термическая защита LED

[eis]

Уважаемые коллеги, прошу высказать свое мнение по этому зверю!

У меня не очень большой опыт разработки устройств термостабилизации LED светильников, но первоначально интересует не физическое воплощение (если кто поделится способами, то пожалуйста), а цель.

К термостабилизации не отношу хорошо спроектированный радиатор, так как при изменении наружной температуры температура светодиодов тоже изменяется, не вижу здесь стабилизации (физическим процессом расширения металлов при увеличении температуры и увеличения охлаждаемой поверхности по этой причине принебрегаем).

Стабилизация заложена в алгоритм блока питания. При увеличении температуры по датчикам, или по падению напряжения (сам не проверял, но похоже работает) определяем нагрев LED и уменьшаем ток, следовательно, уменьшается световой поток от светодиодов - а это уже есть некоторая проблемка.
В проекте закладывали коэффициент запаса, но никто не рассчитывал, что в определенные моменты светильник сам будет уменьшать свой световой поток причем непредсказуемо на сколько... Как-то эта термостабилизация не совсем вяжется с требованиями освещенности...

Хочу предупредить объяснение, что это кратковременный режим. Один такой светильник у меня в лаборатории за час работы уменьшил световой поток на 35 %

[eu8]

Цель видимо одна-не спалить преждевременно светодиод.Потому как при повышении температуры повышается ток,проходящий через кристалл.А там до лавинного пробоя-рукой подать.
"Стабилизация заложена в алгоритм блока питания"
А по-подробнее можно?
Т.е. бп "видит" увеличение тока и сам "сбрасывает" до заметно ненагруженного режима? Или ток- константа, а диод нагревается и потому поток падает?

[camii dobrii]

У меня предложение обратиться к коллегам а именно:

Давно приняли решение охлаждать процессоры и именно там появились устройства для этого - радиаторы, куллеры, помпы, тепловые трубки.

Почему бы этот опыт не взять за основу?

Берем термодатчик, ставим на радиатор, вводим "следящее устройство" которое будет управлять вентилятором в зависимости от температуры...

При этом исключается снижение светового потока.

[Андрей81]

Сообщение от eis

Уважаемые коллеги, прошу высказать свое мнение по этому зверю!

У меня не очень большой опыт разработки устройств термостабилизации LED светильников, но первоначально интересует не физическое воплощение (если кто поделится способами, то пожалуйста), а цель.

К термостабилизации не отношу хорошо спроектированный радиатор, так как при изменении наружной температуры температура светодиодов тоже изменяется, не вижу здесь стабилизации (физическим процессом расширения металлов при увеличении температуры и увеличения охлаждаемой поверхности по этой причине принебрегаем).

Стабилизация заложена в алгоритм блока питания. При увеличении температуры по датчикам, или по падению напряжения (сам не проверял, но похоже работает) определяем нагрев LED и уменьшаем ток, следовательно, уменьшается световой поток от светодиодов - а это уже есть некоторая проблемка.
В проекте закладывали коэффициент запаса, но никто не рассчитывал, что в определенные моменты светильник сам будет уменьшать свой световой поток причем непредсказуемо на сколько... Как-то эта термостабилизация не совсем вяжется с требованиями освещенности...

Хочу предупредить объяснение, что это кратковременный режим. Один такой светильник у меня в лаборатории за час работы уменьшил световой поток на 35 %

Ставите на плату с диодами драйвер светодиодов от MAXIM-IC [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!] - у него отдельный вход для подключения термистора - TEMP-I на схеме - и забываете про проблемы.

[eu8]

А может проще всё-таки "нормальный" радиатор?

[Denis B.]

Как вариант использовать элементы Пельтье для охлаждения. Вопрос только в энергопотреблении этих элементов.

[eu8]

Сообщение от Denis B.

Как вариант использовать элементы Пельтье для охлаждения. Вопрос только в энергопотреблении этих элементов.

Для спец. применений как вариант, а для "общего случая" применения получим кпд как у лон.Да и пельтье тоже надо "дуть".

[eis]

Сообщение от Андрей81

Ставите на плату с диодами драйвер светодиодов от MAXIM-IC [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!] - у него отдельный вход для подключения термистора - TEMP-I на схеме - и забываете про проблемы.

А, что сделает этот драйвер, когда начнется нагрев платы?
Уменьшит ток через диоды, чтобы снизить нагрев?
Если так, то есть проблемка - это неопределенное снижение светового потока, которое изначально в нормы освещенности никто не закладывал.

[camii dobrii]

Пельтье кстати интересная штука, но дорогая, и требующая доп охлаждения.

