LEDs, Pulsbetrieb und Lebensdauer

Normalerweise sollte das Datenblatt der LED entsprechende Kurven enthalten.

Thorsten

Am 28.01.2013 11:25, schrieb Stefan:

Hallo,

Am 28.01.2013 11:57, schrieb Thorsten Just:

Idealerweise sollte das Datenblatt ... Äh ja. Ich habe da ein paar mal bei NoName-LEDs gesucht und nix gefunden. Da muss man wohl auf LED von etablierten Herstellern mit guten Datenblättern setzen.

MfG

Uwe Borchert

Am 28.01.2013 11:25, schrieb Stefan:

Doch wohl nicht etwa für Aufsichtsvorlagen?

Warum? Außer Dimmen fällt mir da nichts Sinnvolles ein?

Es wird dir nichts anderes übrig bleiben, als das jeweilige Datenblatt zu studieren, da steht das Üblicherweise drin.

Gruß Gerd

Am 28.01.2013 13:14, schrieb Gerd Kluger:

Was meinst du damit? Dass die Teile von oben beleuchtet werden? Wobei das nicht meine Baustelle ist, die Lampengeometrie ist von meinem Kunden vorgegeben. Mir geht es nur darum, die Lichtausbeute zu steigern.

Es handelt sich um Teile, die auf einem Transportband liegen. Diese bewegen sich mit ca. 1m/sec, d.h. 1mm / ms. Wenn man in der Bewegung ein scharfes Bild haben will, muss man also mit der Belichtungszeit herunter gehen.

Gruß

Stefan

Am 28.01.2013 13:59, schrieb Stefan:

Ich war auf dem falschen Dampfer, da ich annahm es kommt auf korrekte Farbbeurteilung an ...

... was hier aber wahrscheinlich nicht der Fall ist. Ich hab das Problem jetzt verstanden. Du wirst aber neben dem maximalen Impulsstrom auch darauf achten müssen, wie lange und wie oft hinter- einander die Diode damit beaufschlagt wird.

Gruß Gerd

Am 28.01.2013 14:14, schrieb Gerd Kluger:

Ich hab übrigens mal ein bisschen nachgeforscht, weil mir deine 50mA schon ein bisschen arg wenig vorkamen. Du solltest nicht einfach irgendeine FWW-LED (Feld-Wald-und-Wiesen LED) nehmen, sondern eine die speziell für Blitzanwendungen netwickelt wurde. Gibts zum Beispiel von Osram und da findest Du dann auch die notwendigen Daten. Beispiel:

Gruß Gerd

Stefan schrieb:

Hallo,

das gleiche Problem hatte ich vor einigen Jahren, da waren es scharfe Bilder aus einer Zentrifuge die mit 3000 U/min dreht. Ich habe mich mit dem im Datenblatt angegebenen maximalen Pulsstrom zufrieden gegeben und ausreichend viele Dioden genommen sowie dafür gesorgt das nicht zuviel Umgebungslicht störend dazukam. Viele LEDs verteilt ergeben auch ein besonders gleichmässiges Licht. Mit einer Streuscheibe aus Plexiglas Satinice habe ich noch etwas nachgeholfen.

Bye

Am 28.01.2013 14:14, schrieb Gerd Kluger:

Klar, ich blitze maximal ca. 10 mal pro Sekunde. Außerdem wird die Kamera synchron zu den Lichtblitzen getriggert. Die Belichtungszeit der Kamera ist dabei identisch mit der Blitzdauer, also z.B. 100us.

Der mittlere Strom durch die LEDs ist deshalb < 1mA (1A * 100us / 0,1s).

Momentan haben wir erstmal den Schalt-FET durchgeheizt. Wir betreiben 12 Stränge, macht also 12A. Das war dem FET wohl zuviel. Hätte er laut Datenblatt eigentlich abkönnen müssen... War vieleicht noch was anderes falsch ;-)

Gruß

Stefan

Stefan schrieb:

Hallo,

schafft es denn der FET Treiber dessen Gatekapazität so schnell umzuladen das der FET auch genügend schnell zwischen leitend und gesperrt wechselt damit die Verlustleistung während des Umschaltens nicht zu hoch wird?

Bye

Am 28.01.2013 15:22, schrieb Uwe Hercksen:

Ich schätze mal, dass das das Problem ist, zumindest bei den hohen Strömen. Bei 2A sah das auf den Oszilloskop noch sehr schön aus.

Gruß

Stefan

Am 28.01.2013 14:20, schrieb Gerd Kluger:

Muss ich mir mal ansehen. Momentan habe ich auf Anregung meines Kunden Nichia NSSW064AT eingebaut.

