Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

29 Paź 2019 13:21 519 27
  • Poziom 18  
    Witam

    Posiadam diodę CREE XHP 70,2 o specyfikacji jak poniżej:

    Voltage: 6V
    Current: 4,8A (6V)
    42921lm@29W
    Color: Cold White 6500K

    Dioda została podłączona do zasilacza 12V 5A poprzez przetwornicę step-down XL4015 1,25V-36V 5A

    Przy ustawieniu na przetwornicy napięcia wyjściowego 6V, po włączeniu mamy spadek do 5,87V. Nie ma możliwości ustawienia większego natężenia prądu niż 1,5A a tym samym zwiększenia jasności.

    Proszę o informację co może być tego przyczyną i w jaki sposób można zwiększyć natężenie.

    Pozdrawiam
    Michał
  • Poziom 27  
    Diodę musisz sterować prądowo a nie napięciowo. Więc powinna być podłączona do źródła prądowego a nie napięciowego. Generalnie możesz zwiększać napięcie patrząc na amperomierz i kontrolować czy pozostaje poniżej limitu. Tylko weź pod uwagę że taka dioda grzeje się masakrycznie. Jeśli nie będziesz jej wydajnie chłodził to szybko straci jasność.

    Pewny nie jestem, ale deklarowane napięcia na LED oznaczają raczej napięcie minimalne potrzebne do jej działania. Stąd przy 6V masz zaledwie 1,5A poboru prądu. Napięcie właściwe wyniesie znacznie więcej, choć jak pisałem nie powinno się sterować LED napięciowo i dlatego nie ma takich informacji w głównych parametrach. W karcie katalogowej możesz znaleźć wykres I(U).
  • Poziom 18  
    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu Dioda jest na sporym radiatorze z wentylatorem 80mm.
    Rozumiem, że mogę zwiększać napięcie do uzyskania pożądanego natężenia np do 4A i samo napięcie powiedzmy, że 9V bezpośrednio nie wpłynie niekorzystnie na diodę?

    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

    Z powyższego wykresu wg mnie wynika, że przy napięciu bliskim 6V mamy już ponad 4A.
  • Poziom 27  
    Czyli jednak to nie tak, ale dlaczego masz w takim razie odczyt 1,5A. Może ta przetwornica coś miesza na multimetrze albo masz coś jeszcze wpięte w obwód? Jakiś rezystor przy diodzie?
  • Poziom 18  
    W obwodzie tylko dioda 6V.
    Dla diody 12V max natężenie wynosi 2,4A. Może to jest dioda 12V a nie 6V tak jak sprzedawca podawał. Można sprawdzić na jakie napięcie jest dana dioda ?

    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

    Z wykresu wynika, że dioda 12V nie zaświeciłaby się przy napięciu 5,87V.
    W związku z tym, jest to dioda 6V.

    XHP 70,2 ma moc 32W. Biorąc pod uwagę prąd 1,5A i napięcie 5,87V, dioda świeci z mocą 8,80W.
  • Poziom 27  
    Podkręć napięcie do tych 2,4A i sprawdź jaki masz wtedy spadek napięcia na diodzie.

    Sprawdzić się da np mierząc rezystancję. Ale musiałaby być ona podane w karcie katalogowej.
  • Poziom 32  
    Ludzie, czytajcie ze zrozumieniem. Problemem jest przetwornica (albo zasilacz) które się nie wyrabiają. @Michalern; bez obciążenia diodą napięcie daje się regulować? Podłącz do wyjścia przetwornicy żarówkę 12V 21W i sprawdź na niej. Zasilacz nowy czy używany? Może przysiada pod obciążeniem? Jakie napięcie na wejściu przetwornicy podczas pracy?
  • Poziom 18  
    Bez obciążenia diodą napięcie daje się regulować.
    Z obciążeniem również, tylko przy ustawionym napięciu 6V ( podczas pracy 5,87V) natężenia nie da się ustawić powyżej 1,5A, musiałbym zwiększyć napięcie.
    Zasilacz nowy.
    Napięcie na wejściu przetwornicy podczas pracy sprawdzę w przyszłym tygodniu.

