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

El método estándar para medir la temperatura usando un diodo es medir el voltaje en 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 (por ejemplo, 10x), y es bastante intercambiable entre dispositivos del mismo tipo. (mientras que la curva simple de voltaje-temperatura no lo es).

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

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Desde la memoria, el sistema cicló RunCurrent(1ms) I1(20us) RunCurrent(1ms) I2(20uS). SW1,2 son conmutadores analógicos o amplificadores de muestreo y retención. Los inversores de accionamiento de compuerta fet están funcionando desde 12V. Las corrientes de medición se cambian a D1,2 cuando no se usan. Esto permite un flujo de corriente continuo en las fuentes de corriente constante, lo que proporciona corrientes rápidas y precisas en comparación con encender y apagar los generadores de corriente constante.

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

El esquema era para una disposición de medición de un solo led. Si lo estuviera haciendo para una tira de LED y necesitara medir individualmente todos los LED, entonces los interruptores de corriente estarían dispuestos para controlar toda la cadena de LED, y el muestreo de voltaje del LED estaría separado y aislado, para que pueda sondear a través del individuo. leds

TonyEE probablemente pueda comentar sobre el rango actual utilizable donde los LED GAN modernos se comportan como diodos. Solo he usado esto para tipos más antiguos de LED 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 es posible que esto no funcione.

Algunos LED tienen un diodo de protección inversa y, en su lugar, podría usarse como un sensor de temperatura del paquete.

Una variación de este principio sería variar la corriente de funcionamiento en una pequeña cantidad, por ejemplo, un 10 %, es decir, si los LED funcionan normalmente a 200 mA, cambiarlos a 190-210 mA al 50 % del ciclo de trabajo. Ahora, el cambio de voltaje en los LED es muy pequeño, pero es una señal de CA simple 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 con la corriente máxima del 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 modo que el autocalentamiento sea insignificante

• el coeficiente térmico NTC lo registra la temperatura del horno ('C)

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

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

Los detalles seguirán más adelante... si hay 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 energía, por lo que usar aproximadamente 2 mA a 2,85 o 5 mW provoca solo un aumento de 1 grado en el horno, lo cual es aceptable. También es aceptable medir 3 LED en serie en 1 cadena. A partir de 12 V, puede medir la corriente de 2 ma mediante una caída en serie de R en el carrete multiplicado por el número de cuerdas, por lo que si normalmente 2 A de 12 V para un carrete de 5 m, puede elegir fácilmente R agregado al lado de tierra. Luego use cualquier potencia Nfet para desviar la R para uso normal y pulse para medir V+ - V(R) = Vf *3 en el horno para temperaturas de 60, 90, 120'C y ajuste de curva en una hoja de cálculo con la fórmula mostrada .

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

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

La constante de tiempo térmico depende de si tiene un sustrato de metal (disipador de calor) en su aplicación, pero será de alrededor de 1 segundo, por lo que apague el voltaje de pulso después de que los transitorios inductivos decaigan, por lo que después de este intervalo de microsegundos.

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

Luego, repita los resultados para el aumento de T frente al voltaje a 14,2 V, que la mayoría de los principiantes pueden manejar, ya que hay R que limitan la corriente en la cinta.

¿Alguna pregunta?

Si aún no se ha elegido la tensión de alimentación y desea medir Tjcn a diferentes tensiones de alimentación de 12 a 14,2 V, considere que la I mínima con un limitador de corriente fijo cambiará. Entonces, un sumidero de corriente constante es mejor. Aquí elegí un JFET con IDSS <2mA.

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

Sus valores pueden diferir a temperatura ambiente para su carrete stripled seleccionado. Puede escalar todo para 5 m o cortar 1 cadena para lograr la corriente mínima para el voltaje directo de baja autoalimentación del diodo frente a la temperatura.

El suministro de modulación sinusoidal se haría manualmente, pero aquí se muestra la sensibilidad a Imax y casi ninguna a Imin, mientras que una R fija de 1k más o menos cambiaría con V+.

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

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

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