Просмотр полной версии : Преждевременная деградация диода 5050
Всем доброго дня.
Возник такой вопрос в результате быстрого выхода из строя (снижение яркости и т.д) диодов 5050.
Установлены в линейном светильнике производства Китай. Залиты силиконом. Срок эксплуатации 9 мес на улице.
Провели полную лоботомию. На фото видно - почерневшие кристаллы, и всю структуру платы с диодами.
Диоды выходят из строя неравномерно, какие-то светят, какие-то еле светят, какие-то умерли совсем или частично (не горит один-два кристалла).
Измерения напряжения и тока на диоде (на каждом кристалле) в норме.
Интересны варианты причины преждевременной кончины диодов.
camiidobrii
09.10.2014, 10:47
Говенный драйвер = высокие пусковые токи = деградация структуры.
Можете поподробнее объяснить процесс? Это единственная причина???
Измерения напряжения и тока на диоде (на каждом кристалле) в норме.
А какие именно измеренные значения, если не секрет? И на кристалле и на диоде?
drizzleon
09.10.2014, 12:36
не правильно подобранный силикон-герметик. Светодиоды явно насосали влаги через силикон, возможно вместе с влагой пришла сера или еще какая гадость.
Вот ([Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.] chemical_compatibility&ei=5zo2VMzpJMKvygPG2YCACA&usg=AFQjCNEziJvAouiWzr37MfJSbgZYCEIBtA&sig2=zmIH9_9l8ods6e-ovSH6-g&bvm=bv.76943099,d.bGQ)и вот ([Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]) рекомендации.
Dimitr_Ch
09.10.2014, 13:00
не правильно подобранный силикон-герметик.
Верно.
1. Силиконы пропускают влагу
2. Всегда!!!
3. Многие имеют в составе доп. присадки разрушающие печатный монтаж и сами диоды. Подбор правильного силикона - только тестированием.
Хороший оптически прозрачный силикон я знаю всего один. Немцы 2 года его разрабатывали. Многокомпонентный и заливка по хитрой технологии. Третий год общаюсь с ними на выставке в Брегенце.
4. Плохая промывка ленты после SMD монтажа. Присадки для пайки и некоторые промывки плохо реагируют с силиконом.
5. Элементарно - следы масла на профиле. Плохая обработка профиля, и следовательно никакая адгезия к нему.
не правильно подобранный силикон-герметик.
Позволю себе не согласиться. К химии и влаге неустойтивы не кристаллы, а люминофор. При реакции с всякой гадостью он заметно темнеет. На фото видно, что люминофор не тёмный, а почернели кристаллы, что говорит об их перегреве. Скорее всего - от завышенных токов или пусковых пиков. За эту версию говорит и то обстоятельство, что в некоторых светодиодах повылетало по 1-2 чипа. Так что химия в данном конкретном случае вряд ли является причиной.
camiidobrii
09.10.2014, 13:39
Попробуйте этот материал почитать
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]
Помоему Ваш случай
drizzleon
09.10.2014, 14:11
Позволю себе не согласиться. К химии и влаге неустойтивы не кристаллы, а люминофор. При реакции с всякой гадостью он заметно темнеет.....
Очаги почернения, почти всегда, возникают над "кристаллами". А про устойчивость кристаллов я и не писал.
Перегрев тоже внес свой вклад, но главная причина - химия + влага.
Блоки питания на постоянное напряжения, как правило не сильно "гадят" на выход, да и разброс у них как правило +-0,5В (а точнее +0,5В).
Кстати... если дело в химии/среде, то велика вероятность потемнения или отложений на контактных площадках, и контактах резисторов.
Dimitr_Ch
09.10.2014, 14:47
На фото видно, что люминофор не тёмный, а почернели кристаллы, что говорит об их перегреве. Скорее всего - от завышенных токов или пусковых пиков.
Я предположил бы, что процесс скорее химический, исходя из :
Измерения напряжения и тока на диоде (на каждом кристалле) в норме.
При деградации кристалла ток на нем не будет в норме. На эту тему была старая статья по исследованию деградации диодов Cree. Если нужно, поищу в загашнике .
Очаги почернения, почти всегда, возникают над "кристаллами".
