Інформація - Electromagnetica SA
Вимірювання температури безконтактним методом (електричним)
Поєднуючи цифрові мультиметри з високошвидкісною вибіркою та джерелами живлення з високоточними швидкими імпульсами, можна виміряти температуру переходу в багатосвітлодіодних схемах. Результати дозволяють розрахувати тепловий опір у зазначених умовах. EIA/JEDEC Асоціація електронної промисловості JESD51-1 описує "Електричний метод випробування", метод вимірювання температури з'єднання, заснований на вимірюванні прямої напруги для тестування діодів. Цей метод використовує два рівні струму: вимірювальний струм, струм низького рівня та нагрівальний струм великого значення. Рівень вимірювального струму досить високий, щоб забезпечити стан провідності діода, але достатньо низький, щоб не виробляти значного автоматичного нагрівання, як правило, кілька десятків міліампер. Для світлодіодів струм нагрівання, як правило, вибирається близьким або рівним робочому струму - сотні міліампер або ампер.
Приклад схеми вимірювання температури спаю у світильнику, виконаному з окремим джерелом живлення та підключеними вимірювальними приладами. Випробуваний пристрій має послідовну схему з кількома світлодіодами, всі вони встановлені на радіаторі для відведення тепла. У цьому прикладі вимірюється температура переходу для світлодіода в масиві, а тепловий опір (Rθ) на переході обчислюється.
У методі випробування зміна прямої напруги (Vf) щодо температури спочатку визначається подачею на світлодіод вимірювального струму та зміною температури. Отримані точки представляються графічно, і залежність зводиться до одного коефіцієнта нахилу, який називається коефіцієнтом К:K = ΔVf/ΔT
Для окремих світлодіодів K знаходиться в діапазоні від 1 до 3 мВ/° C. Використовуючи цей коефіцієнт, можна змінити температуру переходу світлодіодів, вимірявши відповідну зміну напруги Vf і поділивши на K:ΔT = ΔVf/K
Електричний метод випробування визначає динамічну методику вимірювання температури переходу (Tj) в умовах сильного струму нагрівання. Світлодіод живиться від сильного нагрівального струму протягом певного періоду, а потім швидко перемикається на низький вимірювальний струм. Vf вимірюється відразу після перемикання на низький струм і порівнюється з напругою Vf, виміряною перед подачею нагрівального струму. Використовуючи наведене вище рівняння, ΔT отримують і додають до температури відомого корпусу (Tcase) світлодіода для отримання фактичної температури переходу:Tj = Tcase + ΔVf/K
Хоча метод випробувань досить простий, впровадження в схеми світлодіодного освітлення представляє значні проблеми як для джерела імпульсу, так і для вимірювальних приладів. Джерело імпульсу повинно забезпечувати швидкі та точні імпульси високої інтенсивності в ланцюзі живлення, що містить кабелі, а потім швидко повертатися до низьких рівнів струму, щоб дозволити вимірювати напруги поляризації переходу. Типовими значеннями є імпульсні струми до 10А і напруги відповідності сотням вольт. Що стосується малих течій, то вони на три-п’ять порядків нижче цих рівнів. Подібним чином, вимірювальний прилад повинен швидко отримувати значення напруги, як правило, до 200 В, щоб зробити точне вимірювання мілівольт за десятки мікросекунд під час кожної поїздки.
Цим вимогам відповідають індивідуальні системи вимірювання та збору даних, а джерела імпульсів призначені для цього типу тестування. Характеристики цього спеціалізованого обладнання не відповідають більшості вимірювальних приладів, які зазвичай використовуються для цього типу вимірювань.