    Poniżej dane przetwornicy:

    Uwe(in): 5,5-36VDC; Uwy(out): 1,25-32VDC
    Imax: 5A
    Częstotliwoć pracy: ~180kHz
    Sprawność: max.95%
  • Poziom 35  
    Michalern napisał:
    Dioda została podłączona do zasilacza 12V 5A poprzez przetwornicę step-down XL4015 1,25V-36V 5A


    Przede wszystkim nie napisałeś tutaj co to za przetwornica, bo pod tą nazwą występują w naszych sklepach i u Chińczyka co najmniej dwie różne wersje przetwornic. Na pierwszy rzut oka różnią się tym że jedna ma jeden potencjometr a druga dwa (i jest też tam drugi układ scalony).
    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu
    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

    Jeśli masz tą z jednym potencjometrem to się nie nadaje do bezpośredniego zasilania LED.

    Musi być taka która w opisie zapewnia pracę CC czyli stabilizacji prądu.

    Napisz coś może dokładniej o Twojej przetwornicy albo daj jakąś fotkę.
  • Poziom 18  
    Jest to przetwornica z regulacją V i A
    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu
  • Poziom 35  
    Michalern napisał:
    Jest to przetwornica z regulacją V i A


    To w porządku.
    Czyli napięcie na tej przetwornicy regulujesz na wartość wyraźnie wyższą niż spodziewane największe napięcie przewodzenia LED np. 8V. Ta ustawiona wartość napięcia jest w zasadzie nieistotna bo i tak przetwornica będzie pracowała w trybie CC i napięcie na jej wyjściu ustali LED, według swoich indywidualnych parametrów oraz temperatury. Czyli tym się nie przejmujesz bo ustali się "samo".
    I wtedy na przetwornicy ustawiasz jedynie prąd.
    Przypomnę tylko że w karcie katalogowej tych LED, prąd maksymalny dla konfiguracji 6V to 2,4A. Ale wartość zalecana, przy której też definiowane są różne parametry eksploatacyjne to 2,1A i warto się jej właśnie trzymać jako eksploatacyjne maksimum (uwzględniając też równocześnie możliwości schłodzenia tej LED, tak by nie przekroczyć maksimum temperatury).
  • Poziom 18  
    Zgodnie z kartą katalogową maksymalny prąd dla XHP 70,2 w wersji 6V wynosi 4.8 A.
    2,4A jest dla wersji 12V.

    Więc pomimo tego, że napięcie diody wynosi 6V mogę ustawić nawet 11V tylko nie mogę przekroczyć natężenia 4,8A?
  • Poziom 35  
    Michalern napisał:
    Zgodnie z kartą katalogową maksymalny prąd dla XHP 70,2 w wersji 6V wynosi 4.8 A.
    2,4A jest dla wersji 12V.


    Mój błąd, źle przepisałem. Oczywiście że w konfiguracji 6V maksimum prądu, którego przekroczenie grozi uszkodzeniem, to 4,8A ale zalecane to właśnie te 2,1A. Tak że możesz dać więcej niż zalecane (godząc się na pewne konsekwencje) ale powyżej maksimum bym nie radził.




    Michalern napisał:
    Więc pomimo tego, że napięcie diody wynosi 6V mogę ustawić nawet 11V tylko nie mogę przekroczyć natężenia 4,8A?


    Możesz, bo to nie ma znaczenia. Byle nie było mniej.

