Bir LED'in ömrü (ve nasıl) PWM frekansına bağlıdır

25

Standart bir LED'i nominal akımında sürmek için iki seçenek varsayalım.

PWM 10 kHz'de% 50 görev döngüsüne ayarlandı
PWM 50 kHz'de% 50 görev döngüsüne ayarlandı

Teknik olarak her iki LED de aynı miktarda ışık üretecek ve “yanıp sönen” insan gözüyle veya kamerayla görülmeyecek (belki de yüksek hızlı kameralar hariç…)

led pwm lifetime

— Gilad
kaynak

Güzel soru +1, benzer bir şey soracağım. Küçük kavşaktaki termal döngü nedeniyle rektifiye edilmiş 50Hz gibi gerçekten düşük frekansta endişeleneceğim. Cevapları bekleyeceğiz.

— Otistik

3

BTW, bazılarımız aslında gözleri var insanlarda vardır yanıp PWM duyarlı. Ve bazı monitör ve TV satıcıları karartma için PWM'siz titreşimsiz paneller inşa ediyorlar.

— Basil Bourque,

"Nominal akımında", görev döngüsünün "açık" kısmı sırasında akan akımı mı kastediyorsunuz, yoksa tüm döngü boyunca geçen ortalama akımı mı kastediyorsunuz ? İkincisi ise, açıkça orada bazı LED daha iyi ve LED etkin ve zamanında o esnasında fazla yüklenebilirler şekilde kapalı darbe olması söylenebilir frekans, soru hasarının mekanizmasıdır ve ne kadar yavaş zorunda kalacağını nedir olmak.

— Chris Stratton,

Bu konu dışı olabilir, ancak son cümle ("Teknik olarak her iki LED de aynı miktarda ışık üretir ...") tamamen doğru değil; yüksek frekanslı LED , düşük frekanslı olandan daha az ışık üretecektir . Bunu burada Elektronik Stack Exchange'de öğrendim :) electronics.stackexchange.com/a/86942/30973

— ayane

12

Güvenilir MIL-HDBK-217F cihazımı açmama izin verin ve LED'ler ve ömürleri hakkında ne söylediğini görelim: -

Milyon saat başına arıza oranını etkileyen ana faktör sıcaklıktır.

İlgi çekici, eğer lazer diyotlarla ilgili bir sonraki bölümü okursam görev döngüsü darbesini hesaba katarlar ancak sonuç (sayfa 6-21) 50:50 görev çevriminde lazer diyotları için başarısızlık oranının% 25 olduğu sürekli sürüldüğünde.

Ayrıca, (sayfa 6-22) 'de bir lazer diyotu, derecelendirmesinin% 50'lik bir ışık çıkış gücünde çalıştırırsanız, nominal çıkış gücünün% 95'inde çalıştırmaktan on kat daha uzun süreceği sonucuna varırlar.

— Andy aka
kaynak

Bu büyüleyici, ancak bu temel başarısızlık oranlarının nasıl elde edildiğini merak etmeliyim. Neden "fototransistör", "fotodiyot" ve "IRLED", "LED" den (ve bunların hiçbiri tür veya uygulama için belirtilmediğinden) daha sık başarısız olmalıdır? Bu değerlerden herhangi birinin güven aralığı nedir? Sıcaklık faktörü neden tüm cihazlar için aynıdır? Bu, cevabınızı kesinlikle aşağı çekmek değildir - kaynak ne yazdığını açıkça söyler. Ancak, bu hesaplamaların - en kötü durum değerleri olarak ca. Belirtilmemiş koşullar altında 1991 - yalnızca ABD ordusu için gerçekten anlamlı olabilir.

— Oleksandr R.

@OleksandrR. Mil yorum standardının geçerliliği hakkında herhangi bir araştırma yaptınız mı?

— Andy aka

Ne yazık ki değil. Nereden başlayacağımı bilmiyorum, çünkü belgede bunu değerlendirecek bir şey yok. Aslında, çoğu tamamen mantıklı görünüyor - ancak bu kadar küçük bazal başarısızlık oranlarına sahip bu çok benzer cihazlar için, alıntılanan değerleri çarpıtan kabul edilmemiş bazı uygulama etkileri var gibi görünüyor. Eğer IRLED'ler IR aydınlatıcılarda kullanılan yüksek parlaklıkta ise. Ve opto-izolatörler, LED'lerin yanmasından ziyade akım veya gerilim gerilimi nedeniyle kolayca başarısız olabilirler - bu nedenle fototransistör çıkışlarında neden daha sık arıza yaparlar.

— Oleksandr R.

