करता है और जब (कैसे) एक एलईडी का जीवनकाल PWM आवृत्ति पर निर्भर करता है

Question

मान लें कि इसके रेटेड वर्तमान में एक मानक एलईडी ड्राइविंग के लिए दो विकल्प हैं।

1. PWM 10 kHz पर 50% कर्तव्य चक्र पर सेट है
2. PWM 50 kHz पर 50% कर्तव्य चक्र पर सेट है

तकनीकी रूप से दोनों एल ई डी एक ही मात्रा में प्रकाश उत्पन्न करेंगे और 'निमिष' मानव आँख या एक कैमरा (उच्च गति वाले कैमरे को छोड़कर ...) को नहीं दिखाई देगा।

Comments

अच्छा प्रश्न +1, मैं कुछ परिचित पूछने जा रहा था। मैं छोटे जंक्शन के थर्मल साइकलिंग के कारण वास्तव में 50Hz जैसे कम फ्रीक पर चिंतित होगा। हम जवाबों का इंतजार करेंगे।

— ऑटिस्टिक

BTW, हम में से कुछ मनुष्यों की आँखें हैं जो वास्तव में पीडब्लूएम निमिष के प्रति संवेदनशील हैं । और इसलिए कुछ मॉनीटर और टीवी विक्रेता डिमिंग के लिए PWM के बिना झिलमिलाहट मुक्त पैनल का निर्माण कर रहे हैं।

— तुलसी बॉर्क

"इसके रेटेड वर्तमान में" से क्या आपका तात्पर्य कर्तव्य चक्र के "चालू" भाग के दौरान प्रवाहित धारा से है, या क्या आपका मतलब पूरे चक्र पर औसत प्रवाह से है? यदि बाद में, स्पष्ट रूप से कुछ आवृत्ति होती है, जहां एलईडी को बेहतर ढंग से बंद और बंद किया जा सकता है, जैसे कि एलईडी उस समय प्रभावी रूप से अतिदेय हो रहा है, तो सवाल यह है कि क्षति का तंत्र क्या है और यह कितना धीमा है हो।

— क्रिस स्ट्रैटन

यह अप्रासंगिक हो सकता है, लेकिन वह अंतिम वाक्य ("तकनीकी रूप से दोनों एलईडी एक ही मात्रा में प्रकाश का उत्पादन करेंगे ...") पूरी तरह से सच नहीं है; उच्च आवृत्ति के साथ एलईडी कम आवृत्ति के साथ एक से कम प्रकाश का उत्पादन करेगा । मैंने इसे इलेक्ट्रॉनिक्स स्टाॅक एक्सचेंज :) Electronics.stackexchange.com/a/86942/30973

— ayane

Answer 1

मुझे अपने भरोसेमंद MIL-HDBK-217F को खोलने दें और देखें कि यह एलईडी और उनकी लंबी उम्र के बारे में क्या कहता है: -

प्रति मिलियन घंटे विफलता दर को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक तापमान है।

ब्याज की, अगर मैं लेजर डायोड के बारे में अगला भाग पढ़ता हूं तो वे ड्यूटी चक्र चक्रण को ध्यान में रखते हैं लेकिन उनका निष्कर्ष (पृष्ठ 6-21 पर) यह है कि 50:50 शुल्क चक्र में लेजर डायोड के लिए विफलता दर लगभग 25% है। जब लगातार चलाया जाता है।

वे यह भी निष्कर्ष निकालते हैं (यदि पृष्ठ ६-२२ पर) कि यदि आप लेज़र डायोड को ५०% रेटिंग की हल्की आउटपुट पावर पर संचालित करते हैं, तो यह ९ ५% पर संचालित होने की तुलना में दस गुना अधिक समय तक चलेगा।

