Rezystancja termiczna MCPCB

[Calineczka]

Fotek mam dużo więcej, także jakieś wieloledy XPG od czarnego_kruka.

jak byś mógł zamieścić to poproszę, jestem ciekaw czy żałować że się nie załapałem...

[EdiM]

AA, sorki
Niestety nie mam informacji o dostępności wyższych binów.

[ Dodano: 20 Kwiecień 2010, 19:36 ]
Teraz mogę napisać tyle, że czteroled 87stopni przy dobrym chłodzeniu podstawy do ok. 22stopni i 1,5A, natomiast siedmioled 108 stopni w tych samych warunkach.
Moduły udostępnił Midi - robił dla kogoś lampki oparte na nich.

[Calineczka]

EdiM, dzięki

[greg]

Witam,
zaintrygowany tematem wysokich temperatur panujących na złączu XP-G w czasie pracy emitera postanowiłem przeprowadzić własne badania w tej materii. Jako, że kolega Edim zachwala swoje produkty, na warsztat poszły kolejno: MCPCB 3xXP MINI's z Cuttera, MCPCB 3xXP LEDIM od Edima oraz dla porównania, blaszka miedziana z zalutowanym bezpośrednio na niej LEDem.

Warsztat:
- 3 sztuki ponumerowanych LEDów XP-G R5 1D
- MCPCB 3xXP MINI's z Cuttera
- MCPCB 3xXP LEDIM
- blaszka miedziana 0,5mm (przydałaby się 2mm dla bardziej adekwatnych pomiarów)
- zasilanie 1xLi-ion 18650 AW + 4xAMC7135, około 1,4A - typowo latarkowe, celowo nie użyłem zasilacza stabilizowanego CC
- te same LEDy zalutowane kolejno na każdym z podłoży, po 3 sztuki
- każdy LED zasilany i mierzony osobno
- pomiary oscyloskopem Tektronix TDS2012

Fotografie dostępne są w wyższej rozdzielczości po "kliknięciu".

Stanowisko pomiarowe, od lewej MINI's, LEDIM, miedź


Poszczególne podłoża w zbliżeniu, od lewej MINI's, LEDIM, miedź


Zbiorczy zrzut ekranów oscyloskopu


Dokładniejsze oscylogramy z aplikacji na PC


Do pobrania tabela sampli w plikach CSV.


Teoretyczny przyrost temperatury na złączu dla poszczególnych LEDów



Wnioski i wątpliwości.
Różnica między MCPCB EDIMa a MINI's jest duża. Lecz zastanawia mnie jedno, czy tam faktycznie jest tak gorąco? Nawet na lepszym MCPCB EDIMa spadek Vf jest duży i wskazuje teoretycznie na przyrost temperatury struktury na poziomie 90-100°C. Nie mówiąc o MINI's, gdzie teoretycznie mamy wzrost nawet o 150°C.

Nasuwa się pytanie odnośnie interpretacji wyników. Czy nie należałoby "odciąć" części próbek z początku wykresu, jeśli tak, to w jakim zakresie? Zapewne na zmierzoną wartość szczytową Vf ma jakiś wpływ pojemność elektryczna układu lub nawet samej struktury. Jaki? Tego nie wiem.

Zapraszam do dyskusji.

[Pyra]

Witam
Być może należało by zrobić pomiar przy pewnym prądzie startowym, powiedzmy 1mA i "dołączyć" te 1,4A. Wtedy wpływ ewentualnych pasożytniczych pojemności powinien zostać wyeliminowany, gdyż napięcie występujące na strukturze miało by już pewną, dość zbliżoną do właściwej, wartość. Skok był by o około 1V a nie ponad 3V, a ewentualny wpływ tak małego prądy był by niezauważalny dla temperatury LEDa

Pozdrawiam

[Liro]

Polecam termoparę z malutką główką, mierzę takową temperaturę bezpośrednio na XP-G

[Volt]

bezpośrednio na XP-G

Bezpośrednio na strukturze, i to bez naruszania (urywania) soczewki? Nieźle!
A tak na poważne - tutaj właśnie chodzi nam o pomiar temperatury samej struktury leda, czyli tego roboczego i zarazem najgorętszego punktu.


@DOWN
albo rezystor 1k między driverem a ledem, i wyłącznik zwierający (bocznikujący) owy rezystor

[greg]

Pyra, dobry pomysł. Postaram się wykonać testowy pomiar bez i z dodatkowym zasilaniem. Technicznie widzę to tak, że dodatkowo mam przyłączony rezystor, dajmy na to 1K, między "+" ogniwa, a anodą LEDa. Włącznikiem dołączam sterownik na 4xAMC7135. Z zasilacza labo CC rezygnuję na wstępie. Zależy mi na warunkach zastanych w docelowej aplikacji, czyli w tym wypadku latarce.

albo rezystor 1k między driverem a ledem, i wyłącznik zwierający (bocznikujący) owy rezystor

Ta opcja również może zadziałać. Trzeba sprawdzić, jak zachowają się AMC-ki, gdyż spadek napięcia na rezystorze może być tak duży, że nie wysteruje się ich zasilania.