1

Affedersiniz. Sonunda bir referanslar bölümü olduğunu gördüm. LED'ler RADC-TR-88-97'de açıklanmıştır, burada sadece 22 LED'in 4827 milyon saatin üzerinde çalışmadığı ve sıfır (!) IRLED'lerin 39 milyon saatin üzerinde başarısız olduğu belirtildi. Böyle küçük (ya da olmayan) örneklem büyüklüklerinde, tek değerlerin nedeni açıktır. RADC-TR-88-97, istatistiksel yöntemler ve sonuçlar hakkında da ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Genel olarak, MIL-HDBK-217F'den çok daha anlamlı bir belge gibi görünüyor.

— Oleksandr R.

@OleksandrR. belki bunu bir cevap olarak düşünün?

— Andy aka

6

LED'ler, sadece frekansla “yıpranmayan” diyotlardır. Maksimum akım ve ortalama akım, LED'in nasıl yıprandığını etkiler, ancak frekansın duyduğum hiçbir etkisi yoktur.

Ayrıca, frekansların düşük. 50 kHz ve% 50 görev döngüsü, 10 µs açık ve 10 µs kapalı anlamına gelir. LED için "uzun" bir zaman.

— Olin Lathrop
kaynak

1

Bazı etkiler için uzun bir zaman olabilir, ancak termal bozulma (görünüşte baskın olan) çok kısa.

— Chris H,

3

Kişisel deneyim:

3.4V, 20mA için 5ns için 87kHz (1: 2300) hızında yaklaşık 1A'lık standart bir UV LED kullandım ancak 10 içindeki parlaklık veya darbe şekli açısından herhangi bir "aşınma" gözlemlemedim. ^ 11 bakliyat.

— sweber
kaynak

1

Bu yaklaşık 8.000 gün mü? Üzgünüz, bu 133 gün (daha az etkileyici LOL)!

— Andy,

OT, ancak aşırı derecede aşırı gelişmiş koşullar altında ne kadar daha fazla ışık akısı üretiyor? Verimliliği artan akımla oldukça hızlı bir şekilde düşerim (daha yüksek kalıp sıcaklıklarında taşıyıcı rekombinasyon oranının artması nedeniyle).

— Oleksandr R.

Gerçek akımı nasıl ölçtünüz? Hem sürücüde hem de mevcut ölçüm kurulumunda, endüktif etkilerden kaçınmanın zor olduğu anlaşılıyor.

— Chris Stratton

@OleksandrR. : Bir doygunluk etkisi vardı, ama neredeyse ihmal edilebilirdi. Ayrıca, tüm kurulumun bu tür etkiler için yeterince başka nedenleri olması nedeniyle, verimlilikte bir kayıp olmadığını söyleyebilirim. Ancak, çok fazla umursamadım, sadece ışığın miktarının bir şekilde yönlendirilebilmesi önemliydi ve 1A aşırı bir değerdi.

— sweber

@ ChrisStratton: Aslında, seri olarak çok küçük bir direnç kullandım ve Agilent'in bu güzel diferansiyel 3.5GHz problarından birini kullandım. Elbette, direnç akımı azaltır, ancak ışık miktarı ve ölçülen verilerden yapılan tahminlere bağlı olarak enterpolasyon, akımın yaklaşık 1A olması gerektiği sonucuna yol açar. Elbette, bu zordu ve her şey kesin olarak belirlendi.

— sweber

2

Belirgin bir etki yok. LED'in kendisi yalnızca toplam ömre duyarlıdır, ancak güvenilirlik 10 yıl içinde ölçülür.

Paketleme veya kablo bağı arızalarından kaynaklanan termal arızalar daha olasıdır, ancak arıza olasılığı hala çok düşüktür. Kendi kendine yapılan bir sistem için büyük olasılıkla başarısızlık lehim bağlantıları veya Led ve PCB veya PCB ve güç kaynağı arasındaki tellerdir.

Termal arızalara, farklı termal genleşme hızları neden olur ve sonuçta aşırı gerileme yapıya neden olur. Küçük gerilmeler veya gerilme döngüleri ihmal edilebilir etkiye sahiptir. LED'in plastiğinin muhtemelen +175 ° C'de kalıplanıp kürlendiğini düşünün - daima stres altındadır.

LED'in termal zaman sabiti, muhtemelen 10-100 ms ms aralığındadır. Bundan daha hızlı bisiklet sürmek, sorun yaratmayan çok küçük sıcaklık hareketlerine neden olur ve bundan daha yavaş bisiklet sürmek toplam döngü sayısını çok küçük bir sayıya sınırlar.

— jp314
kaynak