[recolt]

Сама формулировка "термостабилизация" в данном случае ИМХО не уместна (это же не термошкаф). На мой взгляд надо говорить о защите от перегрева. Для этого надо определиться какую максимальную температуру девайса в штатном режиме можно себе позволить. Макимально допустимая Т кристалла у СД довольно высока - CREE например разрешает 150гр. - но при этом значении поток снижается на 35%. А вот при 75гр. снижение состовляет не более 15% - с этим ИМХО уже можно смириться, заложив в проект некоторую избыточность. Правда при таком нагреве увеличиться скорость деградации, и как следствие снижение ресурса.
Каким способом удержать температуру - зависит от желаний и возможностей практикующего философа. Можно использовать радиатор, можно оочень большой радиатор, можно к радиатору добавить принудительное охлаждение, если совсем денег много и КПД не важен - элемент Пельтье.
Задачей же термозащиты является ограничение тока СД и уменьшение его нагрева в случае, если не справляется сушествующая система охлаждения.
Всё выше перечисленное, конечно ИМХО

[Андрей81]

Сообщение от eis

А, что сделает этот драйвер, когда начнется нагрев платы?
Уменьшит ток через диоды, чтобы снизить нагрев?
Если так, то есть проблемка - это неопределенное снижение светового потока, которое изначально в нормы освещенности никто не закладывал.

Все очень просто.
Включаете первый свой макет изделия - через два часа определяете температуру на плате и в точке пайки. После этого подбираете значение термистора исходя из того, что температура, предположим 45градусов так что нужна, а если больше, например, плату светодиодную на производстве плохо к радиатору прижали, то термистор с увеличением температуры меняет свой номинал и уменьшает ток через диоды, а законится процесс регулирования когда температура на плате станет именно 45градусов. Удачи.

[eis]

Сообщение от recolt

Сама формулировка "термостабилизация" в данном случае ИМХО не уместна (это же не термошкаф).

Все же думаю, что речь именно о термостабилизации некторых светильников. Я в перовм сообщении пояснил, что речь не касается радиаторов. Разговор идет именно об системах регулирования тока через светодиод с целью поддержания его температуры в заданных пределах (точнее заданном макисмальном пределе).

Андрей81, спасибо за толковое разъяснение одного из способов регулирования. По этому способу только один вопрос. Если в светильнике 40 диодов в какой точке устанавливать датчик, ведь нагрев не равномерный?

Есть еще способ по оценке падения напряжения. Интересно насколько точен он в поддержании температуры.

Но главный вопрос Если идет серия светильников и каждый имеет некоторый разброс параметров (плохо прижались платы к радиатору в отдельных образцах), то подбор для каждого светильника своего термистора - ужас!!! Теперь к основному вопросу понятно, что будет спад светового потока, который зависит от множества факторов и, в конечном счете, насколько он предсказуем при такой системе ?

[Андрей81]

Сообщение от eis

Все же думаю, что речь именно о термостабилизации некторых светильников. Я в перовм сообщении пояснил, что речь не касается радиаторов. Разговор идет именно об системах регулирования тока через светодиод с целью поддержания его температуры в заданных пределах (точнее заданном макисмальном пределе).

Андрей81, спасибо за толковое разъяснение одного из способов регулирования. По этому способу только один вопрос. Если в светильнике 40 диодов в какой точке устанавливать датчик, ведь нагрев не равномерный?

Есть еще способ по оценке падения напряжения. Интересно насколько точен он в поддержании температуры.

Но главный вопрос Если идет серия светильников и каждый имеет некоторый разброс параметров (плохо прижались платы к радиатору в отдельных образцах), то подбор для каждого светильника своего термистора - ужас!!! Теперь к основному вопросу понятно, что будет спад светового потока, который зависит от множества факторов и, в конечном счете, насколько он предсказуем при такой системе ?

1) Идеала нет и никогда не будет, всегда есть компромиссы.
2) Есть статистика - на этапе разработки возьмите 10,20 или 100 плат и по измерениям в точке пайки и в точке максимальной близости к ней определитесь с температурой - разброс больше 5 градусов вряд ли вероятен.
3) Погрешности - разброс светового потока, изменение сопротивления термистора, погрешность схемы измерения драйвера и т.п. - думаю до 10% сходу будет.
4) Спад потока зависит много от чего - самые большие - это нагрев кристалла, кол-во кристаллов в корпусе, разброс в бинеровке, оптика вторичная и защитное стекло.

Кстати исходя из этих параметров я выбираю CREE

[recolt]

Сообщение от eis

Но главный вопрос Если идет серия светильников и каждый имеет некоторый разброс параметров (плохо прижались платы к радиатору в отдельных образцах), то подбор для каждого светильника своего термистора - ужас!!!

