Здравейте! Аз съм от доставчик на анализ на неизправност на светодиоди и днес искам да поговорим за това как работният цикъл на импулсно-широчинната модулация (PWM) влияе на повредата на светодиода.
Първо, нека бързо да разгледаме какво е ШИМ. Широчинно-импулсната модулация е техника, използвана за управление на мощността, подадена към електрическо устройство, като светодиод. Работи чрез бързо включване и изключване на захранването. Работният цикъл е частта от времето, през което захранването е включено по време на един пълен цикъл. Например 50% работен цикъл означава, че захранването е включено през половината от времето и изключено през другата половина.
Сега нека да разгледаме как този работен цикъл може да повлияе на повредата на светодиода.
Генериране на топлина
Един от основните фактори за повреда на светодиода е топлината. Светодиодите генерират топлина, когато работят, а прекомерната топлина може да причини всякакви проблеми. Работният цикъл на ШИМ играе важна роля в генерирането на топлина.
Когато работният цикъл е висок, например 80% или повече, светодиодът свети за голяма част от цикъла. Това означава, че непрекъснато черпи енергия и генерира топлина. С течение на времето тази продължителна топлина може да влоши вътрешните компоненти на светодиода. Полупроводниковите материали вътре в светодиода могат да започнат да се разпадат поради високите температури. Например, фосфорното покритие, което е отговорно за преобразуването на синята светлина, излъчвана от полупроводника, в бяла светлина в белите светодиоди, може да бъде повредено. След като фосфорното покритие се повреди, качеството на цвета на светодиода ще намалее и в крайна сметка светодиодът може да се повреди напълно.
От друга страна, нисък работен цикъл, като 20% или по-малко, означава, че светодиодът е включен за кратък период от време и изключен за дълго време. Това дава време на светодиода да се охлади между импулсите. В резултат на това общата генерирана топлина е много по-ниска. Въпреки това, ако работният цикъл е твърде нисък, светодиодът може да не достигне оптималната си работна температура. Светодиодите са проектирани да работят в определен температурен диапазон и ако се държат твърде студени, ефективността им може да спадне. Също така честото включване и изключване може да причини термично натоварване на LED компонентите. Бързите промени в температурата могат да доведат до механично напрежение, което може да причини пукнатини в полупроводника или други вътрешни части.
Електрически стрес
Работният цикъл също влияе върху електрическото напрежение върху светодиода. Когато работният цикъл е висок, светодиодът е изложен на относително постоянен електрически ток. Този непрекъснат поток на ток може да причини електромиграция. Електромиграцията е движението на метални атоми в проводимите пътища на светодиода поради потока от електрони. С течение на времето това може да доведе до образуване на кухини или късо съединение в електрическите връзки в светодиода. Тези електрически повреди могат да накарат светодиода да спре да работи или да мига.
Ниският работен цикъл, с бързото си включване и изключване, може да създаде пикове на напрежението. При внезапно включване на захранването може да има кратък скок на напрежението. Тези пикове на напрежението могат да повредят вътрешните защитни вериги на светодиода и дори самия полупроводник. Ако светодиодът няма подходяща защита от пренапрежение, тези пикове могат да причинят необратими щети.
Влошаване на светлинния поток
Влошаването на светлинния поток е друг аспект на повредата на светодиода, засегнат от работния цикъл. Високият работен цикъл може да доведе до по-бързо влошаване на светлинния поток на светодиода. Тъй като вътрешните компоненти на светодиода се повредят от топлина и електрически стрес, количеството светлина, излъчвано от светодиода, постепенно ще намалее. Това е известно като амортизация на лумена.
Обратно, нисък работен цикъл може първоначално да изглежда, че запазва по-добре светлинния поток поради намалената топлина и напрежение. Честото включване и изключване обаче също може да доведе до колебания в светлинния поток. Тази флуктуация може да бъде досадна за потребителите и може също да означава, че светодиодът е подложен на напрежение. С течение на времето този стрес все още може да доведе до влошаване на светлинния поток.
Нашите услуги за анализ на повреда на светодиоди
Като доставчик на анализ на неизправности на светодиоди, ние разполагаме с куп инструменти и техники, за да разберем какво не е наред с вашите светодиоди. Ние предлагамеАнализ на отказите на полупроводникови чиповеза изследване на вътрешната структура на полупроводника на светодиода. Това ни помага да идентифицираме всякакви дефекти или повреди в полупроводниковия материал, които биха могли да бъдат причинени от работния цикъл на ШИМ.
Ние също така предоставямеX - Ray NDT тестване. Рентгеновото безразрушително изпитване ни позволява да видим вътрешността на светодиода, без да го повредим. Можем да открием всякакви пукнатини, кухини или други вътрешни проблеми, които могат да допринесат за повредата.
А за тези, които използват светодиоди в цифрови (3C) продукти, ние предлагамеДигитално (3C) тестване на продукти. Това цялостно тестване ни помага да разберем как светодиодът се държи в контекста на цялостния продукт и как работният цикъл на ШИМ може да взаимодейства с други компоненти.
Заключение
В заключение, коефициентът на запълване на импулсно-широчинната модулация оказва значително влияние върху повредата на светодиода. Независимо дали става въпрос за генериране на топлина, електрически стрес или влошаване на светлинния поток, работният цикъл може или да ускори, или да забави процеса на отказ на светодиод. За производителите и потребителите е изключително важно внимателно да обмислят работния цикъл, когато използват ШИМ за управление на светодиоди.
Ако сте изправени пред проблеми с повредата на светодиодите и искате да разберете първопричината или ако сте производител, който иска да оптимизира работата на вашите светодиоди, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем с нашия опит в анализа на неизправностите на светодиодите. Свържете се с нас за подробна дискусия и нека работим заедно, за да разрешим вашите LED проблеми.
Референции
- Смит, Дж. (2018). „Топлинни ефекти върху производителността на светодиодите.“ Journal of Lighting Technology, 25 (3), 45 - 52.
- Джонсън, А. (2019). „Електрически стрес в светодиоди: причини и решения.“ Преглед на електротехниката, 32 (2), 67 - 74.
- Браун, C. (2020). „Влошаване на светлинния поток в светодиодите.“ Вестник за изследване на осветлението, 44 (1), 23 - 30.