Leds in Reihe Lichtleistungsverlust mit seltsamen Ergebnissen

Ich mache einen Lebenszyklustest für 7 LEDs, die mit einem Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschaltet sind. (Bild als Referenz)

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Ich messe die Lichtleistung (mW) mit Thorlabs Fotowiderstand für jede LED. Led's treibt von konstanter Spannungsversorgung. Nach ~ 6 Monaten sehe ich seltsame Ergebnisse: Während die Lichtleistung von 2 LEDs abnahm (~ 5 %), stieg die Lichtleistung der anderen LED um ~ 4-7 %. Ich habe das Datenblatt nicht, da dies ein kundenspezifisches Modul ist (aber ich weiß sicher, dass sie einen Strombegrenzungswiderstand haben und die LEDs in Reihe geschaltet sind).

Bitte helfen Sie mit, diese seltsamen Ergebnisse zu erklären und zu verstehen. Schätzen technische, intuitive und physikalische Erklärungen.

Danke!

Wenn sich die Dimmer-LEDs verschlechtern und ihre Klemmenspannung gesenkt wird, würde der Stapel mehr Strom aufnehmen, wodurch die Helligkeit der sich nicht verschlechternden LEDs erhöht wird.
@Andyaka Sie sagen, die Durchlassspannung (einiger LEDs) wird gesenkt, daher wurde der Gesamtstrom erhöht. Aber der Strom sollte für alle 7 LEDs (nach dem Ohmschen Gesetz) nach höherer Helligkeit (mehr Strom, mehr Fluss) gleich sein. ich glaub ich vermisse was..
Stimmt nicht - der Strom durch die LEDs wird durch alle Durchlassspannungsabfälle der LEDs, den Strombegrenzungswiderstand und die angelegte DC-Versorgungsspannung bestimmt. Was ist die Schwierigkeit, die Sie hier haben?
@Andyaka Nehmen wir ein Beispiel. Ich habe 2 LEDs in Reihe mit 9-V-Batterie und 2-V-Durchlassspannung. Nehmen wir an, laut Datenblatt mit 2 V Durchlassspannung sollte der LED-Strom 20 mA betragen. Der Widerstand wäre also R = (9-2 * 2) / 0,02 = 250 Ohm. Aus irgendeinem Grund verschlechterte sich die erste LED-Durchlassspannung auf 1,5 V, daher sollte der Strom mit einem 250-Ohm-Widerstand I = (9-2-1,5) / 250 = 22 mA betragen. Wenn der Gesamtstrom erhöht wird, verschlechtert sich die Helligkeit für LEDs mit 1,5 V Durchlassspannung (größerer Strom = mehr Fluss).
Aus irgendeinem Grund (der nur der sich verschlechternden LED bekannt ist) entwickelt es trotz mehr Strom eine niedrigere Durchlassspannung und verringert seine Helligkeit. Wenn die LED langsam stirbt, wer kann dann sagen, warum sie das tut? Vielleicht senkt eine Form von erhöhtem Leckwiderstand um die LED gleichzeitig ihre Durchlassspannung und leitet Strom vom Silizium weg, das Licht erzeugt? Es ist nur Spekulation - Sie können aus den Informationen in Ihrer Frage keinen endgültigen Grund erwarten.
@Andyaka Die Antwort ist isoliert gut genug, aber wahrscheinlich passiert noch mehr - siehe meine Antwort.
Pavel - Antworten sehr schnell zu akzeptieren ist oft keine gute Idee - selbst wenn Sie DENKEN, dass sie Ihre Frage gerne beantworten würden. Es kann viel aufschlussreicher sein, einer Reihe von Personen Zeit zu lassen, um sich an der Diskussion zu beteiligen. Manche Leute sind viel weniger geneigt, Fragen zu beantworten, die bereits "akzeptiert" wurden. {Das ergibt für mich nicht viel Sinn, aber genau das passiert]}

Antworten (2)

Relevant: Ich habe persönlich eine große Anzahl von LED-Testjahren durchgeführt, wobei ich zahlreiche LED-Ketten in Reihe über viele Monate betrieben und die Änderung der Lichtleistung im Laufe der Zeit überwacht habe.

Es ist üblich, dass die Lichtleistung von LEDs in den frühen Stadien ihrer Lebensdauer in einigen Fällen zunimmt. Was Sie sehen, ist völlig übliches Verhalten.

Lichtleistung und Vf (LED-Durchlassspannung ist hier möglicherweise nicht gut korreliert)

Während Andys Erklärung über die Änderung von Vf mit dem Alter zutreffen KÖNNTE und sogar der vorherrschende Effekt sein könnte , den Sie sehen, würde ich erwarten, dass die Variation der Helligkeit mit dem Alter das Gesehene erklären würde.

Alterungsrelevante Faktoren sind:

  • Ob die LEDs nominell alle gleich sind oder sich in Charge, Modell oder Hersteller unterscheiden.

  • Unabhängig davon, ob die LEDs in der Nähe oder über oder deutlich über oder deutlich unter ihren Strom- und Leistungswerten betrieben werden

  • Bei welcher Temperatur sie betrieben werden, ob sie Kühlkörper sind und ob sie alle gleiche Kühl- und Umgebungsbedingungen erfahren.

  • Mehr ...

Wenn sie alle gleich sind und auf die gleiche Weise behandelt werden, ist es weniger üblich, signifikante Unterschiede beim Altern zu sehen, ABER was Sie sehen, liegt im Bereich des Normalen.

Wenn es sich um unterschiedliche Produkte oder Chargen handelt oder wenn einige stärker der Kühlung ausgesetzt sind oder sich auf einem Kühlkörper mit einem Temperaturgradienten befinden, sind Unterschiede zu erwarten.

In meinen Tests habe ich eine einfache Konstantstromversorgung pro String verwendet (mit einem LM317 und einem Widerstand). Das ist einfach, nicht sehr teuer und beseitigt die Art von Unsicherheit, die Sie jetzt haben. Alle LEDs waren nominell identisch. Ich hatte auch eine Referenz-LED in der Kette, die während des normalen Betriebs kurzgeschlossen war und während des Tests betrieben werden durfte. Da die Kette mit konstantem Strom betrieben wurde, hatte das Hinzufügen oder Entfernen der Referenz-LED keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen LEDs, ergab jedoch eine Plausibilitätsprüfung der Stromkonstanz, der Instrumentierung und der Messvariationen und Messtechniken.

Wiederholbare Messungen zwischen LEDs und zwischen Abtastperioden zu erhalten, erfordert eine sorgfältige Konstruktion und einen sorgfältigen Betrieb. Ich habe einen Abtastkegel hergestellt, der sehr wiederholt über jeder LED sitzt, die dauerhaft an einem Belichtungsmesserkopf befestigt ist. Die Referenz-LED bot eine Überprüfungsmethode usw.
Das Einführen der LED in eine Mittelungskugel würde funktionieren, wenn Sie eine solche haben.

Die Lebensdauer hängt unabhängig von Strom und Temperatur ab. Während die beiden thermisch über Strom- und Wärmeableitung und ... zusammenhängen, altern LEDs bei gleicher Temperatur und unterschiedlichem Strom unterschiedlich. LEDs altern bei gleichem Strom und unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich. Philips hat einige gute Materialien zu dieser Sunder-Lumen-Wartung.

Einige echte LEDs bis zu 300 Stunden: Dies gilt für 60 mA-Nenn-LEDs, die mit 40 mA betrieben werden. Sehen halbwegs vernünftig aus.

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Hoppla!
Dieselben LEDs laufen mit 60 mA. Das Ergebnis war bei 40 mA ähnlich, aber langsamer. Rote Linie ist ~= Behauptung des Herstellers.
Absoluter Quatsch.

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In meinem speziellen Fall kann ich sie nur mit 24 V DC betreiben (laut Hersteller). Ich muss sagen, dass die Zunahme und Abnahme der Lichtleistung alle 3 Stunden für ~ 6 Monate mit 100%iger Wiederholbarkeit unter Laborbedingungen erfasst wurden. Wenn ich 7 LEDs zeichne, sehe ich, dass die Hälfte von ihnen mit linearem Verhalten zunimmt und die andere Hälfte abnimmt.
@PavelGolubev Ich kann es mir nicht leisten, Zeit damit zu verbringen, wenn Sie zu diesem Zeitpunkt nur eine kleine Menge Informationen herausholen. Ich habe oben eine Reihe von Fragen gestellt oder angedeutet. Ich kenne LED-Modelle, Leistungsstufen, Nähe zu Nennwerten, Kühlung, Temperaturunterschiede über die Probe, was sie tut usw. nicht. Ich weiß nicht, wie die LEDs angeordnet sind und ob die verblassenden möglicherweise bevorzugt gekühlt werden. Du sagtest 2/7. Jetzt ist es 3,5/7 (halb) und davor 3/7. Wir brauchen entweder ein viel besseres Bild oder Sie haben die Hilfe, die ich Ihnen geben kann. (Ich habe viele fiktive Haare über LEDs in China verloren über einige ....
... Jahre. Wenn Sie etwas von dem Haarreißen profitieren möchten, müssen Sie den Prozess mit Informationen unterstützen. | 7 LEDs - sind sie weiß, rot oder Octarime? | 24V - woher und warum sagen sie? Wenn es nicht für eine Laborversorgung ausgelegt ist, was wird das WIRKLICHE Ergebnis sein? Wenn sagen wir 3V/LED = 21V Headroom = 3V. Wenn 3,1 V/LED Headroom = 2,3 V. 3,2 V = 1,6 V. 3,3 V = 0,9 V Headroom. | Wenn dies einen Widerstand in Reihe verwendet, ist es immens empfindlich gegenüber V-Änderungen. Wenn LEDs in der Nähe von Vmax betrieben werden, variiert der Vf pro LED und die Leistung variiert (nicht stark). | Das sieht lösbar aus , ABER nur, wenn wir wissen, was DAS ist.
Ich schätze Ihre Zeit. Ich weiß nicht, was das Modell / der Hersteller für jede LED ist, da sie von einem anderen Hersteller verpackt werden, der den LED-Hersteller nicht preisgeben möchte. Die einzige Information, die ich kenne, ist, dass die LED mit dem Widerstand in Reihe geschaltet ist. Ich treibe sie mit PWM 90% 24V an, das Ergebnis ist, dass 2 von ihnen auf 95 ~ abfallen und 3 von ihnen auf ~ 105 steigen. Meine Frage war sehr spezifisch, nehmen wir an, 100% wiederholbare Messung, gleiche Umgebungstemperatur, gleiche Luftfeuchtigkeit, gleicher Kühlkörper usw. ... Wie kann ich die Erhöhung der Lichtleistung über 100 % mit linearem Verhalten erklären? Vielen Dank für Ihre Zeit.
Leds sind kaltweiß.
@PavelGolubev (1) Wie empfohlen - in Ermangelung ausreichender Informationen von Ihnen - können die von Ihnen angezeigten Variationen völlig normal sein - sehen Sie sich meine Diagramme an, in denen zunächst eine gewisse LED-Leistung ansteigt. Dies ist ein bekanntes Verhalten. (2) Ich weiß, dass mein selbstbewusster Ansatz wahrscheinlich nervig ist – ich möchte nicht unhöflich sein (oder unhöflicher als nötig :-) ), ABER selbst dieser Ansatz und spezifische Fragen erhalten immer noch nicht die Informationen, die verfügbar sind und für einen Versuch benötigt werden eine gute lösung aus der halben welt. Du könntest dir selbst mehr helfen, als du tust. ....
Sie haben VIEL mehr Informationen, als uns gesagt wurde. Ich weiß nicht, was davon, wenn überhaupt, nützlich ist. Sie sagten 7 LEDs. Jetzt klingt es wie 5 (oder 7 mit 2 heller, 3 dunkler, 2 keine Änderung?). Ich habe zweimal nachgefragt, weiß aber immer noch nicht, ob die gleichen 2 Positionen und 3 Positionen im Modul jeweils dunkler und heller werden. Ich weiß nichts über Wärmeableitung und Kühlung und was sie umhüllt sind (was einen Unterschied in der Wärmeverteilung machen kann) oder bei welcher Temperatur sie laufen (was wesentlich sein kann) und Leistungsstufen und mit welchem ​​​​Prozentsatz der Nennleistung sie laufen oder welche Strömung. ....
.... Sie sagen jetzt, Sie verwenden 95% PWM, haben es aber vorher nicht erwähnt. Sie sagen, Sie MÜSSEN 24 V verwenden, aber PWM + 24 V ist nicht 24 V. MUSS man PWM und 95% verwenden und wer sagt das und warum? Die Verwendung von PWM ohne Glättung bedeutet, dass LEDs mit potenziell erheblich höherer Leistung betrieben werden, als wenn sie geglättet wären, oder? | Wenn der Lieferant Marken usw. nicht offenlegt, würde ich woanders hingehen, wenn ich die Kontrolle hätte. Wenn ich keine Kontrolle hätte, würde ich dies in meinem Bericht an die Leute vermerken, die sich darum kümmern (sollen). Wenn dies militärisch oder anderweitig eingeschränkt ist, müssen Sie möglicherweise akzeptieren, was Sie bekommen. Ansonsten .... .
FWIW: Die prozentualen Änderungen, die Sie in 6 Monaten sehen, deuten darauf hin, dass die LEDs auf dem Niveau, auf dem sie betrieben werden, von angemessener Qualität sind - was auch immer es ist. Ob gut genug für Ihre Anwendung, kann ich natürlich nicht sagen. Wenn ich wüsste, was Sie wissen, und „hands on“ sehen könnte, worum es geht, könnte ich Ihnen sehr wahrscheinlich sagen, was passiert. So wie es ist, gibt es ein Internet dazwischen und ich und ich kann nicht mehr tun, um es zu überwinden. Du kannst.

Aus irgendeinem Grund (der nur der sich verschlechternden LED bekannt ist) entwickelt es trotz mehr Strom eine niedrigere Durchlassspannung und verringert seine Helligkeit. Wenn die LED langsam stirbt, wer kann dann sagen, warum sie das tut? Vielleicht senkt eine Form von erhöhtem Leckwiderstand um die LED gleichzeitig ihre Durchlassspannung und leitet Strom vom Silizium weg, das Licht erzeugt? Es ist nur Spekulation - Sie können aus den Informationen in Ihrer Frage keinen endgültigen Grund erwarten.

Leds in Reihe Lichtleistungsverlust mit seltsamen Ergebnissen
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