    Ta przetwornica ma mniej więcej taką charakterystykę prądowo-napięciową:

    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

    gdzie potencjometr od napięcia reguluje położenie poziomego odcinka (czyli trybu CV) a drugi potencjometr pionowego odcinka (odpowiednio tryb CC). A praca z takim LED powinna się odbywać cały czas na tym właśnie odcinku pionowym (strzałka B).
    Czyli w zasadzie parametry odcinka poziomego są nieistotne bo nieużywane.
  • Poziom 18  
    Nie do końca nieistotne, ponieważ zbyt niski parametr zmniejsza granice regulacji.
    Proszę mi powiedzieć jak to się ma do wykresu V/A dla omawianej diody?

    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu

    Wykres z karty katalogowej stworzony na podstawie pomiarów. Dlaczego to się nie będzie zgadzać z rzeczywistymi, wykonanymi przeze mnie pomiarami ?
  • Pomocny post
    Poziom 35  
    Michalern napisał:
    Nie do końca nieistotne, ponieważ zbyt niski parametr zmniejsza granice regulacji.

    No to już pisałem, by było więcej niż spodziewane maksimum dla danego LED z uwzględnieniem wszystkich czynników mających wpływ na to napięcie przewodzenia.

    Michalern napisał:
    Proszę mi powiedzieć jak to się ma do wykresu V/A dla omawianej diody?


    Na tym wykresie zasilacz CC wyznaczy poziomą linię a punktem pracy będzie punkt przecięcia tej linii i krzywej charakterystyki LED.

    Michalern napisał:
    Dlaczego to się nie będzie zgadzać z rzeczywistymi, wykonanymi przeze mnie pomiarami ?


    Ważne pytanie zadałeś.
    Tu jest ważna specyfika wszystkich LED w ogólności, że wykres z dokumentacji, który tu pokazałeś, jest wykresem typowym, a w rzeczywistości, prosto mówiąc, ten wykres jeździ w poziomie w prawo i w lewo. Czynników przesuwających jest kilka. Głównie chwilowa temperatura czipu. Im większa tym bardziej wykres przesuwa się w lewo.

    I dlatego m.in. nie można używać gołego zasilacza "napięciowego", bo jak popatrzysz (zasilacz napięciowy CV wyznacza linię pionową) to przykładowo jeśli ustawisz napięcie na zimnej LED tak by prąd był jaki żądasz, to jeśli LED się nagrzeje, wykres pójdzie w lewo i prąd wzrośnie w sposób niekontrolowany.

    Przesunięcie poziome wykresu (względem podanego w dokumentacji jako typowy) zależy też od egzemplarza LED.
    Dlatego nie będzie Ci wykres z dokumentacji pasował do rzeczywistej LED, którą masz.
    Jeszcze z głównych powodów przesuwania wykresu jest degradacja. W trakcie eksploatacji wykres (co prawda powoli) przesuwa się w prawo. Czyli napięcie przewodzenia rośnie, co warto uwzględnić w tym marginesie napięcia.
  • Poziom 24  
    rb401 napisał:
    Tak że możesz dać więcej niż zalecane (godząc się na pewne konsekwencje) ale powyżej maksimum bym nie radził.


    Nie ma się co tak bać przekroczenia maksymalnego prądu. Przy dobrym podłożu i odprowadzaniu ciepła spokojnie można przekraczać maksymalny zalecany przez producenta prąd. Nie spowoduje to nagłego uszkodzenia diody. Nie zalecam oczywiście wyciskania z niej siódmych potów, ale w niektórych zastosowaniach, gdzie potrzeba chwilowo bardzo dużo światła (np. latarka) spokojnie można podać dwukrotnie większy prąd niż maksymalny zalecany.
  • Poziom 35  
    Piotrek#G napisał:
    można przekraczać maksymalny zalecany przez producenta prąd.


    Tu trochę mieszasz pojęcia.
    Bo w przypadku LED do użytku profesjonalnego, w kwestii prądu są podawane dwie wartości.
    Jedna to absolutne maksimum, którego przekroczenie może prędzej lub później skutkować zniszczeniem LED. I tej wartości się nie przekracza, chyba że się jest chińskim producentem skrajnie taniej tandety z pięciominutowym okresem gwarancji.

