Testy termiczne MCPCB XPG XPE z wykorzystaniem kamery termo
W końcu znalazłem kartkę z pomiarami temp diody+body, wiem, że to nie pokazuje max temp na diodzie, tylko dane uśrednione (pomiar pirometrem w takiej odległości, żeby pow. pomiarowa pokrywała ca tylko samą diodę), ale coś mówi o termice - jak pisałem, nie wiem czy max temp na soczewce to dobry sposób pokazania termiki (brak informacji czy ta temp max jest zawsze w tym samym miejscu soczewki, czy to miejsce się zmienia)
Mierzyłem XPG R5 na podłożu najgorszym (z rgblighting) zasilane ze świeżo naładowanego 18650, prąd w diodę ok 1.4A (może ciutkę mniej), warunki pokojowe bez extra wietrzenia itd, dioda przyklejona dawno temu na fujika w Tiablo A10G
czas temp diody/temp body w okolicy diody
0 22/22
5 49/32
10 52/36
15 54/38
20 54/38
25 54/41
Jak widać temp uśredniona całej dio0dy stabilizuje się, rożnie tylko temp body- znaczy nie jest źle
Mierzyłem XPG R5 na podłożu najgorszym (z rgblighting) zasilane ze świeżo naładowanego 18650, prąd w diodę ok 1.4A (może ciutkę mniej), warunki pokojowe bez extra wietrzenia itd, dioda przyklejona dawno temu na fujika w Tiablo A10G
czas temp diody/temp body w okolicy diody
0 22/22
5 49/32
10 52/36
15 54/38
20 54/38
25 54/41
Jak widać temp uśredniona całej dio0dy stabilizuje się, rożnie tylko temp body- znaczy nie jest źle
Zainteresowany tematem oraz bardzo ciekawymi wynikami osiągniętymi przez EdiM`a postanowiłem samemu pomierzyć termoparą temperatury różnych LED`ów.
Pomiary wykonałem termoparą pracującą w zakresie -20 do 1400*C poprzez przykładanie jej do różnych części pracującej diody.
Temperatura otoczenia (radiatora) to ok. 27*C.
Z uwagi na brak 100% kontaktu termopary oraz oddziaływanie powierzchniowe otoczenia odczytywana wartość temperatury powinna być nieco zaniżona, ale z całą pewnością nie wyższa.
A zatem faktyczna temperatura danej powierzchni w rzeczywistości będzie nieco wyższa, podobnie jak wyższa od zmierzonej będzie temperatura znajdującej się pod nią struktury stanowiącej źródło ciepła.
Rys. poglądowe diod na podstawie materiałów Cree
Punkty pomiaru:
1 - soczewka diody
2 - płaszczyzna górnej podstawy diody na styku z krawędzią soczewki
3 - podstawa diody na styku z MCPCB
4 - MCPCB, pomiar w odległości kilku mm od diody
XP-G / 1,4A / MCPCB: star 20mm "czarny" / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: Fujik
Temp.1 - 110*C
Temp.2 - 87*C
Temp.3 - 60*C
Temp.4 - 40*C
XP-E / 1,0A / MCPCB: okrągły 14mm "czarne" (z KAI - 2-gie miejsce w testach EdiM`a) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 96*C
Temp.2 - 69*C
Temp.3 - 61*C
Temp.4 - 44*C
XR-E / 1,0A / MCPCB: okrągłe 16mm "białe" (z KAI) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 83*C
Temp.2 - 80*C
Temp.3 - 68*C
Temp.4 - 47*C
XR-E / 1,0A / MCPCB: star 20mm "biały" (z DX) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 73*C
Temp.2 - 71*C
Temp.3 - 64*C
Temp.4 - 43*C
Pomiar temperatury odczytywany był po jej ustabilizowaniu się - ok. 1 minuty od podania zasilania.
Temperatura w pkt. 1 i 2 ustalała się bardzo szybko: 10-15 sek. po czym wolno rosła wraz ze wzrostem temperatury MCPCB.
Odłączenie zasilania powodowało bardzo szybki spadek temp. w pkt. 1, 2 i 3 do wartości temp. MCPCB pkt.4 - zajmowało to ok 1-2 sek.
Pomiary przeprowadzone przez EdiM`a przy pomocy kamery termowizyjnej, pomimo podnoszenia przez część osób wątpliwości co do prawidłowego przyjęcia współczynnika emisyjności z mojego "inżynierskiego" punktu widzenia były dla mnie wiarygodnie przedstawione obiektywnie.
Fakt ten dodatkowo potwierdzała druga zastosowana przez EdiM`a metoda polegająca na analizie spadku napięcia struktury w funkcji temperatury (-Vf/dT), którą poparł on swoje pomiary, a uzyskane w ten sposób wyniki potwierdzały ich poprawność.
