Czesc. Doradzcie, jaki bezpieczny prąd dobrac do wyswietlacza LED który bedzie pracował multipleksowo. Sa 4 sztuki, po prostu wyswietlacz LED do zegara. Podane mam tylko ze prąd ciagły to 20mA, a nie chcałbym mu skracać zywotnosci zbyt duzym pradem.
Jaki prad dobrac do wyswietlacza LED multipleksowanego
Sep 03, 2010
20 Replies
Większość ma max prąd 5-10 razy większy niż ciągły. Oczywiście średni prąd nie może przekraczać ciągłego. Jak masz multipleksowanie 4x z wypełnieniem
25% to nie możesz przekroczyć 80mA. Lepiej poniżej.Waldek
A można gdzieś znaleźć dokładniejsze informacje o prądach wyświetlacza przy sterowaniu multipleksowym? czy to na tzw. czuja?
Wyświetlacze są LEDami, a LEDy można właśnie tak sterować, by całka prądu nie przekraczała Imax. Najlepiej dać trochę marginesu bezpieczeństwa. Maksymalny prąd zależy od wyświetlacza. Sprawdzałem dla siemensowskich, tam jest 150mA dla Icont = 20mA.
Waldek
A wisz gdzie mozna o tym poczytać? Dośc długo szukałem (aż w końcu przestałem) informacji o tym jaka jest zasada sterowania zwykłymi diodami LED. Zawsze mówi sie o tym że dioda wymaga prądu a nie napięcia, lecz jest zero informacji dlaczego? Możesz mi podać lub opisać dlaczego tak się steruje diodą, co wpływa na to że tak LEDem trzeba sterować i jakie są konsekwencje tego?
W dniu 2010-09-05 19:17 slawek7 napisał(a):
Pokrótce opisuje zjawiska fizyczne zachodzące w diodach świecących chociażby Wikipedia:
formatting link
Natomiast dogłębnie tajniki rekombinacji promienistej poznasz czytając np. książkę "Light-emitting diodes" E. Fred Schuberta:
formatting link
Duże kawałki tej książki zeskanował oczywiście Google i można poczytać w sieci.
U¿ytkownik "slawek7" snipped-for-privacy@wp.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@j18g2000yqd.googlegroups.com...
zasada sterowania zwyk³ymi diodami LED. Zawsze mówi sie o tym ¿e dioda wymaga pr±du a nie napiêcia, lecz jest zero informacji dlaczego?
To wynika z nieliniowej charakterystyki pr±dowo-napiêciowej. W dwu pierwszych kartach katalogowych LEDów które znalaz³em nie by³o wykresu na którym by³oby widaæ rozrzuty charakterystyk dlatego rzuæ okiem na kartê zwyk³ej najprostszej diody (charakterystyki s± wystarczaj±co podobne, aby pokazaæ problem):
formatting link
rysunku 1 s± charakterystyki pr±dowo/napiêciowe dla ró¿nych temperatur. Za³ó¿my, ¿e tak± diodê zasilimy napiêciem 0.8V - zale¿nie od temperatury pop³ynie przez ni± pr±d 0.1A przy 25 st.C, albo 1A przy 150 st.C. Nie ma wykresu dla mniejszych temperatur, ale mo¿na siê domy¶liæ gdzie on bêdzie. Rozrzuty charakterystyk miêdzy poszczególnymi elementami maj± te¿ podobny charakter jak rozrzuty spowodowane temperatur±. Sterowanie napiêciowe daje bardzo du¿y rozrzut pr±du, a jasno¶æ (dla LEDów) jest mniej wiêcej proporcjonalna do pr±du. Gdyby przyj±æ, ¿e temperatura jest sta³a i wszystkie diody maj± dok³adnie tak± sam± charakterystykê to nadal jest pewien problem. Je¶li dok³adno¶æ ustalenia pr±du naszego ¼ród³a pr±dowego bêdzie 5% to zmiana jasno¶ci te¿ bêdzie 5%, ale przy sterowaniu napiêciowym odchy³ka napiêcia o 5% spowoduje zmianê pr±du (0.8V +5% = 0.84V) od oko³o 0.1A do oko³o 0.3A - a wiêc wzrost o 200%. Podsumowuj±c: je¶li komu¶ nie przeszkadzaj± ró¿nice jasno¶ci LEDów liczone w setkach % i ewentualne awarie spowodowane przekroczeniem dopuszczalnego pr±du to nic nie stoi na przeszkodzie, aby sterowaæ je napiêciowo. P.G.