    A druga, to zalecany prąd eksploatacyjny, różnie przez producentów nazywany np. testowy, typowy itd. , dla którego są podane przez producenta, gwarantowane parametry, jak np. współrzędne chromatyczne, sprawność, spadek napięcia itp. . I tą wartość prądu można przekroczyć (lub użyć mniejszego) bez szkody dla LED , ale licząc się z tym że te w/w sprecyzowane parametry LED będą nieaktualne. W amatorskich zastosowaniach, rozjechanie się współrzędnych chromatycznych może nie jest może żadnym problemem. Ale już spadek sprawności (lm/W) może być istotny.

    Czyli albo prąd maksymalny albo zalecany.
  • Poziom 24  
    Chyba nie o końca mnie zrozumiałeś.
    rb401 napisał:
    Jedna to absolutne maksimum, którego przekroczenie może prędzej lub później skutkować zniszczeniem LED. I tej wartości się nie przekracza, chyba że się jest chińskim producentem skrajnie taniej tandety z pięciominutowym okresem gwarancji.

    rb401 napisał:
    Czyli albo prąd maksymalny albo zalecany.


    Albo kiedy jest się hobbystą, który godząc się na skrócenie żywotności i odbiegnięcie niektórych parametrów od tych deklarowanych przez producenta, uzyska coś więcej niż to, co przewidział producent. Sam mam latarkę, w której zasilam diodę prądem wynoszącym 200% wartości maksymalnej podanej przez producenta i robię to świadomie, żeby zyskać więcej światła i większy zasięg latarki.

    Chciałem zwrócić uwagę na to, że dioda po przekroczeniu maksymalnego prądu nagle nie odparuje i w zależności od producenta i typu spokojnie wytrzyma mniejsze, lub większe przekraczanie tych wartości.

    Można znaleźć w sieci testy, podczas których XHP70.2 wytrzymała prąd 20A (przy konfiguracji na 6V napięcie przewodzenia). Tak, wiem, to jest już skrajność i testy często niszczące, ale pokazują ile takie elementy są w stanie wytrzymać.
  • Specjalista elektronik
    Piotrek#G napisał:
    zasilam diodę prądem wynoszącym 200% wartości maksymalnej podanej przez producenta i robię to świadomie, żeby zyskać więcej światła i większy zasięg latarki.

    I prawdopodobnie masz przez to mniej światła - LED pracując przy zbyt dużym prądzie (zbyt wysokiej temperaturze złącza) szybko ulega degradacji, traci jasność. Chyba, że na pojedyncze milisekundy.

    Poza tym, widziałem wykres zależności jasności LED-a (Kingbright SR) od prądu - dopuszczalny 25mA, do 20mA jasność rośnie liniowo, potem zwalnia, przy 25mA przestaje rosnąć, jest ze 12% więcej, niż przy 20mA.

    Kiedyś robiono zielone LED-y tak, że sama struktura świeciła czerwono (czy nawet w podczerwieni), a luminofor konwertował 2 kwanty światła LED-a na 1 kwant zielonego - wtedy jasność była proporcjonalna do kwadratu prądu i miało sens zasilanie impulsami, dawało lepszy stosunek jasności do mocy. Ale to już właściwie prehistoria LED-ów.
  • Poziom 24  
    _jta_ napisał:
    I prawdopodobnie masz przez to mniej światła - LED pracując przy zbyt dużym prądzie (zbyt wysokiej temperaturze złącza) szybko ulega degradacji, traci jasność. Chyba, że na pojedyncze milisekundy.

    Nie, światła jest więcej. Potwierdzają to pomiary. Owszem, sprawność diody spada, ale wyjściowo światła jest więcej. I nie mówimy tu o milisekundach, a o minutach.
    Polecam przeczytać i spojrzeć na wykresy:
    http://budgetlightforum.com/node/58094
    http://budgetlightforum.com/node/57715

    Jak widać sprawność po przekroczeniu maksymalnego prądu spada, ale nie tak gwałtownie jak mogłoby się wydawać.
  • Specjalista elektronik
    Pytanie, jakie chłodzenie jest przy tym potrzebne, żeby uniknąć szybkiej degradacji. Co to jest TSP?

