Dlaczego jasność mojej czerwonej diody LED powoli maleje?

W mojej konstrukcji mam diodę LED RGB do wykrywania zdjęć, a każdy kolor jest kontrolowany przez MOSFET, aby zarządzać intensywnością światła każdego koloru. Zielone i niebieskie diody LED działają świetnie, ale moja czerwona dioda LED powoli gaśnie z czasem. Początkowo mierzyłem napięcie przewodzenia (Vf) na czerwonej diodzie LED na poziomie 2,6 V, ale spada ono do ~ 2,56 V w ciągu następnych kilku minut (w specyfikacji).

Oto mój schemat. Po lewej jest moja trójkolorowa konfiguracja LED i MOSFET, a po prawej ekspander PWM, kontrolowany przez I2C:

PCB:

Oto specyfikacje mojej trójkolorowej diody LED (zakreśliłem właściwą):

Kiedy mierzę natężenie światła pochodzącego z diody LED w czasie, widzę, jak natężenie czerwieni spada, a zielony i niebieski pozostają na stałym poziomie. Czy złącze lutowane może wpływać na diodę LED? Nie pomyślałbym dwa razy o tym, ale mam dodatkową diodę LED RGB, więc usunąłem jedną ze starych (martwych) i podłączyłem diodę przewodami zamiast lutować na mojej płycie. Mam diodę „czerwoną”, a intensywność nie spada.

Tak stało się teraz z 4 diodami LED ...

— Jordan Lewallen
źródło

Domyślam się, że to temperatura. Jakiej częstotliwości i cyklu pracy używasz? Użyłbym cewki indukcyjnej, aby prąd był mniej więcej stały, zamiast migać z wysoką częstotliwością. Możliwe, że wystąpią jakieś zjawiska związane z krawędziami fali prostokątnej ...

— Gregory Kornblum,

Czy możesz zmierzyć V (Rs) dla każdego przy 100%, aby zmierzyć prąd? Ile ciepła jest odprowadzane według projektu? Vf of Red może być zbyt gorący, aby go dotykać i upuszczać Vf przez efekt Schockleya i tracić skuteczność przez ciepło.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@GregoryKornblum Mam swoją częstotliwość PWM ustawioną na 1600 Hz, czyli taką, z jakiej pochodzi biblioteka PWM Adafruit (zasilająca PWM przez arduino). Czy mogę coś odczytać z krawędziami fali prostokątnej wpływającej na wydajność? Jestem ciekawy. Nie do końca rozumiem, jak podłączenie przewodów zamiast kontaktu lutowniczego również nie zabija diody LED ... hmm

— Jordan Lewallen

Jak gorący był dotyk? i gdzie są dane przed / po i dlaczego muszę pytać dwa razy? Masz problem z temperaturą i potrzebujemy lepszych danych, aby pomóc Ci zrozumieć, naprawić. Zdjęcia, temp, V, I

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Poważne problemy projektowe z tą aplikacją ... Mogę naprawić, jeśli masz specyfikacje.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Odpowiedzi:

Tylko dlatego, że napięcie przewodzenia jest w specyfikacji, nie oznacza to automatycznie, że prąd przewodzenia również jest. 2,6 V na diodzie LED pozostawia 2,4 V na rezystorze / MOSFET, co może oznaczać 96 mA przez diodę LED, a tym samym rozproszenie 250 mW, czyli znacznie powyżej absolutnego maksimum 150 mW.

Myślę, że zabijasz swoją czerwoną diodę LED.

Napięcie przewodzenia w arkuszu danych po prostu podaje wartość, której można się spodziewać, gdy przepuszcza się przez niego dany prąd, zakładam, że jest to 50mA, które daje w nagłówku kolumny, ale gdzieś to powie.

— Finbarr
źródło

Widzimy prąd 66,2 mA w czerwonej diodzie LED, więc oznaczałoby to rozproszenie ~ 100 mW, co powinno być w porządku, myślę

— Jordan Lewallen,

Rezystancja bocznikowa amperomierza może wprowadzić wystarczającą dodatkową rezystancję, aby zredukować prąd do pozornie bezpiecznej wartości. Zamiast tego wystarczy zmierzyć napięcie na rezystorze 24,9 Ω i obliczyć z niego prąd.

— Tranzystor

@JordanLewallen Nie, nie jest, zapoznaj się z komentarzem w mojej odpowiedzi. 2,6 V przy 78 mA daje nieco ponad 200 mW, czyli znacznie więcej niż maksimum. Musisz pozostać w WSZYSTKICH maksymalnych specyfikacjach.

— Finbarr

Mądrze byłoby mieć dobre specyfikacje, marginesy, obniżanie parametrów otoczenia i specyfikacje stabilności. W tej chwili nie widzę żadnego, a ty przekraczasz Pd dla układu. Sugeruję, że skumulowany prąd nie może przekroczyć 50mA średniej dla tego układu. Epoksyd jest dobrym izolatorem termicznym. Są one również bardzo wrażliwe na czasy lutowania> 5 sekund (awaria lub zmarginalizowane) oraz na ESD> -5 V Możesz być znacznie lepiej z SMD RGB z obiektywem ze względu na lepszy radiator. W tej chwili twoim radiatorem jest chudy prowadzący katodę

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Lepiej byłoby, gdybyś miał doskonałe 5mm diody RBD skupione na twoim celu. Mogę przesłać Ci RGB 10 ~ 16Cd 30 stopni @ 20mA z niektórymi modami do twojej obudowy apertury. Ta część Bivar to ng Mam najlepsze 5 mm części w branży. Znacznie więcej niż ta część 45 stopni @ mniej prądu. i bardzo dokładne. następnie dodałbym detektor Panasonic Photo 5mm 5V, który mierzy intensywność skorygowaną przez CIE, aby skalibrować twoje wyniki.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Problemem wydaje się być odmiana RDS (on) dla używanego urządzenia. Arkusz danych dla BSS84 pokazuje, że znormalizowany RDS (on) wzrośnie, gdy FET się nagrzeje.

RDS (włączony) dla urządzenia może być dość wysoki (10 omów) w porównaniu do rezystora szeregowego.
Ponieważ w twoich komentarzach mówisz, że napięcie na 24,9 Ohm wynosi 1,946 V .... dodane do Vf diody LED pozostawia około 494 mV na FET (w zależności od tego, jak dokładne jest twoje zasilanie 5 V), więc nie jest to idealne urządzenie (RDS (włączone) wynosi około 6,3 oma) dla Twojej aplikacji.

— Jack Creasey
źródło