Re: Warum sterben meine LED?

From	Helmut Schellong <var@schellong.biz>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Warum sterben meine LED?
Date	2024-03-13 19:16 +0100
Message-ID	<ussqhk$1arm6$1@solani.org> (permalink)
References	(7 earlier) <07b3de011902ab5016225a08d9920775be62958a.camel@bartheld.net> <uspekf$8sg1$1@dont-email.me> <e7fc71b3a4ef3ba75eca1707bb97c448673437f6.camel@bartheld.net> <usrikj$191oi$1@gwaiyur.mb-net.net> <4b3ec59c1cc2187d22fea3d6e53edeee7500e89c.camel@bartheld.net>

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Volker Bartheld wrote:
>>>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
>>>>           "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>>>           current should be larger than 0.5 microseconds."
>>> Und was könnte [...] der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
>>> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?
>>
>> Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu
>> schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am
>> Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die
>> Wärmeableitung nicht mehr, wie sie sein soll, der Rest ist dann bald
>> Geschichte.
> 
> Interessant. Ich glaub Dir das natürlich gerne - aber dann sind die Massen (bzw.
> Wärmekapazitäten) also tatsächlich so klein und die Wärmewiderstände zum
> Trägermaterial hin so groß, daß derartig schnelle Stromanstiege zu ebenso
> schnellen Geometrieveränderungen führen?

Beispielsweise bei einer CPU ist das auch so.
Ein heftiger Lastsprung führt innerhalb von us zu einem heftigen Temperatursprung des Chips.
Bei Annahme von 0,03°C/W ergibt sich durch +300W schlagartig +9°C.

Intel hatte mal Wärmeleitpaste probiert.
Bei den Nachfolgern in der Chip-Familie wurde gelötet, statt WLP verwendet.

> Das würde dann also auch weitestgehend unabhängig von der Pulsdauer passieren,
> d. h. einfach bei genügend steiler Einschaltflanke und dann Dauerstrichbetrieb
> bei der entsprechenden Stromstärke?
> 
> Faszinierend.

Das ist seit Ewigkeiten bekannt.
In Datenblättern gibt es zwei entscheidende Diagramme:
o  Einen virtuellen Wärmewiderstand durch gepulsten Betrieb [1].
o  Ein SOA-Diagramm, welches oft das vorstehende Diagramm benutzt.

[1] Bei DC liegt Rth=1 vor (normiert).
.   Bei tein=taus ist der Rth=0.5
.   usw.
.   Zum Schluß unten ist ein SINGLE PULSE - mehr geht nicht.

Es fällt auf, daß es unterhalb von gewissen Zeiten t keine Ergebnisse gibt.
Das jeweilige Bauelement kann einfach nicht schneller.
Weitere Kurven zu der Schar wären zunehmend verzerrt.

Der virtuelle Wärmewiderstand sinkt zu Beginn linear mit dem Tastverhältnis:
D=0.5  ⇒ Rth=0.5
D=0.2  ⇒ Rth=0.2
D=0.1  ⇒ Rth=0.105
D=0.05 ⇒ Rth=0.07
D=0.02 ⇒ Rth=0.04
D=0.01 ⇒ Rth=0.03
Der Rth sinkt zusehends überproportional immer schwächer.

-- 
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong

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          Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 09:54 +0100
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