¿Por qué el brillo de mi LED rojo disminuye lentamente?

Tengo un LED RGB para detección de fotos en mi diseño con cada color controlado por un MOSFET para administrar la intensidad de la luz de cada color. Los LED verde y azul funcionan muy bien, pero mi LED rojo parece desvanecerse lentamente con el tiempo. Medí mi voltaje directo (Vf) para que sea 2.6V en el LED rojo al principio, pero cae a ~ 2.56V en los próximos minutos (en especificaciones).

Aquí está mi esquema. La izquierda es mi configuración tricolor de LED y MOSFET y la derecha es el expansor PWM, controlado por I2C:

TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO:

Aquí están las especificaciones para mi LED tricolor (rodeé el correcto):

Cuando mido la intensidad de la luz proveniente del LED con el tiempo, puedo ver que la intensidad del rojo cae mientras que el verde y el azul se mantienen constantes. ¿Puede una junta de soldadura afectar el LED? No lo habría pensado dos veces, pero tengo un LED RGB adicional, así que eliminé uno de mis viejos (muertos) y conecté el LED con cables en lugar de soldar a mi placa. Tengo el LED en "rojo" y la intensidad no baja.

Esto le ha sucedido a 4 LED ahora ...

— Jordan Lewallen
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Supongo que es la temperatura. ¿Qué frecuencia y ciclo de trabajo utilizas? Usaría un inductor para hacer que la corriente sea más o menos constante en lugar de parpadear con alta frecuencia. Es posible que experimente algún fenómeno relacionado con los bordes de la onda cuadrada ...

— Gregory Kornblum

¿Se puede medir V (Rs) para cada uno al 100% para medir la corriente? ¿Cuánto disipa el calor por diseño? Vf of Red puede calentarse demasiado y tocar Vf by Schockley Effect y perder eficacia por el calor.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@ GregoryKornblum Tengo mi frecuencia PWM configurada a 1600Hz, esa fue la frecuencia con la que vino la biblioteca Adafruit PWM (alimentando el PWM por arduino). ¿Algo que pueda leer sobre los bordes de la onda cuadrada que afecte el rendimiento? Soy curioso. No entiendo cómo conectarlo con cables en lugar de contacto de soldadura tampoco está matando el LED ... mmm

— Jordan Lewallen

¿Qué tan caliente fue tocar? ¿Y dónde están los datos de antes / después y por qué tengo que preguntar dos veces? Tiene un problema térmico y necesitamos mejores datos para ayudarlo a comprender, para solucionarlo. Fotos, temperatura, V, I

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Graves problemas de diseño con esta aplicación ... Puedo solucionarlo si tiene especificaciones.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Respuestas:

El hecho de que el voltaje directo esté en especificación no significa automáticamente que la corriente directa también lo esté. 2.6V a través del LED deja 2.4V a través de la resistencia / MOSFET, lo que podría significar 96mA a través del LED y, por lo tanto, se disiparon 250mW, que está muy por encima del máximo absoluto de 150mW.

Creo que estás matando tu LED rojo.

El voltaje directo en la hoja de datos simplemente da el valor que esperaría ver al pasar una corriente dada a través de él, supongo que estos son los 50 mA que da en el encabezado de la columna, pero dirá en alguna parte.

— Finbarr
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Estamos viendo una corriente de 66.2 mA en el LED rojo, por lo que esto significaría ~ 100mW disipados, lo que debería estar bien, creo

— Jordan Lewallen

La resistencia de derivación del amperímetro puede introducir suficiente resistencia adicional para reducir la corriente a un valor aparentemente seguro. En cambio, solo mida el voltaje a través de la resistencia de 24.9 Ω y calcule la corriente a partir de eso.

— Transistor

@JordanLewallen No, no lo es, consulte el comentario en mi respuesta. 2.6V a 78mA da un poco más de 200mW, muy por encima del máximo. Tienes que mantenerte dentro de TODAS las especificaciones máximas.

— Finbarr

Sería prudente tener buenas especificaciones, márgenes, reducciones ambientales y especificaciones de estabilidad. En este momento no veo ninguno y estás excediendo el Pd para el chip. Sugiero que la corriente acumulativa no puede exceder el promedio de 50 mA para este chip. El epoxi es un buen aislante térmico. También son muy sensibles a duraciones de soldadura> 5 segundos (fallidas o marginadas) y a ESD> -5V. Puede ser mucho mejor con SMD RGB con lente debido a un mejor disipador térmico. En este momento, su disipador de calor es el delgado líder de Cathode

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Incluso estaría mejor con excelentes LED RBD de 5 mm centrados en su objetivo. Puedo enviarle RGB 10 ~ 16Cd 30 deg @ 20mA con algunas modificaciones a su carcasa de apertura. Esta parte de Bivar tiene las mejores piezas de 5 mm en la industria. Mucho más que esta parte de 45 grados @ menos corriente. Y muy preciso. luego agregaría un detector Panasonic Photo 5mm 5V que mide la intensidad corregida CIE para calibrar sus resultados.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Su problema parece ser la variación en el RDS (activado) para el dispositivo que está utilizando. La hoja de datos del BSS84 muestra que el RDS normalizado ( activado ) aumentará a medida que el FET se caliente.

El RDS (encendido) para el dispositivo podría ser bastante alto (10 ohmios) en comparación con su resistencia en serie.
Dado que en sus comentarios dice que el voltaje a través de los 24.9 Ohm es 1.946 V ... agregado a la Vf del LED, esto deja aproximadamente 494 mV a través del FET (dependiendo de la precisión de su suministro de 5 V), por lo que no es un ideal dispositivo (RDS (encendido) es de aproximadamente 6,3 ohmios) para su aplicación.

— Jack Creasey
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