Dziękuję za wyjasnienie. Powiedz mi jeszcze co tak na prawde niszczy diodę? Wzrost temperatury pod wpływem prądu, czy sama wartość prądu. Przykład tak jak w wyświwetlaczu sterowanym multipleksowo. Przepuszczamy przez segment prąd powiedzmy 20mA - ciągły oraz drugi przypadek, prąd impulsowy, którego wartośc średnia jest też 20mA ale róznica taka że w impulsie ma on 100mA oraz wypełnienie 20%. Co jest dla diody gorsze? I dlaczego? Czy jest też jakaś częstotliwość, czy może byc dowolna i nie wpływa to na jej życie?
Dziękuję za wyjasnienie. Powiedz mi jeszcze co tak na prawde niszczy diodę? Wzrost temperatury pod wpływem prądu, czy sama wartość prądu. Przykład tak jak w wyświwetlaczu sterowanym multipleksowo. Przepuszczamy przez segment prąd powiedzmy 20mA - ciągły oraz drugi przypadek, prąd impulsowy, którego wartośc średnia jest też 20mA ale róznica taka że w impulsie ma on 100mA oraz wypełnienie 20%. Co jest dla diody gorsze? I dlaczego? Czy jest też jakaś częstotliwość, czy może byc dowolna i nie wpływa to na jej życie?
U¿ytkownik "slawek7" snipped-for-privacy@wp.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@26g2000yqv.googlegroups.com...
Powiedz mi jeszcze co tak na prawde niszczy diodê? Wzrost temperatury pod wp³ywem pr±du, czy sama warto¶æ pr±du.
Przypuszczam, ¿e w odpowiednich warunkach albo jedno albo drugie.
Przepuszczamy przez segment pr±d powiedzmy 20mA - ci±g³y oraz drugi przypadek, pr±d impulsowy, którego warto¶c ¶rednia jest te¿ 20mA ale róznica taka ¿e w impulsie ma on 100mA oraz wype³nienie 20%. Co jest dla diody gorsze? I dlaczego?
Wiadomo, ¿e DC mie¶ci siê w parametrach wiêc OK, a przy impulsowym bêd± pewne wahania temperatury wiêc jest gorzej. Je¶li impulsy odpowiednio czêsto (nie widaæ mrugania) to wahania minimalne - praktycznie nie maj±ce wp³ywu na diodê.
czêstotliwo¶æ, czy mo¿e byæ dowolna i nie wp³ywa to na jej ¿ycie?
Tu wystarczy chwilê pomy¶leæ, aby sobie samemu odpowiedzieæ - 1 dzieñ 100mA i 4 dni 0mA - ¶rednio 20mA.
W niektórych kartach katalogowych (elementów wiêkszej mocy) s± tego typu dane. Na przyk³ad:
formatting link
6 - wymaga pomy¶lenia, aby zrozumieæ co z tego wynika. Czasem s± wykresy podaj±ce ca³± rodzinê ch-k w zale¿no¶ci od d³ugo¶ci impulsu i wype³nienia.
Dla LEDów czasem podaj± wykres jasno¶ci w funkcji pr±du. Czasem jasno¶æ ro¶nie tylko do pewnego pr±du, potem jest sta³a. Je¶li ro¶nie na przyk³ad do 100mA to sterowanie 100mA z wype³nieniem 1/5 da mniej wiêcej taki efekt jak DC 20mA, ale sterowanie 200mA i 1/10 da taki efekt jasno¶ci jak 10mA. Jak w takim przypadku trzeba 1/10 to lepiej daæ
100mA - efekt taki sam, a zu¿ycie diody mniejsze. Wydaje mi siê, ¿e widzia³em kiedy¶ taki wykres rosn±cy tylko do 15mA. Sterowanie takiej diody impulsami ponad 15mA mija siê z celem. P.G.W dniu 07.09.2010 13:39, Piotr Gałka pisze:
A czasami spada.
