20.05.2018 г.
 
Главная
Главное меню
Главная
MaxHunter
MiniMax
MaxLight
Галерея
Тестирование
О проекте
Статьи
Технические хар-ки
База фонарей
Услуги
Поиск
Инструкции
Контакты
База LED
Краткие новости
Перодоление порога в 200 Лм/Ватт.
 
Корейская фирма Cree выпустила в продажу новый 20-тиваттный диод выдающий до 1500 Люмен. Диод имеет температуру от 2700 до 4000 К (теплый цвет).
 
Фирма Cree создала новый диод  с эффективностью 186 Лм/Вт
 
Счетчики

Визитов сегодня: 7
Визитов вчера: 9
Визитов за месяц: 82
Визитов всего: 56366
Max. за день: 389
Старниц за месяц: 1392
Страниц всего: 317771

Опросы
Вы охотитесь в ...

Вы охотитесь ...

Деградация светодиодов
31.03.2009 г.
Исследование параметров семейства светодиодов Cree Xlamp

Сергей Никифоров

Журнал Компоненты и технологии 2006 №11 (выдержка)

Деградация светодиодов.

 

Задача достоверной оценки параметров светодиодов для построения на их основе каких-либо устройств значительно усложняется из-за необходимости учитывать возникающую в процессе наработки деградацию параметров. Разработчики ответственных устройств на светодиодах уже не могут удовлетвориться общепринятой цифрой, которую указывают практически все производители светодиодов, говоря, что наработка составляет не менее 100 000 часов с потерей до 30% силы света или светового потока и которая не подтверждается никакими расчетами. Совершенно очевидно, что на практике никто не проверял, насколько достоверна эта величина — хотя бы потому, что для этого потребуется не менее 11 лет (к тому же, степень деградации большинства параметров существенно зависит от многих факторов при реализации всей технологической цепочки производства [5], а также условий и режимов эксплуатации [7]). Оценка изменения параметров с помощью методов ускоренной деградации при наработке в форсированном режиме не является корректной из-за включения в таких режимах иных физических механизмов работы полупроводниковой структуры, которые не влияют на поведение характеристик в штатных условиях использования.

Однако в последнее время, хотя и достаточно редко, производители светодиодов стали помещать в спецификации зависимости значений некоторых параметров от времени наработки, чтобы разработчики смогли учесть данные изменения при проектировании своих изделий. Наиболее доступно получение такой информации для крупных фирм, заинтересованных в качестве своей продукции и имеющих достаточные средства и возможности для проведения экспериментов. Публикует такие данные, основанные на результатах собственных исследований, и фирма Cree. Тем не менее, как показала практика использования светодиодов в различных устройствах, наблюдаются расхождения между заявленными и реальными характеристиками. Это требует проведения силами пользователя дополнительных исследований для установления истинных значений параметров [2, 4, 5].

Поскольку основной физической характеристикой излучения этих светодиодов является световой поток, и значение этого параметра взято за основу формирования критериев сортировки по «бинам» или «ранкам», начать разговор следует именно с него. Однако здесь стоит напомнить, что световой поток представляет собой многомерный параметр, который может зависеть от многих других характеристик [2, 5], и, таким образом, уже они, эти характеристики, будут в итоге значительно влиять, например, на отношение лм/Вт или координаты цветности (относительную цветовую температуру) излучения. Поэтому характеристики изменения светового потока удобнее рассматривать одновременно с динамикой поведения других, смежных параметров, таких как сила света (как показано на рис. 4, где приведены деградационные характеристики светового потока и осевой силы света светодиодов). 

Сначала остановимся на световом потоке, обозначенном на графике как Ф(Т). Полученные зависимости светового потока от времени наработки показывают различное поведение характеристики при разных начальных его значениях. Исследования проводились при рекомендуемом производителем токе 350 мA через кристалл и теплоотводе площадью более 100 cм2, что существенно больше требуемого. Таким образом температурный режим светодиода был однозначно соблюден. Как видно на рис. 4, большему значению светового потока (рис. 4б) (что соответствует большему отношению лм/Вт) свойственно большее падение его значения со временем. Однако и у светодиодов с эффективностью 30–33 лм/Вт (низшие «ранки») соответствия с данными Cree (рис. 4а) также не наблюдается. Показано, что окончание периода стабилизации параметров и переход значения светового потока через 100% к снижению по информации Cree наблюдается при 5000 часах наработки, в то время как у реальных образцов эта цифра колеблется от 800 до 2500 часов. Но самое важное, что после этого временного периода градиент деградации светового потока у реальных светодиодов не снижается, или в лучшем случае, несколько замедляется, достигнув уже неприемлемого значения для указанного времени наработки. Это означает, что уже приблизительно после месяца службы суммарный световой поток у светодиодов снизится на несколько процентов, а через полгода снижение может достичь 6–8%. Хотя диаграмма на рис. 4а говорит о другом. На первый взгляд, это не столь большие цифры, но если учесть рассуждения, приведенные ниже, то можно сделать вывод, что это отнюдь не утешительная статистика. 

Несмотря на то, что максимально достоверные результаты исследования деградации могут быть получены лишь при наработке в течение реального времени, столь продолжительную эксплуатацию (10–12 лет) реализовать затруднительно. Опыт исследований в этой сфере позволил разработать методики оценки параметров без проведения таких длительных наработок и операций искусственного старения. Здесь применимы зависимости, использующие физические основы работы полупроводниковой структуры, и расчеты и моделирование с использованием данных по наработке на отказ в течение относительно небольшого времени работы светодиодов. Наиболее полное представление о прогнозе поведения светового потока со временем наработки описываемых светодиодов может дать рис. 5. Данные характеристики были получены на основе измерений светового потока светодиодов в течение не менее 8000 часов наработки. В основу расчета легло известное соотношение (2) для деградации энергии излучения, связывающее несколько важных факторов, которые являются доминирующими в процессе деградации. Переход от выходной оптической мощности к световому потоку был осуществлен с использованием полученных данных об изменении спектрального распределения излучения со временем.

Рис. 5. Рассчитанные на основе полученных данных деградационные характеристики светового потока светодиодов Cree XLamp типа XL7090WHT различных ранков, отсортированных по значению светового потока. Прогноз составлен до 100 000 часов наработки

 

Выводы, сделанные мной:
Там где автор говорит с сожалением, иногда звучит для меня смешно. «К сожалению, тесты показали, что через полгода НЕПРЕРЫВНОЙ работы яркость упала на 6-8%».. Так дальше жить нельзя. :) Или «переход значения светового потока через 100% к снижению по информации Cree  …….. в то время как у реальных образцов эта цифра колеблется от 800 до 2500 часов» В переводе на понятный язык это означает что изначально все диоды светят больше заявленных люмен. И лишь после 800-2500 часов наработки она достигнет 100%, т.е. заявленной яркости, а потом начнет постепенно сползать.

Читая статью надо также учитывать то, что статья довольно (как для статьи о светодиодах) старая. За эти уже почти 3 года появились и R2-е и МС-Е и SSC P7. Да и существовавшие на тот момент бины обновились.

Оригинал статьи здесь: статья
Последнее обновление ( 31.03.2009 г. )
 
« Пред.   След. »