Если ипользовать плату на алюминии и термистор разметить на ней рядом со СД, то никакой подбор не нужен - будет контролироваться температура кластера.
Вообще проблема "плохой прижатости" платы к радиатору ИМХО несколько преувеличена, если использовать теплопроводную пасту (лучше отечественную КПТ-8)

[Андрей81]

Сообщение от recolt

Если ипользовать плату на алюминии и термистор разметить на ней рядом со СД, то никакой подбор не нужен - будет контролироваться температура кластера.
Вообще проблема "плохой прижатости" платы к радиатору ИМХО несколько преувеличена, если использовать теплопроводную пасту (лучше отечественную КПТ-8)

1) Серийное производство и термопаста - недоступимые вещи, ибо нанесение ее должно быть тончайшим слоем, иначе Вы получите еще большое тепловое сопротивление нежели просто прослойко воздуха А нанесение термоспасты - это человеческий фактор и проверить его толщину невозможно, потому монтажник с похмелья - и пипец... Второе - это долго - а время деньги. Потому использовать в серии только теплопроводные материалы
2) Я про плохой прижим - который не обеспечивает требуемую площадь соприкосновения не просто так говорил

[recolt]

Сообщение от Андрей81

1) Серийное производство и термопаста - недоступимые вещи, ибо нанесение ее должно быть тончайшим слоем, иначе Вы получите еще большое тепловое сопротивление нежели просто прослойко воздуха А нанесение термоспасты - это человеческий фактор и проверить его толщину невозможно, потому монтажник с похмелья - и пипец... Второе - это долго - а время деньги. Потому использовать в серии только теплопроводные материалы

А мировые брэнды (Mean Well например) этого то и не знают!Видимо сборшики у них не пьюшие.
А если серьёзно, то никаких проблем при нанесении нет - резиновый шпатель поможет нанести слой а при установке на радиатор плату надо немного "поелозить" из стороны в сторону.
Для справки: теплопроводность пасты КПТ8 на порядок лучше, чем у воздуха. Поэтому её и и применяют.
Если интересна тема охлаждения, можно почитать форум [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

[Андрей81]

Сообщение от recolt

А мировые брэнды (Mean Well например) этого то и не знают!Видимо сборшики у них не пьюшие.
А если серьёзно, то никаких проблем при нанесении нет - резиновый шпатель поможет нанести слой а при установке на радиатор плату надо немного "поелозить" из стороны в сторону.
Для справки: теплопроводность пасты КПТ8 на порядок лучше, чем у воздуха. Поэтому её и и применяют.
Если интересна тема охлаждения, можно почитать форум [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

1) Ручной труд всегда дорогой - именно поэтому и придуманны изолирующие материалы с минимальным тепловым сопротивлением.
2) Мировые бренды на серии всегда применяют эти материалы.
3) Юлозить туда-сюда - это не совсем тот термин, который применяется для оценки теплового сопротивления.
4) Толщина нанесения термопасты - является определяющим в тепловом сопротивлении - толстый слой, превышающий определенные значения - и сопротивление плата-радиатор станет выше чем воздух.
5) Форумы електроникса и телесистемы, мои родные - я немного электронщик и отработал много лет на серийных предприятиях выпускающих электронную технику, спасибо за совет.

[recolt]

Сообщение от Андрей81

1) Ручной труд всегда дорогой - именно поэтому и придуманны изолирующие материалы с минимальным тепловым сопротивлением.
2) Мировые бренды на серии всегда применяют эти материалы.
3) Юлозить туда-сюда - это не совсем тот термин, который применяется для оценки теплового сопротивления.
4) Толщина нанесения термопасты - является определяющим в тепловом сопротивлении - толстый слой, превышающий определенные значения - и сопротивление плата-радиатор станет выше чем воздух.
5) Форумы електроникса и телесистемы, мои родные - я немного электронщик и отработал много лет на серийных предприятиях выпускающих электронную технику, спасибо за совет.

1. Какие материалы Вы имеете в виду? Если по типу белорусского "Номакона" - то это полная фигня - пробывали. Слюда (если нужна изоляция) и КПТ8 фореве.
2. Мировые бренды применяют все материалы в комплексе, в том числе и теплопроводящие пасты.
3. "Елозить" туда-сюда как раз для равномерного распределения пасты
4. С пастой тепловое сопротивление всегда получиться меньше, даже при кривых руках монтажников.
5. Занимаюсь разработкой и производством импульсных источников питания.

[vm_1281]

задача термозащиты сохранить светодиоды, если что-то пошло не штатно.
если термозащита влияет на световой поток, значит светильник сконструирован неправильно.