Niekoniecznie - współczynnik lumeny/prząd nie zawsze jest stały (ztcp rośnie z napięciem).
U¿ytkownik "Michoo" <michoo snipped-for-privacy@vp.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:i65el2$qq3$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...
A przy odpowiednio du¿ym pr±dzie spada krytycznie ;-)
Celem by³o przekazanie idei, a nie szczegó³ów. P.G.
Tez mnie ten problem kiedys interesowal. I wyszlo mi ze raczej temperatura.
Tyle ze problem nie jest oczywisty. Struktura: ten maly kawalek polprzewodnika do ktorego sa przylaczone druciki. (troche barbazynsko wyjasnione ale zgrubsza poprawnie)
Wyglada to tak ze nagrzewa sie cieniutka warstewka struktury pn i to tak naprawde o jej temperature i mozliwosc odtransportowania stamtad ciepla chodzi. A ze diody sa robione z roznych materialow i na roznych podstawkach (o luminoforach nie wspominajac) to tak naprawde roznie moze byc.
W praktyce takie skalowanie ze 20mA DC=100mA AC (wypelnienie 1/5) jest ok w "normalnych granicach" czyli kiedy cieplo z struktury ma mozliwosc byc odtransportowane tak aby struktura sie nie nagrzala za bardzo (ta cienka warstewka moze sie nagrzac do jakichs 150-200st C). Im blizej tej temperatury tym krotsze jej zycie. Oczywiscie w momencie kiedy tam jest tak cieplo sama obudowa diody moze byc prawie zupelnie zimna.
Czemu cieplo jest szkodliwe dla struktury? Bo po pierwsze, w wyzszej temperaturze zaczyna sie ona domieszkowac tym co ja otacza a to niszczy jej wlasnosci pn i mozliwosc swiecenia. Bo po drugie zaczynaja sie pojawiac naprezenia ktore nie koniecznie musza byc kompensowane obudowa i struktura sie albo odksztalca albo peka. Bo po trzecie, otaczajaca strukture obudowa tez sie napreza i moze uszkodzic strukture.
W rezultacie diody nie wysilone (te z ksiazek z lat 80 tych) mialy trwalosc rzedu 300kh lub nawet wiecej. Ale swiecily slabo i byly malo sprawne. A wspolczesne diody w ktorych moc tracona jest wieksza grzeja sie dosyc mocno i relatywnie szybciej sie zuzywaja i zawodza. Bo i grzeja sie dosyc mocno.
I podsumowujac: Sa dwa rodzaje smierci diody (no, moze jest ich wiecej ale tu chodzi o takie dwa): smierc ze starosci - kiedy dioda swieci w warunkach nominalnych i tak naprawde dochodzi do dyfuzji obudowy do struktury. Proces dlugi i stopniowy. Smierc z naprezen - kiedy dioda umiera z powodu tego ze nagrzala sie za bardzo i struktura sie odspoila od doprowadzen lub/i od obudowy.
To tyle. Jestem amator ale sadze ze przedstawilem sprawe dosyc wiernie.
Dobe bo dzięki Wam rozumiem. A macie jakąś literature na ten temat? I jeszcze jako wniosek: czy ważny jest średni prąd czy temperatura złącza? czy to działa ja regulacja np w kuchence mikrofalowej: pełna moc, a czas pracy proporcjonalny do oddanej mocy?
Generalnie jakas fizyka polprzewodnikow albo polprzewodniki dla elektronika. W ksiegarniach akademickich jest tego troche ale trzeba sobie pojsc i poszukac gdzie jest opisane to co potrzebujesz.
Do pewnego poziomu wydzielanej energii istotny jest sredni prad. Ale powyzej wydzielonej energii na okres czasu juz raczej wlasnie ta energia. Temperatura jest tutaj istotna razem z przewodnoscia cieplna.
Konkretnej pozycji nie jesteś w stanie podać? Trochę teraz ciężko z dostępem do takich księgarń u mnie. Czy mogę taki wniosek wysnuć, że to temperatura niszczy diodę a nie prąd bo on tylko pośrednio, tzn. płynąc przez diodę wydziala ciepło w niej i dopiero to ciepło ją uszkadza? Dobrze to rozumiem?