    Znalazłem jakieś takie rozwinięcia, jak Temperature Sensitive Paint/Parameter, ale gdzie jest to "sensitive"?
  • Poziom 35  
    Piotrek#G napisał:
    Nie, światła jest więcej. Potwierdzają to pomiary. Owszem, sprawność diody spada, ale wyjściowo światła jest więcej. I nie mówimy tu o milisekundach, a o minutach.
    Polecam przeczytać i spojrzeć na wykresy:
    http://budgetlightforum.com/node/58094
    http://budgetlightforum.com/node/57715


    Tyle że wyniki tych testów, że te LEDy wytrzymują przez minuty prądy grubo powyżej katalogowego maksimum, można traktować wyłącznie jako ciekawostkę techniczną a nie przesłankę by używać tych parametrów w normalnej eksploatacji.

    Ciekawe materiały na temat konsekwencji przekraczania prądu maksymalnego publikuje Cree, właśnie w kontekście tej rodziny LED, o której mowa. I zwraca uwagę, że nawet krótkie milisekundowe przekroczenia, mogą powodować kumulującą się degradację, która może mieć katastrofalne skutki nawet dużo później w czasie eksploatacji.

    Taki przykład. Okazuje się że zbyt duże prądy powodują uszkodzenia LED natychmiastowe lub przesunięte w czasie, ale nie zawsze mechanizmem destrukcji jest wydzielające się ciepło (czyli przegrzanie czy stopienie), jakby mogło się to wydawać. Jest np. takie ciekawe zjawisko jak elektromigracja, gdzie po przekroczeniu jakieś krytycznej gęstości prądu, metalizacja na czipie się fizycznie przemieszcza, doprowadzając w rezultacie do awarii.

    https://www.cree.com/led-components/media/documents/XLamp_Elec_Overstress.pdf

    https://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampPulsedCurrent.pdf


    Tak że przekraczanie maksimum, zdecydowanie nie jest zalecane jako poprawna praktyka, nawet jeśli wydaje się danym momencie że nie rodzi negatywnych konsekwencji dla LED.
  • Specjalista elektronik
    Sprawność LED-ów zależy od występowania defektów sieci - one powodują, że część mocy zamienia się w ciepło, zamiast w światło, i więcej defektów, to więcej ciepła, a mniej światła. A w rezultacie przeciążania tworzą się defekty sieci. Może być np. tak, że podgrzanie spowoduje powstanie mikropęknięcia w powłoce chroniącej kryształ przed dostępem powietrza, i potem już atomy powietrza będą migrować do kryształu tworząc defekty sieci. Kryształ to dość delikatny twór.
  • Poziom 35  
    _jta_ napisał:
    Sprawność LED-ów zależy od występowania defektów sieci - one powodują, że część mocy zamienia się w ciepło, zamiast w światło, i więcej defektów, to więcej ciepła, a mniej światła. A w rezultacie przeciążania tworzą się defekty sieci.


    To o czym mówisz, czyli przyrastającej w czasie liczbie defektów sieci (dyslokacji) dotyczy też normalnej pracy, poniżej katalogowego maksimum prądu. I z tego wynika cecha wszystkich praktycznie LED mocy, a mianowicie ich ograniczona w czasie żywotność określana tym, po jakim czasie jasność LED spadnie do umownego poziomu (np. 70% początkowej jasności). Ale nie jest to rodzaj degradacji, który powoduje gwałtowny "zgon" LED.

