Стенд наработки при изучении механизмов деградации светодиодов

Большой интерес представляют исследования светодиодов по методикам собственных разработок с применением деградационных характеристик. Результаты таких исследований позволяют с большой долей достоверности судить о качестве изготовления светодиодов, применённом кристалле, влиянии различных факторов на долговечность с прогнозом изменения их характеристик во времени. Помимо определения фактора деградации в реальных условиях эксплуатации, возможно исследование с повышенной температурой, питанием различными видами тока и т.д. В совокупности с другими, описанными выше видами измерений, этот метод наиболее прогрессивен при глубоком и детальном прецизионном исследовании светодиодов.

Плотность протекающего через светодиод тока оказывает существенное влияние на деградацию светодиодов, поэтому в процессе наработки необходима жесткая стабилизация рабочего тока в течении всего срока наработки. Любое незначительное отклонение протекающего через светодиод тока может свести на нет все измерения характеристик светодиодов, которые могут повлиять в дальнейшем на выводы и принятие решения.

Крайне важным является постоянство пребывания светодиодов в рабочем цикле, с минимальными коммутациями, которые вносят вклад в деградацию характеристик светодиодов. Конечно, полностью избавиться от коммутаций светодиодов не удается, так как для измерения характеристик светодиоды необходимо отключать. Для сведения этого влияния к минимуму в стенде наработки применена схема стабилизации по напряжению и току.

Для такой двухступенчатой стабилизации нельзя применять групповую стабилизацию, так как добавление или изъятие группы светодиодов, приведет к неизбежному изменению электрических параметров. Изменение питающего напряжения всего на 0,05 В из-за крутизны ВАХ (вольт-амперной характеристики) светодиода повлечет изменение мощности потребления примерно на 2% и изменит его температурный режим работы, что соответственно скажется на его характеристиках.

Система питания светодиодов стенда наработки
Система питания светодиодов стенда наработки

Мощный импульсный источник стабилизированного напряжения питает несколько плат со светодиодами. Обратная связь по напряжению поддерживает напряжение на нагрузке, что компенсирует сопротивление проводов и контактов разъемов. Платы со светодиодами и их стабилизаторами тока, соединены с источником общей шиной.

Установленные на платах светодиоды в процессе наработки Установленные на платах светодиоды в процессе наработки
Плата стабилизаторов стенда наработки Плата стабилизаторов стенда наработки

Каждый светодиод на плате имеет поддерживающий только его режим свой собственный стабилизатор тока. Цанговые контактные гнезда для подсоединения светодиодов, установленные на платах, обеспечивают удобство их установки и извлечения. Схема питания выполнена так, что светодиод включается в разрыв входа питания стабилизатора и таким образом замыкает всю цепь. Обеспечивая постоянное напряжение на резисторе, сопротивление которого не меняется, стабилизатор обеспечивает постоянство рабочего тока светодиода. При отсутствии светодиода в гнезде стабилизатора тока оказывается обесточенным.

Каждая плата стабилизаторов с группой светодиодов имеет свои собственные фильтры с электролитическим конденсатором большой емкости (10 000 мкФ) и несколькими керамическими конденсаторами, которые равномерно распределены по плате. Входной диод обеспечивает защиту платы от напряжения обратной полярности.