Это при локальном перегреве кристаллов. При хим. деградации люминофора он изменяет цвет весь, а не локально. (ну, может, над кристаллами чуть сильнее из-за более высокой температуры, а значит, скорейшего протекания хим. реакции).
Блоки питания на постоянное напряжения, как правило не сильно "гадят" на выход, да и разброс у них как правило +-0,5В (а точнее +0,5В).
Если это дешёвый китайский светильник - то вероятность "плевка" тока на диоды при включении крайне высока. Не думаю, что там драйвер хороший стоит )
При деградации кристалла ток на нем не будет в норме. На эту тему была старая статья по исследованию деградации диодов Cree. Если нужно, поищу в загашнике .
Если не сложно - кинь статейку на освежить в памяти...
Что значит "ток в норме"? Надо смотреть вольт-амперную характеристику. При деградации ВАХ может уплывать заметно. И причин несколько. Деградировать может не только структура, но и омические контакты к ней.
drizzleon
09.10.2014, 15:27
Это при локальном перегреве кристаллов. При хим. деградации люминофора он изменяет цвет весь, а не локально. (ну, может, над кристаллами чуть сильнее из-за более высокой температуры, а значит, скорейшего протекания хим. реакции).
Седовласые химики, утверждают, что люминофоры с структурой граната крайне стойкие... даже к радиации. А то, что мы называем "деградацией люминофоров" на самом деле является деградацией на границе люминофора. Те на границе люминофор / корпус, и/или люминофор / чип.
Dimitr_Ch
09.10.2014, 15:33
Если не сложно - кинь статейку на освежить в памяти....
Нашел в избранном [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]
Это аж 2006 год. Это по поводу деградации. А вот с увязкой ток и деградация кристалла - у меня неувязочка :-(. Отложилось в памяти, а откуда - буду мучительно вспоминать.
Кстати, в статье доставляет фраза "... сомнения, высказанные в начале статьи, по поводу эффективности более 100лм/Вт вообще...."
Но в 2006 году такое мнение, я думаю, можно простить.
govoruhin87
09.10.2014, 16:56
Всем доброго дня.
Диоды выходят из строя неравномерно, какие-то светят, какие-то еле светят, какие-то умерли совсем или частично (не горит один-два кристалла).
Измерения напряжения и тока на диоде (на каждом кристалле) в норме.
Интересны варианты причины преждевременной кончины диодов.
Драйвер не правильно подобран
Дайте-ка угадаю - драйвер дает стабилизацию по напряжению, и сопротивлениями ограничиваете ток в цепочках? Скорее всего из-за перепадов температур произошло изменение рабочего тока питания и кристаллы выгорели на наиболее "слабых" диодах - с самым низким напряжением открытия...
Фото источника питания в студию!
Седовласые химики, утверждают, что люминофоры с структурой граната крайне стойкие... даже к радиации. А то, что мы называем "деградацией люминофоров" на самом деле является деградацией на границе люминофора. Те на границе люминофор / корпус, и/или люминофор / чип.
Гхммм... В общем случае, под "деградацией люминофора" мы понимаем снижение его эффективности во времени. В качестве желтого люминофора для светодиодов, как правило, используется иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), легированный церием. Люминофор нормально функционирует тогда и только тогда, когда основа (ИАГ) сохраняет свою кристаллическую структуру (помним, что порошок люминофора -это много тонкодисперсных монокристаллов), а легирующая примесь находится в нужных узлах кристаллической решётки основы. Таким образом, любое воздействие, ведущее к перемещению атома легирующей добавки внутри кристаллической решётки (диффузия вследствие нагрева), либо химически разрушающее кристаллическую решётку ИАГ, или извлекающее легирующий элемент, ведёт к снижению эффективности люминофора вцелом.
Стойкость к радиации не означает стойкость к химии )
Драйвер не правильно подобран
Фото источника питания в студию!
Пожалуйста!
По измеренным характеристикам : напряжение на диоде 3 В, ток на 1 кристалле 0,02 А
Про силикон: часть линеров покрыта силиконом, который побелел и помутнел, часть покрыта чем-то на эпоксидной основе - затвердело в камень, пожелтело, но осталось прозрачным и чистым. На фото оба варианта
Пожалуйста!
