LEDs de alta potência, teste de pulsos curtos na sensibilidade à temperatura

A precisão na medição ótica em LED’s de alta potência com empacotamento avançado exige espectroradiómetros com acionamento extremamente rápido e preciso. 
 
Espectroradiómetros com tempos de medição baixos na gama de microssegundos e acionamento preciso são necessários para realizar medidas em pulsos curtos. Para isso, a Instrument Systems desenvolveu o novo espectroradiómetro CAS125 com sensor CMOS e eletrónica de leitura especialmente adaptada. Isso permite uma caracterização significativamente mais precisa em LED’s de alta densidade de corrente, LED’s de alta potência com capacidade de dissipação de calor reduzida ou LED’s de alta luminância em desenvolvimento e produção.
 
As aplicações mais recentes nas áreas de iluminação automóvel e visão de máquina contam com LED’s de última geração, são o mais pequeno possível e possuem uma elevada luminância. Para fazer com essas dimensões mínimas sob restrições de custo, os elementos de distribuição de calor muitas vezes não são incluídos ou são reduzidos ao mínimo. Nos últimos anos, a indústria usou um processo de pulso longo para determinar a curva L-I (rendimento de luz: corrente) para a caracterização de LED’s em desenvolvimento e produção. A corrente é aplicada no LED de acordo com o padrão IES LM-85 durante vários milissegundos. Em LED’s de última geração de alta potência (ou seja, LED’s com altas densidades de corrente), ocorre um aumento considerável da temperatura devido à falta de dissipação do calor durante esse longo período de tempo. Esta temperatura de junção não constante durante o teste resulta numa curva de medição distorcida. 
 
Um estudo recente mostrou que será necessária medição com pulsos curtos de menos 40 microssegundos para que a caracterização dos LED’s da próxima geração não seja distorcida (cf. LED Professional Review 1/21, “Short-pulse testing eliminates self-heating errors to produce true L-I graphs”). A diminuição do desempenho induzido pelo calor pode ser reduzida significativamente e o efeito de “roll-over” evitado com os testes de pulso curto (consulte a Figura). Além disso, as medições com pulso curto permitem determinar com mais precisão a tensão máxima de conformidade necessária para acionar a corrente necessária. O estudo concluiu que para medição de alta corrente WPE (“wall-plug efficiency”), para o exemplo de LED selecionado, foi 60% mais precisa do que a medição WPE usando o processo de pulso longo.
 
Para medição confiável com pulso curto requer fonte de corrente pulsada com tempos rápidos de subida e descida em conjunto com espectroradiómetro possuindo tempos de medição na gama de microssegundos. No novo espectroradiómetro CAS125, a Instrument Systems optou por um sensor CMOS controlado por eletrónica de leitura especialmente desenvolvida. Essa eletrónica de leitura específica do dispositivo permite o controle otimizado do tempo do espectrómetro, proporcionando tempos de exposição mínimos de 0,01 ms - 40 vezes mais rápido que o CAS140D. Um acionamento preciso também é essencial para garantir que o LED seja alimentado corretamente durante um curto tempo de integração.
 
Uma interface I/O permite a sincronização exata com fontes de corrente pulsada ou fonte pulsada/medidas com capacidade de ser acionadas pelo hardware. A sincronização exata reduz o aquecimento e otimiza o tempo total de medição ao mínimo.
Várias outras inovações distinguem o CAS125. O bloco do seu espectrógrafo é baseado no sistema totalmente estabelecido no mercado CAS140D de alta performance. O novo espectrómetro apresenta um desempenho ótico comparável ao do CAS140D em termos de luz difusa e rendimento ótico. Os tempos de medição já reduzidos no CAS125 pode ser significativamente ainda mais reduzido com o protocolo com base no software para as etapas de medição consecutivos. Finalmente, um recurso exclusivo do CAS125 é a sua estabilização integral da temperatura do sensor. Isso garante um comportamento do ruido independente das condições ambientais, de modo que o CAS125 garante estabilidade de longo prazo, mesmo em ambientes com temperatura instável.
 
 
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