Saadaksesi käytännön vastauksen kysymykseen tarvitaan vähintään yhden, mieluiten muutaman LEDin tuhoava testaus .

Laajasti:

LEDit tuhoutuvat ensisijaisesti kuumuuden vuoksi eikä niinkään virran vuoksi. LED: n sisäisestä rakenteesta ja sen lyhytaikaisesta lämpöhajotustehosta riippuen LED voisi ajatella selviytyvän 100x nimellisvirrastaan. Vastaavasti, jos terminen poisto risteyksestä ei ole tarpeeksi nopea, LED voi hyvinkin tuhoutua jopa 5x nimellisvirralla.

Ottaen huomioon kysymyksessä mainitun halutun pulssin keston, kokeilin seuraavaa:

Minulla on halpa nimettömän 20 mA: n punainen LED, joka sykkii 0,8 ampeeria 12 voltilla, pulssin kesto 5 mikrosekuntia , käyttöjakso 1/256 ( 0,39% ). Se ei ole räjäyttänyt viimeisten 15 minuutin aikana, itse asiassa johdot eivät ole edes havaittavasti lämpimiä. Se ei kuitenkaan ole kovin kirkkaasti valaistu - mikä saattaa johtua osittain kytkentäaaltomuotojen roikkumisesta. LED 10% jokaista 100%: n käyttövirran lisäystä kohti nimellisarvoa. Uskon, että tämä on liian konservatiivista, mutta minulla on ollut menestys jopa 30x nimellisvirralla "kameran salama" -tyyppisissä sovelluksissa, joissa käytetään valkoisia Piranha-ledejä.

Pitäisikö tätä nimellisarvojen ylitystä hyväksyttävänä tekniikka? Ei kaukaa.

Anindon mielenkiintoinen työ 20mA: n LEDeillä, jonka ymmärsin aina, voidaan ajaa liikaa lyhyille työjaksoille, vaikka en koskaan tiennyt kuinka paljon. Ajattelin, että ehkä 10: 1, 40: 1 saattaa työntää sitä!

Tämä ei kuitenkaan välttämättä siirry eteenpäin uusille korkean suorituskyvyn LEDeille, joita jo ajetaan kovemmin, huolellisella lämpösuunnittelulla.

Tällä HP: n suurteholla toimivalla LEDillä (yskä, Avago) on nimenomaiset "absoluuttiset maksimiarvot" pulssihuippuvirralle "2,4 A InGaN: lle, 1,5 A AlInGaP-diodille, vain noin 3,5x ja 2x nimellisvirta 700ma. Tämän laitteen tietolomakkeen sivulla 6 on mitä haluat: pulssi- ​​ja kestokaaviot eri käyttöjaksoille.

Lyhyt katsaus muihin suuritehoisiin LED-taulukkoihin osoitti yhden (350ma: n suunnitteluvirta) 1,2 "Absoluuttinen maksimiarvo", jossa on mielenkiintoinen ehto, että sen ei pitäisi saavuttaa tätä virtaa 60 sekunnin ajan kumulatiivisesti tuotteen koko käyttöiän ajan.

Joten se ilmeisesti vaihtelee huomattavasti eri merkkien ja mallien mukaan suuritehoinen LED.

Määrä, jonka LEDillä voidaan liikuttaa, riippuu suuresti suunnittelusta. Jokaisella LEDillä on maksimilämpötila, joka voidaan saavuttaa ennen vikaantumista jokaiselle mukana olevalle materiaalille .

Suurinta jatkuvaa virtaa rajoittaa yleensä kapselointi, diodia suojaava linssimateriaali. Tällainen vika joko sulaa tai muuttaa linssin läpinäkymättömäksi (yleensä keltaiseksi, sitten ruskeaksi). Suurinta jatkuvaa virtaa voidaan lisätä vähentämällä tuotettua lämpöä (lisäämällä tehokkuutta) tai tehokkaalla lämmönjohtavuudella. Näin tehdään suuritehoisia LED-valoja.

Suurin pulssivirta määräytyy yleensä virtaa kuljettavien materiaalien mukaan. Johtimien massa on niin pieni, että ne ylikuumenevat nopeasti ja epäonnistuvat katastrofaalisesti (ts. Amindo Goshin vastaus räjähtävällä LEDillä). Johtoreitti ylikuumentui ja epäonnistui, koska sillä ei ollut tarpeeksi massaa nykyisen nousun käsittelemiseksi. Vaikka ledillä on pieni lämmönkestävyys ja se pystyy käsittelemään suurta jatkuvaa virtaa, se ei ehkä kykene käsittelemään paljon enemmän kuin pulssivirrassa.

