Hallo, normale Si-Dioden haben einen typischen Temperaturkoeffizierten von -1.7mV/K. Dies nutze ich gerne bei Leistungsdioden, um die Temperatur der Sperrschicht abzuschätzen. Ich schicke einen konstanten Strom (ca. 1/2 Nennstrom) durch die Diode und messe die Spannung an den Klemmen. Ich merke mir den Spannungswert unmittelbar nach dem Einschalten vom Strom und beobachte dann die Änderung der Klemmenspannung. Dies läßt einen guten Rückschluss auf die Temperatur in der Sperrschicht zu. Solange der Strom wirklich konstant ist, klappt das gut. Mit diesem Verfahren teste ich, ob die Anbindung der Dioden an den Kühlkörper ok ist. Das klappt auch sehr gut mit MOSFETs (Bodydiode) und IGBT-Modulen. So hab ich schon einige mangelhaft montierte Leistungsmodule ausfindig machen können (fehlerhafter Auftrag der Wärmeleitpaste). Nun möchte ich dieses Verfahren auf Power-LEDs ausweiten. Da kenne ich aber nicht die zugrundelegende Halbleiter-Physik. Bestehen LEDs komplett aus anderen Halbleitermaterialien? Welche Auswirkung hat das auf UT und den Temperaturkoeffizienten der Flussspannung?
Bernie B. schrieb: > Bestehen LEDs komplett > aus anderen Halbleitermaterialien? Ja. > Welche Auswirkung hat das auf UT und > den Temperaturkoeffizienten der Flussspannung? Wird von den Herstellern seltenst angegeben. Du wirst also selbst messen müssen, oder mit den Fehlern leben.
Bernie B. schrieb: > normale Si-Dioden haben einen typischen Temperaturkoeffizierten von > -1.7mV/K. -2.5mV/K glaube ich, aber für eine Abschätzung reicht das. > Bestehen LEDs komplett aus anderen Halbleitermaterialien? Ja. Eine lange Liste ist in der Wikipedia. Jedenfalls kein Si. > Welche Auswirkung hat das auf UT und den Temperaturkoeffizienten der Flussspannung? Ich würde die einfach mal ausmessen. LED mit einem Thermometer in den Ofen, geringer Strom durch und Spannung messen.
@ Bernie Beer (berbeer) >Sperrschicht abzuschätzen. Ich schicke einen konstanten Strom (ca. 1/2 >Nennstrom) durch die Diode Ist fast schon zuviel, denn damit hat man ordentlich Eigenerwärmung. So ein Teststrom liegt eher bei 1-10mA. >aus anderen Halbleitermaterialien? Welche Auswirkung hat das auf UT und >den Temperaturkoeffizienten der Flussspannung? Sie sind anders, deutlich größer, so -3 bis -5mV/K
Falk B. schrieb: > Ist fast schon zuviel, denn damit hat man ordentlich Eigenerwärmung. Das ist glaube ich seine Absicht, damit er den Wärmetransport abschätzen kann.
Bernie B. schrieb: > Hallo, > > normale Si-Dioden haben einen typischen Temperaturkoeffizierten von > -1.7mV/K. > Nun möchte ich dieses Verfahren auf Power-LEDs ausweiten. Da kenne ich > aber nicht die zugrundelegende Halbleiter-Physik. Bestehen LEDs komplett > aus anderen Halbleitermaterialien? Welche Auswirkung hat das auf UT und > den Temperaturkoeffizienten der Flussspannung? Das geht, wenn man die entsprechenden Messgeräte zur Hand hat und eine hochwertige LED mit dem entsprechenden Datenblatt. Wie schon erwähnt wurde, weicht der Koeffizient hier möglicherweise ab von deinen 1,7mV/K. Wobei aber z.B. die Cree XP-G3 mit 1,3mV/K (Seite 3 im DB) aber relativ nah dran ist. Ansonsten lässt sich dieser Koeffizient auch aus dem Diagramm Spannung vs. Temperatur als Steigung der Kurve bestimmen. Wenn dabei deine Wunsch-LED nicht einmal dieses (grundlegende) Diagramm im Datenblatt hat, dann würde ich von dieser LED lieber Abstand nehmen.