[EdiM]

Witam
Dziękuję za pomiary.
Jeśli chodzi o rzekomą pojemność to ona nie może mieć takiej wartości, by wprowadzić znaczące opóźnienia. Zakładając, że ma pojedyncze nF, jak duży MOSFET, to przy 1A czas narastania nie będzie w ms, a w ns.
Pomiar na miedzi potwierdziłby sens pomiaru, ale niestety taka blaszka jest nie za bardzo. Sprawdzę, czy nie mam swojego pomiaru oscyloskopowego na miedzi, miałem z kamery termo:
Testy termiczne MCPCB XPG XPE z wykorzystaniem kamery termo
Szkoda, że nie pomyśleliśmy wcześniej, to podesłałbym też do testu porównawczego ten miedziany krążek. Ale nawet on, nie jest przylutowany do całej diody, lecz do stosunkowo małego sluga. Wiec podana przez producenta rezystancja termiczna 6st/W, pewnie jest w tym wypadku wyższa - pady podłączenia też wpływają na rezystancję termiczną.

Co do prób pomiaru z małym prądem, niewiele to zmienia, bo napięcie przewodzenia dla np. 1mA będzie małe, strzelam 2,2V. Czyli po załączenia pojawi się skok napięcia, ale będzie on około 3x mniejszy niż niż bez tego prądu spoczynkowego.

Proponuję jeszcze jedną rzecz - otóż w chwili nagrzania diody , np. po sekundzie zrobić jeszcze małą przerwę w zasilaniu. Może to być ręcznie, na jakieś kilkadziesiąt ms i zobaczyć co się stanie. W celu ewentualnego 'rozładowania struktury' można dać równolegle do diody rezystor, np. 100R, który nieznacznie zmniejszy prąd diody (ok. 30mA) natomiast teoretycznie rozładuje szybko pojemność (która jak wspominałem nie może być znacząca). Ja widziałem takie przebiegi i one w sumie stanowią kontynuację przebiegu napięcia, nie ma ponownego piku. Sprawdzałem bez dodatkowego rezystora.
Można by też w drugim kanale mierzyć prąd - spadek na rezystorze np. 0,1R, aby potwierdzić, że AMC dobrze się sprawują i nie ma np. większego prądu na początku.

Ja niestety nie mam pod ręką dobrego oscyloskopu, ale wykonałem już sporo różnych pomiarów i wiem czego można się spodziewać.

Tak czy owak diody XPG mają bardzo gorąco .

Chyba teraz mogę śmiało polecać MCPCB pod 3XPG które sprzedaję .

[Liro]

bezpośrednio na XP-G

Bezpośrednio na strukturze, i to bez naruszania (urywania) soczewki? Nieźle!
A tak na poważne - tutaj właśnie chodzi nam o pomiar temperatury samej struktury leda, czyli tego roboczego i zarazem najgorętszego punktu.

Oczywiście dochodzę do ceramiki nie soczewki. Główka ma wymiary ok. 0,5mm i jest umoczona w paście przew. To bardzo pewny pomiar i "nieco" tańszy od kamery termo

[greg]

Liro, niestety, tego rodzaju pomiar nie odzwierciedla temperatury złącza. Między padem termalnym, a złączem jest już ponad 30°C różnicy przy prądzie 1,5A. A pad termalny w zasadzie ma temperaturę najbliższą złączu. Każdy inni element LEDa posiada temperaturę jeszcze bardziej różniącą się od interesującej nas temperatury złącza.

[Liro]

Nie chcę się przekomarzać ale u góry ceramiki różnica jest mniejsza niż te 6K/W (w moim rozwiązaniu chłodzenia). Poza tym mam wartości porównawcze. Kamery na razie ni mam.

[greg]

u góry ceramiki różnica jest mniejsza niż te 6K/W (w moim rozwiązaniu chłodzenia)

Przydałyby się konkretne wyniki badań z opisem metodologii, zamiast suchego stwierdzenia. Na jakiej podstawie wysnułeś powyższy wniosek? Wg Ciebie ceramika, na której jest osadzony czip ma mniejszą rezystancję termiczną niż pad termalny? Ciekawe. W jaki sposób to badałeś?

[krzycho_]

Jak już kiedyś pisałem jestem ciekaw tego cermicznego podłoża które można nabyć w led-techu .



Jakby ktoś kiedyś coś takiego miał w rękach niech da znać.

[greg]

krzycho123, możesz podać link? Chętnie zapoznałbym się z kartą katalogową.