Davon jeweils 12 Stück + 1 Widerstand in Serie und das ganze 12x und dann an 48V DC.

Gruß

Stefan

Hersteller fragen ist wohl die einzige verlaessliche Moeglichkeit.

Bezueglich Lebensdauer musst du zwischen thermischer und materialspezifischer Grenze des Halbleiters unterscheiden.

Solange die gemittelte thermische Belastung unter der maximal zulaessigen bleibt, sollte die thermische Alterung des Chips gleichbleiben.

Auf der anderen Seite kommt es auf den konkreten Aufbau des LED-Chips an, ob du lokal ein maximale Stromdichte oder Feldstaerke ueberschreitest die zu Gitterfehlern etc. und damit zur Alterung des Chips beitragen, selbst wenn thermisch noch alles im Lot is.

Ohne da jetzt weiter drueber nachgedacht zu haben, wuerde ich jetzt mal vermuten, dass du im gruenen Bereich bist, so lange deine Lichtausbeute linear mit der Stromstaerke steigt *und* du die mittlere Leistungsabgabe nicht ueberschreitest - vorausgesetzt die Bonddraehte machen mit.

Aber wie gesagt, nur der LED-Hersteller kann dir was verbindliches dazu sagen. Die haben die Informationen meistens - auch wenn es nicht im Datenblatt stehen sollte.

Gruss Klaus

Am 28.01.2013 14:20, schrieb Gerd Kluger:

Ich hab auch noch mal nachgesehen. Die Nichia, die ich momentan einsetze ist mit maximalem Pulsstrom von 200mA angegeben. Allerdings bei duty cycle von 10%. Die von dir genannte Osram geht bis 1,5A, hat aber eine geringere Lichtausbeute, 55lm/W zu 110 lm/W.

Gruß

Stefan

Stefan schrieb:

Hallo,

unter dem duty cycle von 10 % liegst Du mit 0,1% bei den genannten 100 ms und 100 µs ja weit drunter. Allerdings darf natürlich der einzelne Puls nicht zu lang werden, also nicht 1 Minute lang ein und 9 Minuten lang aus. 100 µs sollte aber eigentlich genügend kurz sein für die Thermische Zeitkonstante der LEDs.

Bye

Am 28.01.2013 15:46, schrieb Stefan:

Hallo Stefan,

das war ja auch keine konkrete Empfehlung :-) Mir kamen nur deine 50 bzw. 200mA ziemlich wenig vor, deshalb habe ich mal geschaut, ob es spezielle LED für Blitzanwendungen gibt. Kann durchaus sein, dass das mittlerweile obsolet ist.

Gruß Gerd

Am 28.01.2013 15:44, schrieb Klaus Bahner:

Im Datenblatt hab ich schon etwas gefunden. Da gibt es eine Kennlinie, d.h. eine Gerade, die bei 200mA abgeknickt ist auf doppelt logaritmischem Koordinatensystem.

Für den Bereich Duty-Cycle < 10% ist dort 200mA angegeben. Für Duty-Cycle > 10% bis 100% geht es linear runter bis auf 50mA.

Wobei ich jetzt akzeptieren könnte, wenn die Lebensdauer auf unter

Gruß

Stefan

Am 28.01.2013 15:44, schrieb Klaus Bahner:

Nein, Jeder Puls führt zu einem Temperaturpeak im Chip, die Chiptemperatur ist also auch gepulst und wenn man mal die Chipgröße und dessen Masse schätzt, kann man auch ausrechnen, um wieviel Grad sich der Chip bei einem 8W-Puls (2A*4V) mit 100µs Länge ca. erwärmt. Die Zeitkonstanten sind da relativ klein, ganz sicher weit unter 100ms. Das Pulsen führt also im LED-Aufbau zu einer thermischen Materialermüdung, irgendwann löst sich z.B. der Bonddraht oder geht was anderes mechanisch kaputt.

Das spielt erst dann keine Rolle mehr, wenn die Pulsperiode deutlich kürzer wie die thermische Zeitkonstante des LED-Chips ist.

Bei 10 Pulsen pro Sekunde spielt das aber sehr wohl eine Rolle.

Am 28.01.2013 17:04, schrieb Michael S:

Es gibt wohl nicht nur thermische Effekte. Wenn die Stromdichte zu groß wird, wird das Material quasi weggeschoben. Ich hab irgendwo mal entsprechende Bilder gesehen.

Gruß

Stefan

Am 28.01.2013 17:12, schrieb Stefan: