ФОРУМ «СВЕТОДИОДЫ И СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ»

Вот возник такой вопросец.
У KPXX-080-1 рабочий ток 350ма. А если в него закачать 700ма, и при этом обеспечить хороший теплоотвод, как он отреагирует? На сколько повысится яркость?
Я так понимаю, что основное препятствие для большого тока, это перегрев кристалла и как следствие его деградация.

ЦитироватьЯ так понимаю, что основное препятствие для большого тока, это перегрев кристалла и как следствие его деградация.

Это как раз наименьшее из препятствий, и критерии этого препятствия рассеиваемая мощность и тепловое сопротивление кристалл – теплоотвод. Это препятствие достаточно легко обходится.  Основным препятствием для повышения тока выше максимального является угроза быстрой деградацией, т.к. сам кристалл не рассчитан на протекание через него бОльшего тока и начнет разрушаться.

Вы можете смело включать KPXX-080-1 на 700мА - при должном теплоотводе перегрева не будет, корпус светодиода рассеивает до 5 Вт. При этом световой поток увеличится на 60-80%. Как справедливо заметил MoiseevIN, сократится срок службы, но при этом он будет не меньше, чем у других 3-ваттных конкуренетов...
Более того, почти все 3-ваттные светодиоды, представленные на российском рынке, есть ни что иное, как разогнанные одноваттные светодиоды. В лучшем случае, производитель просто отсортировывает наиболее яркие из одноваттных светодиодов.
Пошли дальше.
Нашу фабрику буквально атакуют китайские компании с просьбой поставить светодиоды типа «люксеон» за минимальные деньги. Есть спрос – есть предложение. Таким потребителям устанвливаются 120мА чипы в требуемые корпуса. Далее на российском рынке появляются 3-ваттные светодиодные фонарики со сроком непрерывной работы несколько часов... 
Вывод – цена светодиода никак не зависит от его яркости. Цену определяет только срок службы или, к сожалению, объем рекламы... Самые разогнанные светодиоды на рынке фактически и по объему вложений в рекламу – это Cree и еще более Seoul Semiconductor. То же можно сказать и про китайских поставщиков 3-го эшелона.
   

Спасибо Alex, Вы в принципе подтвердили мои догадки. Я конечно не сбрасываю со счетов, что деградация наступает и из-за большого тока через кристалл. Но значит критичней всего теплоотвод. Тогда вдогонку еще вопрос по платам на алюминии..
Звездочки, на которые ставятся СД имеют в принципе неплохую теплопередачу. Но там я так полагаю между алюминием и площадкой на который ставится СД, находится специальный слой с улучшенными теплопроводными свойствами. Это я говорю по СД Edison-star. Под микроскопом этот слой выглядит как какой-то полимерный компаунд.
Но мне попадались СД, ЖУТКО китайского пр-ва, так вот у них в качестве этого слоя стеклоткань, и соответственно теплопроводность прямо скажем не ахти. Теперь собственно сам вопрос... Что применяется в России? Такой вот компаунд, или стеклоткань? И можете ли Вы посоветовать фирму, которая делает заведомо хорошие алюминиевые ПП, пригодные для охлаждения СД. Естественно, Российскую...

Нет, теплоотвод является необходимым, но отнюдь не достаточным условием для длительной работы светодиода. Размер кристалла (плотность тока, а не только температура), технология и качество его формирования – наиболее  важные факторы, влияющие на срок жизни светодиода.

Мы оснащаем мощные светодиоды GaN кристаллами, выполненными по новому техпроцессу "Hybrid PPDTM process", являющимся комбинацией обычного MOCVD процесса и PPDTM (plasma assisted physical deposition).
Новый техпроцесс позволяет выращивать светодиодные структуры высочайшего качества, с минимальным уровнем деградации, который недостижим с использованием обычной МОС-гидридной эпитаксии.

Проэкспериментировал с 10-мм нонаме диодами. Подключил два последовательно к 9В батареке типа "Крона". Светили они зачетно. Померял ток - 120 мА и ужаснулся. Поставил резистор, довел ток до 20 мА, яркость конечно существенно снизилась. А если их запитать на 120 мА  импульсным током, каков у них будет срок службы?

На одном сайте http://www.led-shop.ru/main/led_cat/LED/LED10mm?id=93 видел в характеристиках диода
Максимальный постоянный прямой ток - 20 mA
Максимальный прямой ток, tw=1msec, Q=1/20 - 150mA

я так понимаю что при 1000 Гц можно 150 мА подавать. Не знаю что означает Q.

Трудно сказать насколько, но срок службы сократится. Все зависит от типа кристалла и его размера. Хотя тепловыделение не изменится, увеличится плотность тока – в связи с чем могут ускориться некоторые деструктивные процессы (например, электромиграция). Кроме того  снизится эффективность, т.к. люмен-амперная характеристика нелинейна и светодиод будет работать в режиме насыщения.

Q=1/20 это скважность. Т.е. светодиод горит 1/20 часть времени. Если таки разгонять светодиод, то лучше простым повышением постоянного тока. Но даже качественные светодиоды при разгоне с 20 до 50 мА отработают не более 10000 часов.   

Читал про лазерные диоды "Чтобы лазер еще еффективней светил не теряя ресурса, можно запитать его пилообразным или прямоугольным сигналом с частотой около 500 Гц." В частности лазерные диоды из СДромов при запитке постояным током номинальной силы быстро сдыхают.

Цитата: Alex от 17 ноября 2009, 04:02
... Хотя тепловыделение не изменится....  

При импульсном питании тепловыделение увеличивается. То-есть при равном (с постоянным током) среднем токе и, соответственно, равной яркости в импульсном режиме количество тепла увеличивается. И чем выше скважность - тем больше дополнительный нагрев.
Закон Ома, однако
Это относится не только к светодиодам, но и (в большей мере) к обычным резисторам. Например, рассмотрим два случая: постоянный ток через резистор 1 ампер и импульсный через него же со средней величиной 1 ампер и скважностью 10. Разница выделяемой мощности в этих случаях составит 10 раз. Хотя средний ток во втором случае равен постоянному в первом. Об этом как-то нередко забывают даже инженеры-электронщики.

Цитата: Hiperpotam от 20 декабря 2009, 02:01
При импульсном питании тепловыделение увеличивается. То-есть при равном (с постоянным током) среднем токе и, соответственно, равной яркости в импульсном режиме количество тепла увеличивается. И чем выше скважность - тем больше дополнительный нагрев.

Совершенно верно. Однако диоды не резисторы, при увеличении тока в 2 раза падение напяжения отрастет процентов на 10. Максимальное значение импульсного тока по спецификациям составляет обычно не более 1,5-кратного значения максимального прямого тока. Поэтому на практике увеличением тепловыделения можно пренебречь, тем более что импульсное питание, в основном, используется для диммирования - снижения яркости светодиодов, соответственно снижения выделяемого тепла.

Из вашего диалога делаю вывод: ШИМ нужен только для уменьшения габаритов, температурной нагрузки источников питания? Для случая неизменяемой яркости свечения.

И повышения КПД источника питания.
Кстати, несмотря на ШИМ, непосредственно светодиод всё равно обычно питается через диод со сглаживающим конденсатором в параллель светодиоду. В этом случае КПД схемы при равной яркости выше, несмотря на дополнительные, казалось бы, потери мощности на выпрямляющем диоде. Точнее, это будет так в том случае, если динамическое сопротивление выпрямляющего диода ниже, чем динамическое сопротивление светодиода.