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Und der Wirkungsgrad auch. Helligkeitsabnahme als Korrelation wäre hinzuziehbar.
Bernie B. schrieb: > Nun möchte ich dieses Verfahren auf Power-LEDs ausweiten. Das dürfte ziemlich schlecht funktionieren. Wenn du dir die Kennlinien von Power-LEDs anschaust, wird dir auffallen, dass im Arbeitspunkt der U/I-Zusammenhang schon ziemlich linear ist, d.h. der Stromanstieg dort verläuft nicht mehr exponentiell, sondern er folgt dem ohmschen Gesetz. Das bedeutet, dass irgendwelche ohmschen Widerstände (z.B. Bonddrähte, Substratwiderstand) das Verhalten dominieren, und die haben einen positiven Temperaturkoeffizienten. Demenstprechend fällt in diesem Bereich der negative Tk der Flußspannung wesentlich geringer als erwartet aus, und er hängt mehr von der Konstruktion der LED als von der Sperrschicht ab.
Angehängte Dateien:
Anbei Auszug aus Datasheets von Plessey der PLW 2835. Einfach mal Datenblätter lesen. Das kann Meinungen stützen oder widerlegen.
Dieter schrieb: > Einfach mal Datenblätter lesen. Hast du das DB absichtlich nicht verlinkt, weil man diese 200mW LED ja schwerlich als Power-LED bezeichnen wird? https://www.mouser.com/ds/2/613/PLW2835ACC-Product-Datasheet-1225028.pdf
Den Link im www habe ich nicht mehr, aber liegt auf meiner Festplatte. Mit dem Typ kann Jeder das Datenblatt im Internet finden. Das hast Du ja bewiesen. High Power LED haben auch diese Kennlinie. Bei dieser LED "wird dir auffallen, dass im Arbeitspunkt der U/I-Zusammenhang schon ziemlich linear ist, folgt der Strom auch" ist das auch so. Wenn nachtmix sein Effekt auftreten sollte und den Temperatureffekt verdeckt, dann mißt man halt nach der Heizphase mit niedrigerem Meßstrom unmittelbar im Anschluss.
vielen Dank für die interessanten Gedanken. Bei meinen Leistungshalbleitern schicke ich tatsächlich einen recht hohen Strom durch die Dioden, um Eigenerwärmung zu erzwingen. Allerdings hab ich da auch schon Typen gehabt, bei denen dieser Trick nicht funktioniert. Da überwiegt offensichtlich der ohmsche Anteil (Bonddrähte und Bahnwiderstand im Halbleiter) und der TK der Sperrschicht ist nicht mehr messbar. Der ohmsch Anteil ist stromabhängig, daher kommt der Effekt bei weniger Strom besser zum Vorschein. Leider klappt es dann nicht mehr mit der Eigenerwärmung zum Messen des Wärmetransportes ... Bei den Typen, die klappen, habe ich 1/2 Nennstrom als guten Kompromiss gefunden. Interessant ist, dass vermutlich bei vielen LEDs der ohmsche Anteil recht hoch zu sein scheint, so dass mein Trick nicht zuverlässig klappt. Zu dem Sack LEDs, die ich gerade verbastel, hab ich leider keine Typenbezeichnung, und somit auch kein Datenblatt. Ich messe, dass bei Nennstrom die Flußspannung innerhalb einiger Minuten um ca. 60mV fällt, wenn der Kühlkörper gut angebunden ist. Ohne Kühlkörper sinkt die Flußspannung viel schneller ohne einen Endwert zu erreichen, bis ich den Versuch abbreche. Damit kann ich schon gut abschätzen, ob der Kühlkörper klappt. Ich habe nun auf eine Info gehofft, um die 60mV in ein DeltaT umzurechnen, aber vermutlich muss ich dies experimentell ermitteln.
