Mengapa kecerahan LED merah saya perlahan menurun?

Saya memiliki LED RGB untuk deteksi foto dalam desain saya dengan setiap warna dikontrol oleh MOSFET untuk mengelola intensitas cahaya dari setiap warna. LED hijau dan biru berfungsi dengan baik, tetapi LED merah saya perlahan-lahan menghilang seiring waktu. Saya mengukur tegangan maju (Vf) menjadi 2.6V pada LED merah di awal, tetapi turun menjadi ~ 2.56V selama beberapa menit berikutnya (dalam spesifikasi).

Ini skema saya. Di sebelah kiri adalah LED tricolour saya dan set-up MOSFET dan kanan adalah expander PWM, dikendalikan oleh I2C:

PCB:

Berikut adalah spesifikasi untuk LED tricolor saya (saya melingkari yang benar):

Ketika saya mengukur intensitas cahaya yang berasal dari LED seiring waktu, saya dapat melihat intensitas merah turun sementara hijau dan biru tetap stabil. Dapatkah sambungan solder mempengaruhi LED? Saya tidak akan berpikir dua kali tentang ini, tetapi saya memiliki LED RGB tambahan jadi saya menghapus salah satu yang lama (mati) dan menghubungkan LED dengan kabel, bukannya menyolder ke papan. Saya memiliki LED menyala 'merah' dan intensitasnya tidak turun.

Ini telah terjadi pada 4 LED sekarang ...

— Jordan Lewallen
sumber

Saya kira itu suhunya. Frekuensi dan siklus tugas apa yang Anda gunakan? Saya akan menggunakan induktor untuk membuat arus lebih atau kurang konstan daripada berkedip dengan frekuensi tinggi. Mungkin saja Anda mengalami beberapa fenomena terkait dengan tepi gelombang persegi ...

— Gregory Kornblum

Bisakah Anda mengukur V (Rs) untuk masing-masing pada 100% untuk mengukur arus? Berapa panas yang dihamburkan oleh desain? Vf of Red mungkin terlalu panas untuk disentuh dan dijatuhkan Vf oleh Schockley Effect dan kehilangan kemanjuran karena panas.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@GregoryKornblum Saya memiliki frekuensi PWM saya ditetapkan pada 1600Hz, itu adalah frekuensi yang perpustakaan PWM Adafruit datang dengan (menyalakan PWM oleh arduino). Adakah yang bisa saya baca dengan ujung-ujung gelombang persegi yang memengaruhi kinerja? Saya penasaran. Saya tidak begitu mengerti bagaimana mengaitkannya dengan kabel alih-alih kontak solder juga tidak membunuh LED .. hmm

— Jordan Lewallen

Seberapa panas untuk disentuh? dan di mana data sebelum / sesudah dan mengapa saya harus bertanya dua kali? Anda memiliki masalah termal dan kami membutuhkan data yang lebih baik untuk membantu Anda memahami, memperbaikinya .. Foto, temp, V, I

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Masalah desain serius dengan aplikasi ini .... Saya dapat memperbaiki jika Anda memiliki spesifikasi.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Jawaban:

Hanya karena tegangan maju dalam spesifikasi itu tidak secara otomatis berarti arus maju juga. 2.6V melintasi LED meninggalkan 2.4V melintasi resistor / MOSFET yang dapat berarti 96mA melalui LED dan karenanya 250mW menghilang, yang jauh di atas batas absolut maksimum 150mW.

Saya pikir Anda membunuh LED merah Anda.

Tegangan maju dalam datasheet hanya memberikan nilai yang Anda harapkan untuk melihat ketika melewati arus yang diberikan melaluinya, saya kira ini adalah 50mA yang diberikan di header kolom tetapi akan mengatakan di suatu tempat.

— Finbarr
sumber

Kami melihat arus 66,2 mA ke dalam LED merah, jadi ini berarti ~ 100mW hilang, yang menurut saya akan baik-baik saja

— Jordan Lewallen

Resistansi ammeter shunt dapat memperkenalkan resistensi lebih lanjut yang cukup untuk mengurangi arus ke nilai yang tampaknya aman. Sebagai gantinya, hanya mengukur tegangan melintasi resistor 24,9 and dan menghitung arus dari itu.

— Transistor

@JordanLewallen Tidak, lihat komentar di jawaban saya. 2.6V pada 78mA memberikan lebih dari 200mW, jauh di atas maksimum. Anda harus tetap dalam SEMUA spesifikasi maksimum.

— Finbarr

Anda sebaiknya memiliki spesifikasi, margin, spesifikasi derivasi dan stabilitas yang baik. Saat ini saya tidak melihat apa pun dan Anda melebihi Pd untuk chip tersebut. Saya menyarankan arus kumulatif tidak dapat melebihi rata-rata 50mA untuk chip ini. Epoxy adalah insulator termal yang baik. Ini juga sangat sensitif terhadap durasi solder> 5 detik (gagal atau terpinggirkan) dan untuk ESD> -5V Anda mungkin jauh lebih baik dengan SMD RGB dengan lensa karena heatsink yang lebih baik. Saat ini heatsink Anda adalah pimpinan Cathode kurus

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Anda bahkan akan lebih baik dengan LED RBD 5mm yang luar biasa yang berfokus pada target Anda. Saya dapat mengirimkan Anda RGB 10 ~ 16Cd 30 deg @ 20mA dengan beberapa mod ke housing aperture Anda. Bagian Bivar ini adalah saya memiliki bagian 5mm terbaik di industri. Jauh lebih dari ini 45 deg bagian @ kurang saat ini. dan sangat akurat. maka saya akan menambahkan detektor Panasonic Photo 5mm 5V yang mengukur intensitas terkoreksi CIE untuk mengkalibrasi hasil Anda.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Masalah Anda tampaknya adalah variasi dalam RDS (aktif) untuk perangkat yang Anda gunakan. Datasheet untuk BSS84 menunjukkan bahwa RDS yang dinormalisasi (aktif) akan meningkat ketika FET menjadi lebih hangat.

RDS (aktif) untuk perangkat mungkin cukup tinggi (10 Ohm) dibandingkan dengan resistor seri Anda.
Karena dalam komentar Anda, Anda mengatakan voltase melintasi 24,9 Ohm adalah 1,946 V .... ditambahkan ke Vf LED ini menyisakan sekitar 494 mV di seluruh FET (tergantung seberapa akurat pasokan 5 V Anda), jadi itu bukan yang ideal perangkat (RDS (aktif) adalah sekitar 6,3 Ohm) untuk aplikasi Anda.

— Jack Creasey
sumber