По измеренным характеристикам : напряжение на диоде 3 В, ток на 1 кристалле 0,02 А
Про силикон: часть линеров покрыта силиконом, который побелел и помутнел, часть покрыта чем-то на эпоксидной основе - затвердело в камень, пожелтело, но осталось прозрачным и чистым. На фото оба варианта
Собственно, есть ещё одна версия. Я правильно понимаю, что в светодиоде стоят 3 кристалла и у каждого выведены свои контакты? И при подключении эти 3 кристалла запитываются в параллель? Тогда может иметь место случай УКГ (Ужастного Китайского Г#вна). Если кристаллы в одном светодиоде были плохо разбинованы по прямым падениям напряжения - мог начаться лавинообразный разбалланс токов между кристаллами. В результате, кристаллы с самыми низкими прямыми падениями сгорают, так как пытаются забрать на себя ток с остальных - греются сильнее - теряют сопротивление - забирают ещё больше тока и так далее, по кругу.
govoruhin87
10.10.2014, 12:40
Пожалуйста!
Так оно и есть, нужен "токовый" драйвер.
Вы измеряете эл.параметры при комнатной температуре, что будет если измерить при -30 или при +30?
УКГ (Ужастного Китайского Г#вна) :epic:
camiidobrii
10.10.2014, 12:43
Тогда может иметь место случай УКГ (Ужастного Китайского Г#вна).
Зато дешево!
А драйвер да... Брендовый!
"лучшие подвалы дядюшки Ляо".
drizzleon
10.10.2014, 13:55
драйвер... драйвер...
Вы посмотрите что с силиконом стало.
драйвер... драйвер...
Вы посмотрите что с силиконом стало.
Силикон - гогно, спору нет. Но чипы от химии не перегорают! Цветовая температура, световой поток - да, уходят. Тут же имеем претензии к физическому выходу чипов из строя.
Dimitr_Ch
10.10.2014, 14:20
В результате, кристаллы с самыми низкими прямыми падениями сгорают, так как пытаются забрать на себя ток с остальных - греются сильнее - теряют сопротивление - забирают ещё больше тока и так далее, по кругу.
ТС писал, что:
Измерения напряжения и тока на диоде (на каждом кристалле) в норме.
Интересны варианты причины преждевременной кончины диодов.
Т.е. либо уважаемый ТС несколько ошибся, либо Ваши предположения не относятся к данному случаю.
Хотя, описанный Вами процесс - реальная, частая проблема
В профиль вставлена обычная светодиодная лента. Ни о каком нормальном теплоотводе тут речь вести не приходится. Явно рассчитано на то, что светодиоды будут обдуваться воздухом. А тут их залили силиконом.
Что касается блока питания - он для светодиодной ленты и должен быть со стабилизацией по напряжению. Правда, что-то мне подсказывает по расположению резисторов, что перед нами 12-вольтовая лента, которую почему-то запитывают от 24-вольтового драйвера.
Соглашусь про УКГ (Надо будет запомнить фразу ))) )
Силикон потрескался, потому что не рассчитан под условия эксплуатации, в которых работал светильник. Да скорее всего что было из дешевого под рукой, то и залили.
Выход из работы диодов скорее всего произошел из-за высокого рабочего тока + температура. По поводу причины - гадать не имеет смысла, ибо покупая китайское дно, потом глупо искать причину. Разборкой всего китайского говна любят заниматься на ledway.ru, там самое место таким темам.
В профиль вставлена обычная светодиодная лента. Ни о каком нормальном теплоотводе тут речь вести не приходится. Явно рассчитано на то, что светодиоды будут обдуваться воздухом. А тут их залили силиконом.
Что касается блока питания - он для светодиодной ленты и должен быть со стабилизацией по напряжению. Правда, что-то мне подсказывает по расположению резисторов, что перед нами 12-вольтовая лента, которую почему-то запитывают от 24-вольтового драйвера.