Comments

यह आकर्षक है, लेकिन मुझे आश्चर्य है कि ये आधार विफलता दर कैसे निकाली गईं। "फोटोट्रांसिस्टर", "फोटोडायोड" और "आईआरएलईडी" को "एलईडी" की तुलना में अधिक बार विफल क्यों होना चाहिए (और उनमें से कोई भी टाइप या एप्लिकेशन के रूप में निर्दिष्ट नहीं है)? इनमें से किसी भी मूल्य पर विश्वास अंतराल क्या है? तापमान कारक सभी उपकरणों के लिए समान क्यों है? यह आपके उत्तर को बिल्कुल भी नहीं देना है - स्रोत स्पष्ट रूप से कहता है कि यह क्या कहता है। लेकिन मैं यह सोचने में मदद नहीं कर सकता कि ये गणनाएँ - सबसे खराब स्थिति के रूप में सीए। 1991 में अनिर्दिष्ट परिस्थितियों में - केवल वास्तव में अमेरिकी सेना के लिए सार्थक हो सकता है।

— ओलेकेंड्रा आर।

@OleksandrR। क्या आपने इस टिप्पणी को लिखने के बाद से किसी भी मानक स्तर की वैधता पर कोई शोध किया है?

— एंडी उर्फ

दुर्भाग्य से नहीं। मुझे नहीं पता कि कहां से शुरू करना है, क्योंकि दस्तावेज़ में ऐसा कुछ भी नहीं बताया गया है जो किसी को भी इसका आकलन करने की अनुमति दे। वास्तव में, यह ज्यादातर पूरी तरह से समझदार दिखता है - लेकिन इन समान उपकरणों के लिए ऐसी छोटी आधारभूत विफलता दर के साथ, यह संभावना प्रतीत होती है कि कुछ अनजाने आवेदन प्रभाव हैं जो उद्धृत मूल्यों को रोकते हैं। यदि IRLEDs IR रोशनी में उपयोग किए जाने वाले उच्च-ल्यूमिनेन्स हैं, उदाहरण के लिए। और ऑप्टो-आइसोलेटर्स एलईडी को जलाने के बजाय वर्तमान या वोल्टेज के तनाव के कारण आसानी से विफल हो सकते हैं - इस प्रकार फोटोट्रांसिस्टर आउटपुट वाले अधिक बार असफल हो जाते हैं।

— ऑलेक्ज़ेंडर आर।

क्षमा कीजिय। मैंने अभी देखा कि अंत में एक संदर्भ खंड है। LED का वर्णन RADC-TR-88-97 में किया गया है, जहाँ यह नोट किया जाता है कि 4827 मिलियन घंटे के ऑपरेशन में सिर्फ 22 LED विफल हुए, और शून्य (!) IRLEDs 39 मिलियन घंटे से अधिक समय तक विफल रहे। इस तरह के छोटे (या कोई नहीं) नमूना आकार के साथ, विषम मूल्यों का कारण स्पष्ट है। RADC-TR-88-97 भी सांख्यिकीय तरीकों और परिणामों के बारे में विस्तार से जाता है। कुल मिलाकर यह MIL-HDBK-217F की तुलना में कहीं अधिक सार्थक दस्तावेज प्रतीत होता है।

— ओलेकेंड्रा आर।

@OleksandrR। शायद यह एक जवाब बनाने पर विचार करें?

— एंडी उर्फ

Answer 2

एल ई डी बस डायोड हैं जो आवृत्ति के साथ "बाहर नहीं पहनते हैं"। अधिकतम वर्तमान और औसत वर्तमान को प्रभावित करता है कि एलईडी कैसे पहनता है, लेकिन आवृत्ति का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है जो मैंने कभी सुना है।

साथ ही, आपकी आवृत्तियों कम हैं। 50 kHz और 50% कर्तव्य चक्र का मतलब 10 µ s पर और 10% से दूर है। यह एक एलईडी के लिए "लंबा" समय है।

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यह कुछ प्रभावों के लिए एक लंबा समय हो सकता है, लेकिन थर्मल गिरावट (जो स्पष्ट रूप से हावी है) के लिए यह बहुत कम है।

— क्रिस एच

Answer 3

निजी अनुभव:

मैंने एक मानक यूवी एलईडी रेटेड को 3.4V, 20mA के लिए 1 ए के साथ 5 ए के लिए 5k के लिए 87kHz (शुल्क चक्र: 1: 2300) की दर से संचालित किया है, लेकिन 10 के भीतर चमक या नाड़ी के आकार के संदर्भ में किसी भी "पहनने" का निरीक्षण नहीं किया है। ^ 11 दालें।

Comments

8,000 दिनों के बारे में है? उफ़ क्षमा करें कि 133 दिन (कम प्रभावशाली एलओएल) है!