    Ale tu chciałem zwrócić uwagę (szczególnie entuzjastom wyciskania z LED ile się da) na nieco inną, ważną sprawę, to że w materiałach CREE, jest opisany inny rodzaj degradacji LED, której mechanizmy działają tylko w wypadku wyjścia prądem ponad katalogowe maksimum (głównie elektromigracja).
    A co jeszcze gorsze w przypadku tych uszkodzeń, jak przestrzega producent, LED po takim epizodzie przekroczenia tego prądu, nawet krótkim, może ulec awarii natychmiastowej ale i też odsuniętej w czasie. Czyli drastycznie spada ogólna niezawodność takiego LED nawet jeśli wydaje się ok.
  • Poziom 24  
    Panowie, przyznaję Wam rację, w zastosowaniach profesjonalnych jest tak jak piszecie. Ja jednak zwróciłem uwagę na czysto hobbystyczne zastosowanie, jako ciekawostkę. Jeżeli dioda się uszkodzi, to wymienię ją na kolejną. To tak jak z podkręcaniem silników w autach. Robi się 200 KM z litra pojemności licząc się jednak z tym, że sam silnik czy też osprzęt może tego długo nie wytrzymać.
    W hobby nie szuka się logiki. Do czego mi latarka o zasięgu 2 kilometrów, której używam raz w miesiącu? Ot tak, do "mania".
  • Poziom 43  
    Piotrek#G napisał:
    Ja jednak zwróciłem uwagę na czysto hobbystyczne zastosowanie, jako ciekawostkę. Jeżeli dioda się uszkodzi, to wymienię ją na kolejną.
    Montujesz nową diodę, masz więcej światła, ale po roku nawet sporadycznej eksploatacji nie wiesz, czy przeciążana dioda jeszcze daje więcej, czy może już straciła 50% i świeci słabiej niż nieprzeciążana z nominalnym prądem, na oko wiele nie ocenisz, w końcu jest przystosowane żeby widzieć i przy 1lx i przy 100000lx.

    Piotrek#G napisał:
    W hobby nie szuka się logiki. Do czego mi latarka o zasięgu 2 kilometrów, której używam raz w miesiącu? Ot tak, do "mania".
    A dla mnie to całkiem logiczne, lepiej mieć więcej światła niż mniej, optymalne było by 1kW/m2 (i nie jest to moc zasilania, ale optyczna) tyle daje słońce :)

    Tylko zamiast przeciążać jedną diodę lepiej dać ich 10 albo 100.
  • Poziom 24  
    jarek_lnx napisał:
    na oko wiele nie ocenisz, w końcu jest przystosowane żeby widzieć i przy 1lx i przy 100000lx

    Na oko ciężko ocenić światło, czy jego utratę "ilościowo", ze względu na kwadratowe prawo ściemniania, ale da się ocenić w konkretnym zastosowaniu poprzez ocenę zasięgu światła. W końcu aby dwukrotnie zwiększyć zasięg latarki, potrzeba czterokrotnie zwiększyć natężenie światła.

    jarek_lnx napisał:
    Tylko zamiast przeciążać jedną diodę lepiej dać ich 10 albo 100

    Czasami zwyczajnie się nie da. Spróbuj założyć kilka diod do takiego potworka (po lewej latarka na jedno ogniwo 18650 dla skali):
    Cree XHP 70,2 6V - uzyskanie max natężenia prądu
    Nawet wymiana diody na większej mocy, ale o większej strukturze powoduje utratę zasięgu.
  • Poziom 18  
    Wracając do tematu:

    *Napięcie na zasilaczu pod obciążeniem 12,16V
    *Dla napięcia 5,9V (pod obciążeniem) max natężenie wynosi 2,51A
    *Dla napięcia 6,27V (6,27V pod obciążeniem, 7,16V bez obciążenia) max natężenie wynosi 4,6A

    Zwiększenie napięcia (bez obciążenia) z 6V do 7,16V pozwoliło uzyskać oczekiwane natężenie 4,6A (32,9W, specyfikacja CREE XHP 70,2 podaje 42921lm@29W, przy powyższym ustawieniu przetwornicy moc została przekroczona o 3,3W)