Это не лента, а модули на алюминиевой плате. Довольно толстой 1,5 мм и широкой 25 мм. Сборки по 6 диодов с питанием 24в. На фото просто вырезанный кусок. Диод 5050 отводит тепло только через контакты. Так как сам состоит из пластмассового корпуса и выводить тепло иначе (даже с обдувом) малоэффективно. Кстати на светодиодных лентах с диодами 5050 вообще нет никакого теплоотвода. А светят некоторые экземпляры по 3-5 лет.
Выход из работы диодов скорее всего произошел из-за высокого рабочего тока + температура. По поводу причины - гадать не имеет смысла, ибо покупая китайское дно, потом глупо искать причину. Разборкой всего китайского говна любят заниматься на ledway.ru, там самое место таким темам.
От части согласен. Но удивительно, одно китайское г-но работает исправно годами, другое 3-6 мес. Разве не интересно разобраться?
Хотя в целом ответ "достойный"!
govoruhin87
13.10.2014, 08:35
В профиль вставлена обычная светодиодная лента. Ни о каком нормальном теплоотводе тут речь вести не приходится. Явно рассчитано на то, что светодиоды будут обдуваться воздухом. А тут их залили силиконом.
Что касается блока питания - он для светодиодной ленты и должен быть со стабилизацией по напряжению. Правда, что-то мне подсказывает по расположению резисторов, что перед нами 12-вольтовая лента, которую почему-то запитывают от 24-вольтового драйвера.
Какая лента? Алюминиевая печатная плата с припаянными светодиодами на ней.
Доля конвективного теплообмена по сравнению с кондуктивным - минимальна, т.к. тепловое сопротивление алюминия намного меньше чем у воздуха. И даже если речь вести про ленты, то мощные ленты однозначно устанавливаются на алюминиевый профиль.
camiidobrii
13.10.2014, 10:27
Ребят ну уже ответили 20 раз...
Структура выгорает из-за воздействия высокого тока.
Откуда он взялся - вопрос десятый.
По поводу "другое работает 3-5 лет", тут вопрос не в качестве УКГ а в условиях его эксплуатации.
Это не лента, а модули на алюминиевой плате. Довольно толстой 1,5 мм и широкой 25 мм. Сборки по 6 диодов с питанием 24в. На фото просто вырезанный кусок. Диод 5050 отводит тепло только через контакты. Так как сам состоит из пластмассового корпуса и выводить тепло иначе (даже с обдувом) малоэффективно. Кстати на светодиодных лентах с диодами 5050 вообще нет никакого теплоотвода. А светят некоторые экземпляры по 3-5 лет.
Теперь понял. А что, действительно диоды 5050 в корпусах из пластмассы? Потому что SMD светодиоды, даже в лентах, обычно делаются в корпусах из керамики. Если действительно здесь пластмасса, может в этом и причина? Что касается светодиодных лент, то работают они, как правило, на меньших мощностях, поэтому и срок службы дольше.
А что, действительно диоды 5050 в корпусах из пластмассы?
Да, корпуса пластмассовые. Да, теплоотвод от кристалла только через контакты. Тепловое сопротивление p-n переход/точка пайки легко может составлять 150 градусов/Вт.
drizzleon прав!
С моей точки зрения, это результат применения несовместимой со светодиодами химии.
Вот еще одна тема о той же проблеме:
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]
Люминофор сам по себе химически стоек. Чернеет силикон под воздействием света. Быстрее всего это происходит над кристаллом, где максимальная плотность излучаемой мощности.
govoruhin87
20.10.2014, 16:49
Вот еще одна тема о той же проблеме:
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]
Что-то я не нашел конкретного диагноза в соседней ветке.
Люминофор сам по себе химически стоек. Чернеет силикон под воздействием света. Быстрее всего это происходит над кристаллом, где максимальная плотность излучаемой мощности.
Возможно это так, но обратите внимание на фото в первом сообщении - потемнел именно кристалл под люминофором, а не силикон.
drizzleon
20.10.2014, 17:42
....
Возможно это так, но обратите внимание на фото в первом сообщении - потемнел именно кристалл под люминофором, а не силикон.
Есть мнение, что на глаз, через слой силикон/люминофор отличить повреждение люминофора над кристаллом и повреждение кристалла не реально.
Дальнейшее вскрытие не производили?
Есть мнение, что на глаз, через слой силикон/люминофор отличить повреждение люминофора над кристаллом и повреждение кристалла не реально.