— एंडी उर्फ

ओटी, लेकिन इन बेहद ओवररिएंड परिस्थितियों में कितना अधिक चमकदार प्रवाह उत्पन्न करता है? मैं दक्षता में तेजी से गिरती धारा (क्योंकि उच्च तापमान पर वाहक पुनर्संयोजन की बढ़ी हुई दर के कारण) के साथ तेजी से गिरता है, लेकिन मैं इस तरह के संक्षिप्त दालों के लिए वास्तविक व्यवहार के बारे में सुनिश्चित नहीं हूं।

— ओलेकैंडर आर।

आपने वास्तविक करंट कैसे मापा? ऐसा लगता है कि यह ड्राइवर और चालू माप सेटअप दोनों में आगमनात्मक प्रभावों से बचने के लिए मुश्किल होगा।

— क्रिस स्ट्रैटन

@OleksandrR। : एक संतृप्ति प्रभाव था, लेकिन यह लगभग नगण्य था। इसके अलावा, क्योंकि पूरे सेटअप में इस तरह के प्रभावों के लिए पर्याप्त अन्य कारण थे, मैं कहूंगा कि दक्षता में कोई नुकसान नहीं हुआ। हालाँकि, मैंने इसकी बहुत अधिक परवाह नहीं की, यह सिर्फ इतना महत्वपूर्ण था कि प्रकाश की मात्रा को किसी भी तरह बढ़ाया जा सकता है, और 1 ए चरम मूल्य था।

— स्वम्बर

@ क्रिस स्ट्रेटन: ठीक है, मैंने वास्तव में श्रृंखला में एक बहुत छोटे अवरोधक का उपयोग किया था और एगिलेंट से इन अच्छे अंतर 3.5GHz जांच में से एक है। बेशक, रोकनेवाला धारा को कम करता है, लेकिन प्रकाश की मात्रा के कारण प्रक्षेप और मापा डेटा से अनुमान इस निष्कर्ष पर पहुंचता है कि वर्तमान में लगभग 1 ए होना चाहिए। यकीन है, यह कठिन था और सब कुछ सटीक लगा।

— स्वम्बर

Answer 4

कोई प्रभाव नहीं। एलईडी ही कुल जीवनकाल के लिए संवेदनशील होगा, लेकिन विश्वसनीयता 10 वर्षों में मापा जाता है।

पैकेजिंग या वायर बांड विफलताओं के कारण थर्मल विफलताओं की अधिक संभावना है, लेकिन विफलता की संभावना अभी भी बहुत कम है। स्व-निर्मित प्रणाली के लिए सबसे अधिक संभावना विफलता मिलाप जोड़ों, या एलईडी और पीसीबी, या पीसीबी और पावर स्रोत के बीच तार है।

थर्मल की विफलता थर्मल विस्तार की अलग-अलग दरों के कारण होती है, और इसके परिणामस्वरूप संरचना पर अधिक दबाव पड़ता है। छोटे तनाव या तनाव चक्रों पर नगण्य प्रभाव पड़ता है। विचार करें कि एलईडी का प्लास्टिक संभवतः ढाला गया और +175 C पर ठीक हो गया - यह हमेशा तनाव में रहता है।

एलईडी की थर्मल टाइम स्थिरांक शायद 10-100 की एमएस रेंज में है। उस से अधिक तेजी से साइकिल चलाना बहुत कम तापमान के दौरे की ओर जाता है जो समस्या का कारण नहीं बनता है, और साइकिल चलाने की तुलना में साइकिल की कुल संख्या बहुत कम संख्या में सीमित होती है।