LED voidaan ajatella lämpökondensaattoriketjusta ja vastukset (vastukset sarjaan ohituskondensaattoreiden kanssa). Diodilla on pieni kapasitanssi, mutta myös alhainen lämpövastus. Se voi tyhjentää lämmön nopeasti, mutta se ei pysty käsittelemään ylijännitteitä. Kapseloinnilla on suuri kapasitanssi, mutta myös korkea lämpövastus. Se käsittelee ylijännitteitä, mutta ei pysty käsittelemään suurta jatkuvaa virtaa.

Myös LED-valojen käynnistymisaika. Tätä todennäköisesti rajoittaa ohjauspiirisi, ei LED. Olen perehtynyt vain CREE XLAMP -valoihin, joiden siirtymäaika on noin 10 nanosekuntia.

LED-spesifikaation Absolute Maximum Ratings -osassa on tavallista määrittää virta, joka on suurempi kuin laitteelle sallittu jatkuva käyttövirta. Jos ylität määritetyn maksimivirran jopa nanosekunnin kohdalla, kaikki vedot ovat valmistajan osalta pois käytöstä.

Käytännössä on melko todennäköistä, että vaikka Absoluuttinen maksimiluokitus määrittelee 500 mA: n, osan voi olla vain 1 A 10 us, kerran sekunnissa vuoden ajan vahingoittamatta mitään. Toisaalta on myös todennäköistä, että 1A: n asettaminen 10us osan läpi ei välttämättä tuota paljon enemmän valoa kuin mitä saataisiin, jos yksi laitettaisiin 500 mA: n läpi 10us: lle. Riippumatta siitä, kuinka paljon virtaa LEDiin käytetään, on olemassa raja sille, kuinka paljon valoa se tuottaa tarkoitetulla tavalla (ts. Muilla keinoin kuin liekkeihin nousemiseen). Koska mikä tahansa käyttämä teho, joka ei muutu valoksi, muuttuu lämmöksi, on kohta, jonka jälkeen lisääntynyt huippuvirta vaikuttaa haitallisesti osan käyttöikään paljon enemmän kuin syntyvän valon määrään. / p>

Voi olla, että jos teho ei ole suurempi kuin LED: n nimellisarvo, se voidaan laskea helposti, jos pulssin ja työjakson suhde ei ylitä 100%: n tehoa sanotulla 20 mA: n teholla, eli jos tapa valoon muuntamiseen käytetty voima on lineaarinen. Jos se ei ole lineaarinen, se olisi jonkinlainen käyrä ja käytä laskinta käyrän etsimiseen pisteelle, jossa se ylittää suunnitteluparametrit. Tietysti voi olla kohta, jossa lämpöä ei voida ottaa pois riittävän nopeasti ja se sitten häiritsee elektroni-fotoni-muunnosta. Siksi, jos jäähdytyselementti voitaisiin liittää fyysisesti suoremmin LEDin sisätilaan, se voisi olla helpommin (kuljettaa lämpöä) lämpö uppoaa tai jäähtyä aktiivisesti. tämä tekisi LEDistä vähemmän energiatehokkaan, mutta LEDiä voitaisiin sitten käyttää suuremmalla virralla erilaisiin sovelluksiin, kuten stroboskooppiseen, pulssimodulaatioon jne. Lisäksi LED: n aaltoalueen ulostulo on jonkin verran yksivärinen, mutta muuttaa sen aaltoaluetta lämpötilan kanssa, joten se voisi olla tapa virittää LED: n aaltoalue yksivärisovellussovelluksiin, jos valaistuksen muutos korjataan ja kalibroidaan. Silmä on todennäköisesti näennäisen kirkkauden olevan tehokkaampi tai vähemmän mitään tekemistä LED: n kvanttitehokkuuden kanssa, mutta enemmän tekemistä verkkokalvon kemian ja pupillin koon kvanttimuunnoksen ja näön pysyvyyden kanssa, ja siksi siellä pitäisi olla optimaalinen tehopulssimuunnos tälle silmävalolle.
Nykyisen vuorovaikutuksen tulisi joka tapauksessa muuttua epälineaariseksi ja tuhota LED. Ehkä jäähdytä LED-valoa kiertämällä jäähdytettyä öljyä sen ympärillä hopean tai kullan lämpönieluilla johdoissa tai upottamalla nestemäiseen typeen. Vaikuttaa siltä, ​​että hyvät elektronijohtimet ovat hyviä materiaaleja lämmön kuljettamiseen ja kulta on kemiallisesti vakaampaa kuin hopea, vaikkakin kallis.