Дальнейшее вскрытие не производили?
Совершенно. верно, скорее всего чернеет тонкий слой силикона над кристаллом, именно в зоне максимальной плотности излучения.
Есть мнение, что на глаз, через слой силикон/люминофор отличить повреждение люминофора над кристаллом и повреждение кристалла не реально.
Дальнейшее вскрытие не производили?
Удалось раздобыть хороший микроскоп, вскрыли диод, посмотрели кристалл. Он превратился в кусочек угля - весь черный и при легком прикосновении рассыпается на мелкие крошки.
Может это все быть связано с режимом работы блока питания при отрицательных температурах? Т.е. например при включении и далее выходе на рабочие режимы, БП дает превышение напряжения?
Те же самые наборы БП и светильников, смонтированные после зимы, работают без видимых проблем в равномерности свечения и снижения яркости!!!
Удалось раздобыть хороший микроскоп, вскрыли диод, посмотрели кристалл. Он превратился в кусочек угля - весь черный и при легком прикосновении рассыпается на мелкие крошки.
Может это все быть связано с режимом работы блока питания при отрицательных температурах? Т.е. например при включении и далее выходе на рабочие режимы, БП дает превышение напряжения?
Те же самые наборы БП и светильников, смонтированные после зимы, работают без видимых проблем в равномерности свечения и снижения яркости!!!
погодите, Вы сначала писали, что падение напряжения на кристаллах в пределах нормы, а теперь они уже стали как угольки. Фото из под микроскопа можете выложить?
Удалось раздобыть хороший микроскоп, вскрыли диод, посмотрели кристалл. Он превратился в кусочек угля - весь черный и при легком прикосновении рассыпается на мелкие крошки.
Может это все быть связано с режимом работы блока питания при отрицательных температурах? Т.е. например при включении и далее выходе на рабочие режимы, БП дает превышение напряжения?
Те же самые наборы БП и светильников, смонтированные после зимы, работают без видимых проблем в равномерности свечения и снижения яркости!!!
В том случае, если в качестве эталонного источника напряжения в БП используется не стабилитрон, а стабистор или же диод, включенный в прямом направлении, то чем ниже температура, тем выше напряжение на выходе. Но такое решение сейчас применяется крайне редко. В основном используют стабилитроны, а у них зависимость напряжения от температуры обратная.
погодите, Вы сначала писали, что падение напряжения на кристаллах в пределах нормы, а теперь они уже стали как угольки. Фото из под микроскопа можете выложить?
Замеряли же на светящихся диодах, хотя кристаллы там уже почерневшие. Не могу сказать в каком состоянии был тот диод, который разобрали. Выбирали самый почерневший кристалл :)
Микроскоп не электронный, к сожалению не могу фото показать.
В том случае, если в качестве эталонного источника напряжения в БП используется не стабилитрон, а стабистор или же диод, включенный в прямом направлении, то чем ниже температура, тем выше напряжение на выходе. Но такое решение сейчас применяется крайне редко. В основном используют стабилитроны, а у них зависимость напряжения от температуры обратная.
А если померить ВАХ на выходе блока питания (или на самом диоде), если например включить светильник в морозильнике при минус 20. Теоретически же ничего не должно меняться, что при +20, что -20. Так?
И еще, трудно допустить такую мысль, так как раньше сам ничего подобного не встречал, но может это быть просто такая партия диодов, сделанных непонятно из чего и кем? Неужели никто с такой проблемой больше не сталкивался?
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки.]
Замеряли же на светящихся диодах, хотя кристаллы там уже почерневшие. Не могу сказать в каком состоянии был тот диод, который разобрали. Выбирали самый почерневший кристалл :)
Микроскоп не электронный, к сожалению не могу фото показать.
методология ваших изысканий непоследовательна. сложно однозначно определить причину. скорее было несколько воздействующих факторов. если есть желание и возможность, то пришлите нам образцы этих светодиодов. если есть живые светодиоды из той же партии, то тоже пришлите. контакты через личку.
vBulletin® v3.8.4, Copyright ©2000-2025, vBulletin Solutions, Inc. Перевод: zCarot