W dniu 2010-09-07 13:39 Piotr Gałka napisał(a):
Co ciekawe, dla niektórych typów diod świecących kolor świecenia zmienia się w zależności od płynącego prądu. Sam się kilka[naście?] lat temu bawiłem takimi zielonymi LEDami z dużą przezroczystą obudową (fi 10mm zapewne), które po potraktowaniu większym prądem świeciły na żółto a jeszcze większym na czerwonawo. Powyżej już przestawały świecić na amen.
U¿ytkownik "slawek7" snipped-for-privacy@wp.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@i13g2000yqd.googlegroups.com...
pr±d bo on tylko po¶rednio, tzn. p³yn±c przez diodê wydziala ciep³o w niej i dopiero to ciep³o j± uszkadza? Dobrze to rozumiem?
Usi³ujesz uzyskaæ odpowied¼ na pytanie, które stawiaj± sobie prawdopodobnie jedynie projektanci diod w fabryce pó³przewodników. Normalny u¿ytkownik diody dba jedynie o to, aby zmie¶ciæ siê w parametrach okre¶lonych w karcie katalogowej (a jak chce mieæ spokój przez d³ugie lata to z pewnym rozs±dnym zapasem).
- To, ¿e wydzielona w elemencie energia potrafi go uszkodziæ na skutek przegrzania nie ulega w±tpliwo¶ci.
- To, ¿e zbyt du¿e napiêcie przy³o¿one w kierunku wstecznym potrafi uszkodziæ element wcze¶niej ni¿ zrobi to ciep³o te¿ nie ulega w±tpliwo¶ci.
- Przypuszczam, ¿e zbyt du¿y pr±d te¿ mo¿e uszkodziæ element jeszcze zanim uszkodzi go temperatura, ale tu nie jestem absolutnie pewien.
Byæ mo¿e niektóre uszkodzenia impulsami ESD (impulsy nanosekundowe) przebiegaj± wed³ug 3. Przypuszczam, ¿e je¶li impuls w kierunku przewodzenia uszkodzi element to byæ mo¿e nastêpuje to przed jego nagrzaniem.
Widzia³em gdzie¶ zdjêcia struktur pó³przewodnikowych po uszkodzeniach ESD. Mo¿e w artykule z takimi zdjêciami s± odpowiedzi na twoje pytania.
Skojarzy³ mi siê bezpiecznik PTC (to jest pó³przewodnik). Taki ma³y SMD na
0.2A. Przy pr±dzie 0.2A przewodzi. Przy 0.4A po kilku sekundach ogrzeje siê i roz³±czy (jego rezystancja skoczy z u³amków Ohma do setek Ohm). Przy 1A zadzia³a w u³amku sekundy. Po przekroczeniu 10A producent nie gwarantuje, ¿e bezpiecznik nie ulegnie uszkodzeniu (byæ mo¿e na zwarcie), zanim zd±¿y roz³±czyæ - wygl±da to na sytuacjê 3, bo gdyby siê zd±¿y³ ogrzaæ to by roz³±czy³ - wiêc chyba uszkodzenie nastêpuje wcze¶niej ni¿ ogrzanie. P.G.U¿ytkownik "Piotr Ga³ka" snipped-for-privacy@CUTTHISmicromade.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:4c873c5e$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl...
Poprawiarka zamieni³a mi (przez moj± nieuwagê) ohma na Ohma i kohm na Ohm i ta druga zamiana jest be. P.G.
Niestety, odlaczylem sie od tematu jakies 7 lat temu :)
I tak i nie. temperatura niszczy na dwa sposoby (domieszkowanie i naprezenia) a prad moze niszczyc bezposrednio strukture w skali atomowej. W normalnych warunkach (praca w okolicach warunkow nominalnych i niewielkich granicznych) raczej chodzi o zniszczenie temperatura lub naprezeniami z nia zwiazanymi. Polecam poszperac po sieci moze arxiv ma jakis artykul na ten temat? Mozesz tez zapytac na grupie o fizyce ale nie wiem czy akurat siedza tam tacy co sie znaja na polprzewodnikach...
Join the Discussion
Have something to add? Share your thoughts — no account required.
Didn't find your answer?
Ask the community — no account required