUMO IMAGO 500, pe post de controller PID. Suplimentar, între corpul ledului şi radiatorul star am plasat un alt termocuplu K de 0,5mm de la Omega, nou-nouţ, cu alte cuvinte calibrat, conectat la un termometru LCD. Masa mică a termocuplului permite urmărirea foarte rapidă şi precisă a variaţiei temperaturii locale, cu o precizie de 0,1C. Ca şi voltmetru am utilizat un aparat Meterman, de 3,5 digiţi, care este bine calibrat şi precis. Bateria din aparat am înlocuit-o înainte de testare. Principiul este relativ simplu: regulatorul menţine o temperatură constantă a radiatorului, temperatura ledului este însă măsurată independent, cât mai aproape de punctul de interes. Ca erorile de măsură datorate perturbaţiilor externe să fie cât mai mici am acoperit placa cu un burete gros de 1cm, astfel carcasa ledului a fost izolată termic de exterior. Regulatorul JUMO permite controlul temperaturii cu o precizie de 0,1C, în domeniul sub 100C chiar 0,01C, care este deja şi greu de obţinut şi aiurea, chiar şi cea de 0,1C este o precizie prea mare în absenţa calibrării. Oricum pe noi ne interesează mai mult variaţia parametrilor şi mai puţin valoarea absolută. Am făcut 3 seturi de măsurători de tensiune, la 1mA, 20mA curent continuu şi 500mA pulsuri de cca. 10% factor de umplere, că atât ştia generatorul meu de impulsuri. Am crescut temperatura radiatorului în trepte de 10C, între 20 şi 100C, notând la 1 minut după fiecare stabilizare a temperaturii tensiunea pe led, apoi la final, pe măsură ce ledul se răcea de la 100C am mai notat o dată tensiunea din punctele respective, "on the fly", pt. comparaţie. La testarea în impulsuri am folosit un tranzistor mosfet comandat direct de ieşirea generatorului, setat astfel încât la factorul respectiv de umplere perioada de conducţie să fie de cca. 300us. La măsurarea în impulsuri apar însă probleme, din cauza capacităţii interne a joncţiunii tensiunea pe led nu cade instantaneu la întreruperea curentului prin el, ci are o "coadă", aşa că am fost nevoit să plasez o rezistenţă de 470 ohmi paralel pe led, însă şi aşa forma dreptunghiulară nu era încă perfectă. O rezistenţă mai mică fura prea mult din curentul ledului, aşa că am decis să las aşa montajul. Soluţia corectă era un etaj de putere push-pull, însă n-am mai avut chef de modificări, eram deja puţin în criză de timp. Cei care vor să repete experimentul însă vor trebui să ţină cont de acest aspect. Impulsurile pe led le-am analizat cu un osciloscop OWON şi cu un aparat de măsură mixt FLUKE, de la fiecare am stors informaţiile cele mai relevante din read-out. Aceste aparate nu au însă o precizie deosebită, de aceea n-am mai făcut decât 3 măsurări, la 20, 50 şi 100C. Oricum, cu mijloacele pe care le am la dispoziţie ăsta este maximul de precizie pe care îl pot atinge. Şi acum rezultatele, aşa cum le-am notat: Temp Meterman OWON Fluke 1mA 20mA 500mA 20 2,488 2,635 Vamp 3,320 Vtop 3,340 Max 3,460 Pk 4,040 Vpwm 0,975 Vrms 0,806 30 2,473 2,474 2,620 2,621 40 2,460 2,461 2,607 2,607 50 2,446 2,448 2,592 2,594 3,240 3,260 3,380 3,960 0,953 0,788 60 2,432 2,434 2,579 2,581 70 2,418 2,420 2,567 2,568 80 2,404 2,406 2,555 2,556 90 2,390 2,391 2,543 2,543 100 2,376 2,531 3,140 3,160 3,220 3,800 0,925 0,765 Prima coloană la 1mA este valabilă la creşterea temperaturii, a doua la scăderea ei, idem la 20mA. La măsurarea dinamică, din cauza şpiţurilor şi a cozii sunt convins că apar ceva erori, oricum se pare că parametrul care trebuie urmărit ar fi "Vamp" care îmi dă amplitudinea palier-palier a semnalului. Acuma să vedem dacă se poate obţine ceva util din aceste date. Editat Februarie 1, 2015 de mihaicozac Link spre comentariu
UDAR Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 Mulțumim pentru măsurători. Felicitări pentru dotare ! Faptul că tensiunile la creștere și scădere sunt quasi identice arată că erorile de măsură au fost mici. Puterea degajată de curentul prin LED - mai ales la set up-ul folosit , cu un contact strâns cu o masă metalică - a influențat neglijabil măsurătorile , oricum s-a măsurat temperatura LED-ului. Avem deci toate motivele să credem în aceste măsurători. Interpretarea rezultatelor - la 10mA circa -1,4mV/°C , la 20mA circa -1,3mV/°C ușor surprinzător , mă așteptam la ceva mai mult decât la 10mA , iar la 500mA -2,3mV/°C . Valorile sunt ceva mai mici decât mă așteptam eu la un LED alb dar se încadrează în domeniul ”mare” să zicem care prezice valori între -1 și -10mV/°C. Scăderea pantei spre temperaturi mari era de asemenea așteptată . Link spre comentariu
aygun Postat Februarie 1, 2015 Partajează Postat Februarie 1, 2015 Felicitari pentru masuratori si dotarea din laborator - atelier! Concluzia ar fi ca LED-urile nu sunt chiar atat de sensibile pe cat se crede. Realizat corect , un iluminat cu LED poate avea viata lunga si prospera . Mai mult decat un iluminat incandescent si / sau unul CCFL. Sunt usor surprins de rezultate . Lucru care confirma realizarile practice ale BecoLED-urilor din comert . Multumim inca odata pentru masuratori. PS: Dupa cum am mai zis , Teoria ca Teoria insa in Practica lucrurile stau nitel diferit. Link spre comentariu
mihaicozac Postat Februarie 3, 2015 Partajează Postat Februarie 3, 2015 (editat) Experimentul termic, continuarea.... Deoarece m-a intrigat faptul că la 20mA panta tensiunii era mai mică decât la 1mA, m-am gândit că s-ar putea să am o eroare în hardware. Singura deosebire între cele 2 situaţii a fost că la 20mA m-am bazat pe limitarea de curent din sursă, cei 20mA fiind minimul acceptat de ea, pe când la 1mA ledul a fost alimentat printr-o rezistenţă de 10k de la aceeaşi sursă, reglată la 12,5V. Aşa că m-am gândit să repet experimentul, de această dată cu o rezistenţă de 470 ohmi, de la aceeaşi tensiune de alimentare de 12,5V, de fapt 12,1V, monitorizând în acelaşi timp şi curentul prin circuit, cu al doilea multimetru. De data asta am hotărât să merg mai sus în temperatură, pt. că mă gândeam că ledul este oricum de sacrificiu. Am parcurs aceiaşi paşi, din 10 în 10C, de data asta până la 130C: C V mA 20 2,630 20,00 30 2,616 20,04 40 2,603 20,07 50 2,590 20,10 60 2,577 20,13 70 2,564 20,15 80 2,552 20,18 90 2,540 20,20 100 2,528 20,23 110 2,515 20,26 120 2,503 20,28 130 2,491 20,31 Panta a rămas la fel şi în acest caz, de -1,3mV/C, probabil este vorba de vreun efect cuantic. În orice caz pt. ledul Bridgelux nu e nicio problemă să lumineze voios la temperatura locală de 130C... În această situaţie am decis să merg până la capăt, adică să cresc temperatura până când ledul "moare", bănuiam că peste 150C îşi va da duhul. Ca să fac lucrurile şi mai extreme, am injectat curentul maxim recomandat de producător, adică 650mA, curent constant livrat direct de sursă: Soarta bietului led era pecetluită... Am notat din nou tensiunile în punctele respective, după cum urmează: C V 20 3,450 30 3,420 40 3,385 50 3,365 60 3,351 70 3,336 80 3,320 90 3,305 100 3,293 110 3,282 120 3,270 130 3,259 140 3,249 150 3,239 La 156 de grade ledul nu dădea niciun semn că ar vrea să dea colţul: Mă gândeam în sinea mea: uite mă că mult hulitele leduri chinezeşti sunt de fapt mai bune decât se crede! aşa că m-am gândit să vedem cât de bune... şi am crescut şi mai mult temperatura radiatorului. Urmarea în poza următoare: 180 de grade, şi ledul tot mai luminează fără griji... mi-a crescut instantaneu respectul pt. acest fabricant. Nu am putut să merg mai sus cu temperatura pt. că ansamblul era lipit cu aliaj SnPb şi deja fluxul se activase iar lipiturile fumegau, încă 3-4 grade şi se dezlipeau firele. În orice caz, cine îşi închipuie că 70C este o temperatură prea mare pt. joncţiunile de la leduri se pare că se înşeală. Mai rămâne de văzut cât timp rezistă ledul la un asemenea regim de temperaturi, aşa că m-am gândit să fac un test de anduranţă, cu ledul montat pe placa respectivă, în timp ce rezistenţa este alimentată de la 230V printr-un contact bimetalic, gen klixxon, care decuplează la 155C şi cuplează la loc la 135C, ledul fiind alimentat tot la 650mA. Sunt în stare să pun pariu că va ţine mai mult de o lună de tortură. Editat Februarie 3, 2015 de mihaicozac Link spre comentariu
UDAR Postat Februarie 3, 2015 Partajează Postat Februarie 3, 2015 Toată stima încă o dată pentru modul de desfășurare a experimentului. În ce privește temperatura joncțiunii - nu e niciun motiv să ne așteptăm la distrugere subită mai jos de cele 150-200°C de la alte semiconductoare - să nu uităm că și LED-urile se lipesc prin procedee la care temperatura ansamblului ( inclusiv a joncțiunii ) crește bine peste 200°C. Două sunt problemele - o anumită scădere a eficienței ( lm/W ) la temperaturi mai mari dar mai ales o scădere drastică a duratei de viață - și asta nu o spun eu , desigur, ci marii fabricanți . La un curent dat , durata de viață ( L70 ) se înjumătățețte aproximativ. Ea scade de asemenea drastic și la creșterea curentului , desigur . Asta duce la următoarea idee - vreau să duc LED-ul la un curent cât mai mare , să obțin cât mai mulți lumeni ( chiar dacă eficiența scade ceva și în acest caz ) Pentru a compensa scăderea vieții din cauza curentului mare trebuie obligatoriu să mențin o temperatură scăzută. Dar sarcina e cu atât mai dificilă cu cât curentul e mai mare . De aici concluzia că proiectarea termică - și , în context, măsurarea temperaturii joncțiunii - este crucială pentru un corp de iluminat eficient și cu viață lungă. Ar fi interesant de făcut testul de anduranță de care vorbești , eventual cu compararea - chiar și aproximativă a intensității luminoase la început și sfârșit. Link spre comentariu
Dxxx Postat Februarie 3, 2015 Autor Partajează Postat Februarie 3, 2015 Si cand te gandesti ca multi incepatori ... pardon, cunoscatori, reusesc sa le arda in cateva ore sau chiar instant, te mai intrebi la ce temperatura or fi ajungand pe jonctiune. Desigur ca nu putem spera la viata lunga la 150-180 grade pe radiator, as zice ca pe jonctiune mai sunt ceva grade bune in plus, ca era la curent maxim. Ai verificat daca punctul temperatura/curent si la 180 de grade a ramas pe aceeasi dreapta, sau s-a deplasat in afara, ca semn al functionarii "anormale" a jonctiunii? Testul de tortura propus +/- pariul ca va rezista o luna cred ca este asa, doar o curiozitate...oricum in mod evident degradare va exista - fie definitiva=totala, fie doar o reducere a fluxului emis la acelas curent. Ce ma mai astept defapt este o crestere a tensiunii Vf dupa tortura in acelas punct temperatura/curent ca urmare a degradarii jonctiunii - asta ar fi interesant daca exista date anterioare si ulterioare. Link spre comentariu
mihaicozac Postat Februarie 3, 2015 Partajează Postat Februarie 3, 2015 Se vede pe ultima poză indicaţia aparatului, a scăzut panta destul de mult. Cât priveşte durata de viaţă, dacă ledul rezistă o lună fără degradare deosebită, pt. e sigur că o degradare a luminozităţii va exista, cred că s-ar putea calcula durata de viaţă virtuală, în funcţie de temperatura joncţiunii. Link spre comentariu
Dxxx Postat Februarie 3, 2015 Autor Partajează Postat Februarie 3, 2015 Teoretic "cariera" unui led de putere este incheiata cand luminozitatea a scazut la 70% fata de cea initiala, desi ea va continua mult timp sa functioneze, asta in conditii de solicitare nepericuloasa versus racire. Link spre comentariu
aygun Postat Februarie 4, 2015 Partajează Postat Februarie 4, 2015 Oricum , testul este elocvent si ne ajuta sa ne dam seama pina la cat putem forta un LED , fata de foaia de catalog cu dezavantajele de rigoare. Totodata ne arata ca , LED-urile nu sunt niste componente atat de sensibile pe cat s-ar zice. Felicitari inca odata pentru test . Link spre comentariu
Dr.L Postat Februarie 7, 2015 Partajează Postat Februarie 7, 2015 Oau ce subiect! Link spre comentariu
Postări Recomandate
Creează un cont sau autentifică-te pentru a adăuga comentariu
Trebuie să fi un membru pentru a putea lăsa un comentariu.
Creează un cont
Înregistrează-te pentru un nou cont în comunitatea nostră. Este simplu!
Înregistrează un nou contAutentificare
Ai deja un cont? Autentifică-te aici.
Autentifică-te acum