@ Bernie Beer (berbeer) >Bei meinen Leistungshalbleitern schicke ich tatsächlich einen recht >hohen Strom durch die Dioden, um Eigenerwärmung zu erzwingen. Ja natürlich. Aber zum MESSEN der Flußspannung, welche vorher kalibriert wurde, ist das schlecht! >Allerdings hab ich da auch schon Typen gehabt, bei denen dieser Trick >nicht funktioniert. Da überwiegt offensichtlich der ohmsche Anteil >(Bonddrähte und Bahnwiderstand im Halbleiter) und der TK der >Sperrschicht ist nicht mehr messbar. Nö, dein Meßstrom war viel zu hoch. >Vorschein. Leider klappt es dann nicht mehr mit der Eigenerwärmung zum >Messen des Wärmetransportes ... Doch. Man muss zwischen Laststrom zur Erwärmung und Meßstrom umschalten. Been there, done that. >Bei den Typen, die klappen, habe ich 1/2 Nennstrom als guten Kompromiss >gefunden. Immer noch Unsinn. >Interessant ist, dass vermutlich bei vielen LEDs der ohmsche Anteil >recht hoch zu sein scheint, so dass mein Trick nicht zuverlässig klappt. Siehe oben. >Damit kann ich schon gut abschätzen, ob der Kühlkörper klappt. Naja, mit der Betonung auf schätzen. Das kann man mit wenig Mehraufwand deutlich besser messen. >Ich habe nun auf eine Info gehofft, um die 60mV in ein DeltaT >umzurechnen, aber vermutlich muss ich dies experimentell ermitteln. Ja. Im Wärmeofen kalibrieren.
Ein MCP9808 kostet <1€ das Einzelstück bei digikey. Wem das zu teuer ist, der nimmt einen LM75 für 0,3€. Wer auf Analogkram steht, nimmt halt einen NTC oder PT1000. Es gibt noch viele andere Temperatusensoren. Viele µC haben einen integrierten Sensor. Wenn der µC mit niedriger Last / niedrigem Takt betrieben wird, ist auch das akzeptabel. Der für die LED nötige Kalibrierzirkus zahlt sich nicht aus. Bei einem NTC um wenige Cent kann man die Kurven aus dem Datenblatt abtippen... PS: @Mod:Seit wann sind Links auf Digikey "Spam"? "Der Beitrag scheint Spam zu enthalten: "utm_*******""
@soso... (Gast) >Ein MCP9808 kostet <1€ das Einzelstück bei digikey. >Wem das zu teuer ist, der nimmt einen LM75 für 0,3€. [ ] Du hast das Problem verstanden. Ein normaler Temperatursensor kann die Sperrschichttemperatur eines Halbleiters NICHT messen, denn da ist immer noch das Gehäuse dazwischen.
Zu Verbesserung der Parallelschaltung von LEDs nimmt man bewusst einen geringen Wirkungsgradverlust in kauf. Wie bereits geschrieben, wird für die Messung eine kurze Phase mit niedrigerem Messstrom eingebaut. ZB. 350mA vorheizen und 10ms mit 5mA messen.
Falk B. schrieb: > @soso... (Gast) > >>Ein MCP9808 kostet <1€ das Einzelstück bei digikey. > >>Wem das zu teuer ist, der nimmt einen LM75 für 0,3€. > > [ ] Du hast das Problem verstanden. > > Ein normaler Temperatursensor kann die Sperrschichttemperatur eines > Halbleiters NICHT messen, denn da ist immer noch das Gehäuse dazwischen. Ist aber doch ganz gut über den angegebenen Wärmewiderstand zum Gehäuse auszurechnen. Ob man das mit Spannungsmessung besser hinbekommt?
@batman (Gast) >Ist aber doch ganz gut über den angegebenen Wärmewiderstand zum Gehäuse >auszurechnen. Dumm nur, daß man mit der Messung gerade prüfen will, ob der Halbleiter korrekt montiert wurde und wie hoch der Wärmewiderstand ist. >Ob man das mit Spannungsmessung besser hinbekommt? JA!!! Hab ich mehrfach erfolgreich so gemacht! Dieser, wie immer sinnlose, Beitrag wurde ihnen präsentiert von "batman", die Labertasche von uC.net.
batman schrieb: >> Ein normaler Temperatursensor kann die Sperrschichttemperatur eines >> Halbleiters NICHT messen, denn da ist immer noch das Gehäuse dazwischen. Dann versuch erstmal, deinen eigenen Post zu verstehen. Daß Du nicht die hellste Kerze auf der Torte bist, entschuldigt nicht Deine ständigen albernen Beleidigungen.
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