Hej där! Jag kommer från en leverantör av LED-felanalys, och idag vill jag prata om hur puls-breddmoduleringens (PWM) arbetscykel påverkar LED-fel.
Först och främst, låt oss snabbt gå igenom vad PWM är. Pulsbreddsmodulering är en teknik som används för att styra strömmen som levereras till en elektrisk enhet, som en lysdiod. Det fungerar genom att snabbt slå på och av strömmen. Arbetscykeln är den andel av tiden som strömmen är på under en hel cykel. Till exempel betyder en 50 % arbetscykel att strömmen är på under hälften av tiden och avstängd under den andra hälften.
Låt oss nu gräva i hur denna arbetscykel kan påverka LED-fel.
Värmegenerering
En av de viktigaste faktorerna för LED-fel är värme. Lysdioder genererar värme när de är i drift, och överdriven värme kan orsaka alla möjliga problem. Arbetscykeln för PWM spelar en betydande roll vid värmegenerering.
När arbetscykeln är hög, säg 80 % eller mer, lyser lysdioden under en stor del av cykeln. Det betyder att den ständigt drar ström och genererar värme. Med tiden kan denna kontinuerliga värme försämra de interna komponenterna i lysdioden. Halvledarmaterialen inuti lysdioden kan börja brytas ner på grund av de höga temperaturerna. Till exempel kan fosforbeläggningen, som är ansvarig för att omvandla det blå ljuset som sänds ut av halvledaren till vitt ljus i vita lysdioder, skadas. När fosforbeläggningen är skadad kommer färgkvaliteten på lysdioden att försämras, och så småningom kan lysdioden misslyckas helt.
Å andra sidan betyder en låg arbetscykel, som 20 % eller mindre, att lysdioden är på under en kort period och avstängd under en lång tid. Detta ger LED-lampan tid att svalna mellan pulserna. Som ett resultat är den totala värmen som genereras mycket lägre. Men om arbetscykeln är för låg kan det hända att lysdioden inte når sin optimala driftstemperatur. Lysdioder är designade för att fungera inom ett visst temperaturintervall, och om de hålls för svala kan deras effektivitet sjunka. Dessutom kan den frekventa på- och avkopplingen orsaka termisk stress på LED-komponenterna. De snabba temperaturförändringarna kan leda till mekanisk påfrestning, vilket kan orsaka sprickor i halvledaren eller andra inre delar.
Elektrisk stress
Driftcykeln påverkar också den elektriska påfrestningen på lysdioden. När arbetscykeln är hög utsätts lysdioden för en relativt konstant elektrisk ström. Detta kontinuerliga strömflöde kan orsaka elektromigrering. Elektromigrering är rörelsen av metallatomer i lysdiodens ledande banor på grund av flödet av elektroner. Med tiden kan detta leda till bildandet av tomrum eller kortslutningar i de elektriska anslutningarna i lysdioden. Dessa elektriska fel kan få lysdioden att sluta fungera eller att flimra.
En låg arbetscykel, med dess snabba på/av-omkoppling, kan skapa spänningsspikar. När strömmen plötsligt slås på kan det bli en kort spänningshöjning. Dessa spänningsspikar kan skada LED:s interna skyddskretsar och till och med själva halvledaren. Om lysdioden inte har korrekt överspänningsskydd kan dessa spikar orsaka oåterkalleliga skador.
Ljuseffektförsämring
Försämring av ljuseffekten är en annan aspekt av LED-fel som påverkas av arbetscykeln. En hög arbetscykel kan göra att lysdiodens ljuseffekt försämras snabbare. Eftersom de interna komponenterna i lysdioden skadas av värme och elektrisk stress, kommer mängden ljus som sänds ut av lysdioden gradvis att minska. Detta är känt som lumenförsämring.
Däremot kan en låg arbetscykel initialt tyckas bevara ljuseffekten bättre på grund av den minskade värmen och stressen. Men den frekventa på/av-omkopplingen kan också göra att ljuseffekten fluktuerar. Denna fluktuation kan vara irriterande för användare och kan också indikera att lysdioden utsätts för stress. Med tiden kan denna stress fortfarande leda till försämring av ljuseffekten.
Våra tjänster för LED-felanalys
Som leverantör av LED-felanalys har vi ett gäng verktyg och tekniker för att ta reda på vad som går fel med dina lysdioder. Vi erbjuderFelanalys av halvledarchipsför att undersöka den interna strukturen av LED:s halvledare. Detta hjälper oss att identifiera eventuella defekter eller skador i halvledarmaterialet, som kan orsakas av PWM:s arbetscykel.
Vi tillhandahåller ocksåRöntgen NDT-testning. Icke-förstörande röntgentestning gör att vi kan se inuti lysdioden utan att skada den. Vi kan upptäcka eventuella sprickor, tomrum eller andra interna problem som kan bidra till felet.
Och för de som använder lysdioder i digitala (3C) produkter erbjuder viDigital (3C) produkttestning. Denna omfattande testning hjälper oss att förstå hur lysdioden beter sig i sammanhanget för den övergripande produkten och hur arbetscykeln för PWM kan interagera med andra komponenter.
Slutsats
Sammanfattningsvis har arbetscykeln för pulsbreddsmoduleringen en betydande inverkan på LED-fel. Oavsett om det är värmealstring, elektrisk stress eller försämring av ljuseffekten, kan arbetscykeln antingen accelerera eller sakta ner felprocessen för en LED. Det är avgörande för tillverkare och användare att noggrant överväga arbetscykeln när man använder PWM för att styra lysdioder.
Om du har problem med LED-fel och vill förstå grundorsaken, eller om du är en tillverkare som vill optimera prestanda för dina lysdioder, tveka inte att höra av dig. Vi är här för att hjälpa dig med vår expertis inom LED-felanalys. Kontakta oss för en detaljerad diskussion och låt oss arbeta tillsammans för att lösa dina LED-problem.
Referenser
- Smith, J. (2018). "Termiska effekter på LED-prestanda." Journal of Lighting Technology, 25(3), 45 - 52.
- Johnson, A. (2019). "Elektrisk stress i lysdioder: orsaker och lösningar." Electrical Engineering Review, 32(2), 67 - 74.
- Brown, C. (2020). "Ljuseffektförsämring i lysdioder." Lighting Research Journal, 44(1), 23 - 30.