Niemniej jednak uzyskane przeze mnie i kilku innych kolegów z forum pomiary wskazują, że temperatura panująca na soczewce jest istotnie wyższa niż wynikałoby to z przedstawionych pomiarów lub obliczeń np. samej przewodności termicznej struktury diody do jej podstawy (pada termalnego) oraz do MCPCB.
Zachęcam zatem do wykonania własnych pomiarów przy pomocy alternatywnych metod i podzielenia się własnymi obserwacjami w tej dyskusji.
Na koniec chciałbym podziękować EdiM`owi za bardzo ciekawy materiał, który nawet jeżeli okazałoby się w co do wartości bezwględnych obarczony jakimś błędem (co mogą sugerować wyniki pomiarów termoparą), to nadal będzie stanowił on wiarygodną bazę porównawczą dla przetestowanych MCPCB i ich wzajemnych różnic w faktycznej przewodności cieplnej.
Pomiary wykonałem termoparą pracującą w zakresie -20 do 1400*C poprzez przykładanie jej do różnych części pracującej diody.
Temperatura otoczenia (radiatora) to ok. 27*C.
Z uwagi na brak 100% kontaktu termopary oraz oddziaływanie powierzchniowe otoczenia odczytywana wartość temperatury powinna być nieco zaniżona, ale z całą pewnością nie wyższa.
A zatem faktyczna temperatura danej powierzchni w rzeczywistości będzie nieco wyższa, podobnie jak wyższa od zmierzonej będzie temperatura znajdującej się pod nią struktury stanowiącej źródło ciepła.
Rys. poglądowe diod na podstawie materiałów Cree
Punkty pomiaru:
1 - soczewka diody
2 - płaszczyzna górnej podstawy diody na styku z krawędzią soczewki
3 - podstawa diody na styku z MCPCB
4 - MCPCB, pomiar w odległości kilku mm od diody
XP-G / 1,4A / MCPCB: star 20mm "czarny" / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: Fujik
Temp.1 - 110*C
Temp.2 - 87*C
Temp.3 - 60*C
Temp.4 - 40*C
XP-E / 1,0A / MCPCB: okrągły 14mm "czarne" (z KAI - 2-gie miejsce w testach EdiM`a) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 96*C
Temp.2 - 69*C
Temp.3 - 61*C
Temp.4 - 44*C
XR-E / 1,0A / MCPCB: okrągłe 16mm "białe" (z KAI) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 83*C
Temp.2 - 80*C
Temp.3 - 68*C
Temp.4 - 47*C
XR-E / 1,0A / MCPCB: star 20mm "biały" (z DX) / radiator o dużej pojemności cieplnej / mocowanie MCPCB do radiatora: pasta termoprzewodząca
Temp.1 - 73*C
Temp.2 - 71*C
Temp.3 - 64*C
Temp.4 - 43*C
Pomiar temperatury odczytywany był po jej ustabilizowaniu się - ok. 1 minuty od podania zasilania.
Temperatura w pkt. 1 i 2 ustalała się bardzo szybko: 10-15 sek. po czym wolno rosła wraz ze wzrostem temperatury MCPCB.
Odłączenie zasilania powodowało bardzo szybki spadek temp. w pkt. 1, 2 i 3 do wartości temp. MCPCB pkt.4 - zajmowało to ok 1-2 sek.
Pomiary przeprowadzone przez EdiM`a przy pomocy kamery termowizyjnej, pomimo podnoszenia przez część osób wątpliwości co do prawidłowego przyjęcia współczynnika emisyjności z mojego "inżynierskiego" punktu widzenia były dla mnie wiarygodnie przedstawione obiektywnie.
Fakt ten dodatkowo potwierdzała druga zastosowana przez EdiM`a metoda polegająca na analizie spadku napięcia struktury w funkcji temperatury (-Vf/dT), którą poparł on swoje pomiary, a uzyskane w ten sposób wyniki potwierdzały ich poprawność.
Niemniej jednak uzyskane przeze mnie i kilku innych kolegów z forum pomiary wskazują, że temperatura panująca na soczewce jest istotnie wyższa niż wynikałoby to z przedstawionych pomiarów lub obliczeń np. samej przewodności termicznej struktury diody do jej podstawy (pada termalnego) oraz do MCPCB.
Zachęcam zatem do wykonania własnych pomiarów przy pomocy alternatywnych metod i podzielenia się własnymi obserwacjami w tej dyskusji.
Na koniec chciałbym podziękować EdiM`owi za bardzo ciekawy materiał, który nawet jeżeli okazałoby się w co do wartości bezwględnych obarczony jakimś błędem (co mogą sugerować wyniki pomiarów termoparą), to nadal będzie stanowił on wiarygodną bazę porównawczą dla przetestowanych MCPCB i ich wzajemnych różnic w faktycznej przewodności cieplnej.
Flagiusz