Măsurarea temperaturii prin metoda fără contact (electrica)
Prin combinarea multimetrelor digitale cu eșantionare de mare viteză și a surselor de curent cu impulsuri rapide de mare precizie, se poate măsura temperatura joncțiunii în circuitele multi-LED. Rezultatele permit, să se calculeze si rezistența termică in condiții menționate. Asociația din Industria Electronica EIA / JEDEC JESD51-1 descrie „Metoda de încercare electrică”, o tehnică de măsurare a temperaturii joncțiunii bazată pe măsurarea tensiunii directe pentru testarea diodelor. Această metodă utilizează două niveluri de curent: un curent de măsurare, de nivel scăzut și un curent de încălzire la valoare ridicata. Nivelul curentului de măsurare este suficient de mare pentru a asigura starea de conducție a diodei, dar suficient de scăzut pentru a nu produce auto încălzire semnificativă, de obicei câteva zeci de miliamperi. Pentru LED-uri, curentul de încălzire este ales de obicei aproape sau egal cu cel de funcționare – sute de miliamperi sau amperi.
Exemplu de circuit de măsurare a temperaturii joncțiunii într-un aparat de iluminat realizat cu sursa de alimentare separata si instrumente de măsurare conectate. Dispozitivul testat are un circuit serie cu mai multe LED-uri, toate montate pe un radiator pentru a elimina căldura. În acest exemplu, temperatura joncțiunii este măsurată pentru un LED în matrice, iar rezistența termică (Rθ) de la joncțiune este calculată.
În metoda de testare, este determinată mai întâi variația tensiunii directe (Vf) față de temperatură prin alimentarea LED-ului cu curentul de măsurare și varierea temperaturii. Punctele rezultate sunt graf ic reprezentate iar relația este redusă la un singur factor de panta, numit factorul K:
K = ΔVf / ΔT
Pentru LED-urile singulare, K se afla în intervalul de la 1 la 3 mV / ° C. Folosind acest factor, o modificare a temperaturii joncțiunii LED poate fi calculată prin măsurarea schimbării corespunzătoare a tensiunii Vf și împărțirea cu K:
ΔT = ΔVf / K
Metoda de testare electrică specifică o tehnică dinamică pentru măsurarea temperaturii joncțiunii (Tj) în condiții de încălzire la un curent ridicat. LED-ul este alimentat cu un curent de încălzire mare pentru o perioadă de timp și apoi este rapid comutat la curentul de măsurare scăzut. Vf se măsoară imediat după trecerea la curentul scăzut și se compară cu tensiunea Vf măsurată înainte de aplicarea curentului de încălzire. Folosind ecuația de mai sus, ΔT se obține și se adaugă la temperatura cazului cunoscut (Tcase) a LED-ului pentru a obține temperatura reală a joncțiunii:
Tj = Tcase + ΔVf / K
Deși metoda de testare este destul de simpla, implementarea în circuite de iluminare cu LED prezintă provocări semnificative atât pentru sursa de impulsuri, dar și pentru instrumentele de măsurare. Sursa de impulsuri trebuie să furnizeze impulsuri rapide și precise de mare intensitate într-un circuit de putere ce conține cabluri și apoi să revină rapid la niveluri scăzute de curent pentru a permite măsurarea tensiunilor de polarizare a joncțiunii. Curenții de impuls până la 10A si tensiuni de sute de volți de conformitate sunt valori tipice. Cat privește curenții mici sunt de trei până la cinci ordine de mărime sub aceste niveluri. În mod similar, instrumentul de măsurare trebuie să achiziționeze rapid valorile de tensiuni, în mod obișnuit până la 200 V, pentru a face o măsurare cu precizie de milivolți în zeci de microsecunde la fiecare declanșare.
Aceste cerințe sunt îndeplinite de sisteme personalizate de măsurare si achiziție de date iar sursele de impulsuri sunt dedicate acestui tip încercări. Caracteristicile acestor echipamente specializate, nu sunt îndeplinite de cele mai multe instrumente de măsurare, utilizate de obicei pentru acest tip de măsurare.
