¿Midiendo la temperatura de la unión de la cinta LED?

El método estándar para medir la temperatura usando un diodo, es medir el voltaje a dos (o tres) corrientes diferentes. Si usa el LED, entonces está midiendo la temperatura de la unión.

Por ejemplo a corrientes de 50mA y 5mA. La diferencia en el voltaje del diodo en estas dos corrientes es una función fundamental de la curva del diodo y la relación de corrientes (e, g. 10x), y es bastante intercambiable entre dispositivos del mismo tipo. (mientras que la curva de tensión-temperatura simple no lo es).

El truco con los LED es cambiar las corrientes rápidamente de la corriente de funcionamiento (que causa el calentamiento) a las corrientes de medición, lo suficientemente rápido como para que la temperatura de la unión no cambie. Puede usar condensadores para muestrear y mantener la diferencia de voltaje rápidamente, y medir esto más lentamente con un ADC.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Desde la memoria, el sistema ejecutó un ciclo RunCurrent (1ms) I1 (20us) RunCurrent (1ms) I2 (20uS). SW1,2 son interruptores analógicos o amplificadores de muestra y retención. Los inversores de accionamiento de compuerta fet funcionan a partir de 12V. Las corrientes de medición se cambian a D1,2 cuando no se utilizan. Esto permite un flujo continuo de corriente en las fuentes de corriente constante, por lo que proporciona corrientes rápidas y precisas en comparación con el encendido y apagado de los generadores de corriente constante.

La calibración se puede realizar con runcurrent = 0, por lo que se mide la temperatura del baño de agua o del aire caliente.

El esquema fue para un solo dispositivo de medición led. Si lo estuviera haciendo para una tira de led, y la necesidad de medir individualmente todos los leds, entonces los interruptores de corriente se organizarían para controlar toda la cadena de led, y el muestreo de voltaje de led sería separado y aislado, de modo que pueda realizar una prueba a través de cada individuo. leds.

TonyEE probablemente puede comentar sobre el rango actual utilizable donde los leds GAN modernos se comportan como diodos. Solo he usado esto para los tipos más antiguos de leds de heterounión.

Extender esto al uso de 3 corrientes elimina las resistencias, pero se sabe que los LED se comportan de manera peculiar a corrientes bajas, por lo que esto podría no funcionar.

Algunos leds tienen un diodo de protección inversa, y esto podría usarse como un sensor de temperatura del paquete.

Una variación de este principio sería variar la corriente de ejecución en una pequeña cantidad, por ejemplo. 10%, es decir, si los LED normalmente están funcionando a 200 mA, luego, cámbielos 190-210mA a 50% del ciclo de trabajo. Ahora el cambio de voltaje en los leds es muy pequeño, pero es una simple señal de CA que se puede medir con un buen medidor o amplificar fácilmente. El inconveniente de este método es que la calibración será difícil, ya que se realiza a plena intensidad de led.

Creé un proceso de prueba simple que sospecho que es bastante común para algunos.

Todo lo que necesita es un horno de aire forzado calibrado, un interruptor de transistor pulsado, una resistencia y un alcance DSO.

• Mida la tira Vf vs Temp con una resistencia limitadora de corriente.
• Elija un valor para reducir la corriente a < 1% de tal manera que el autocalentamiento es insignificante

• el coeficiente térmico NTC se registra por la temperatura del horno ("C")

• estos resultados se comparan durante la desactivación por pulsos al 1% de la corriente a la temperatura ambiente.

• la temperatura coincide con los resultados de la prueba del horno

Detalles a seguir más adelante ... si tiene alguna pregunta.

Todos los diodos pueden producir una caída lineal en x mV / grados C, los LED blancos son ~ -3mV + -1 / ‘C. El Rja tiene un aumento de aproximadamente 0.2'C / mW con disipación de potencia, por lo que el uso de aproximadamente 2mA @ 2.85 o 5mW causa solo un aumento de 1 grado en el horno, lo cual es aceptable. La medición de 3 LED en serie en una cadena también es aceptable. A partir de 12V, puede medir la corriente de 2ma mediante una caída en serie de R al carrete multiplicado por el número de cuerdas, por lo que si normalmente 2A de 12V por carrete de 5m puede elegir fácilmente R agregada al lado del suelo. Luego use cualquier Nfet de potencia para desviar la R para uso normal y presione el pulsador para medir el V + - V (R) = Vf * 3 en el horno para, por ejemplo, temperaturas de 60, 90, 120'C y ajuste de curvas en una hoja de cálculo con la fórmula mostrada .

La y = aT + b da "a" como su coeficiente de Tempco (x3)

Ahora puede calcular cualquier aumento de temperatura de la unión con el voltaje medido.

La constante de tiempo térmica depende de si tiene un sustrato metálico (disipador de calor) en su aplicación, pero estará alrededor de 1 segundo, así que apague el voltaje del pulso después de que los transitorios inductivos disminuyan, luego de este intervalo de microsegundos.

  

Mida el voltaje dentro de 1 milisegundo para capturar una lectura antes de que disminuya la temperatura o un ciclo de trabajo de 1% entre 1k y 10kHz. (10ms a 1 ms de tiempo de apagado)

Luego, repita los resultados para el aumento de T frente al voltaje a 14.2 V que la mayoría de los stripled pueden manejar ya que hay un límite de R en la cinta.

¿Alguna pregunta?

Si aún no se ha seleccionado el voltaje de suministro y desea medir Tjcn a diferentes voltajes de suministro de 12 a 14.2 V, entonces considere que el mínimo de I con un limitador de corriente fijo cambiará. Así que un sumidero de corriente constante es mejor. Aquí elegí un JFET con IDSS < 2mA.

Para mayor comodidad, solo mostré un voltaje de LED, corriente y potencia para que pueda ver el máximo / mínimo en el alcance. (autorange)

Sus valores pueden diferir a la temperatura ambiente de su carrete seleccionado. Puede escalar todo en 5m o cortar 1 secuencia para lograr la corriente mínima para el diodo de baja potencia de alimentación directa contra Temp.

El suministro sinusoidal sine se haría manualmente pero aquí muestra la sensibilidad a I max y casi ninguno a I min, mientras que una R fija de 1k o más cambiaría con V +.

Es importante que esta corriente mínima sea constante a lo largo de sus pruebas desde la calibración del horno con MOSFET APAGADO y una corriente constante de 1 ~ 2 mA para calibrar Vf / vs. Temp.

Luego, a temperatura ambiente con el generador de impulsos MOSFET al 99% o apagado el 1% del tiempo.

Ahora tiene una plantilla de prueba que se puede utilizar para cualquier LED.