Maksymalny prąd wsteczny współczesnych diod LED przy zasilaniu 230V AC

Fri Nov 29, 2019 2:14 pm   

Czy współczesne LED-y są jakieś wybitnie delikatne na prąd wsteczny
(zaporowy)?
Przyjęte jest, że w układach prądu zmiennego równolegle do diody świecącej
daje się przeciwsobnie diodę prostowniczą służąca obniżeniu napięcia
wstecznego na LED do 0,6-0,7V (napięcie przewodzenia małej prostowniczej
krzemowej diody).

Teraz robimy układ gdzie diodę LED (popularna fi 3mm biała) przez szeregowy
opornik 100k 1W podłączamy do sieci zasilającej ~230V 50Hz. Do LED w celach
testowych nie podłączamy równolegle przeciwsobnej diody zabezpieczającej.
Czyli dioda świeci jednopołówkowo, a szczytowy prąd przewodzenia nie
przekracza 3,5mA
Dlaczego taką diodę ubija? Dioda poświeci chwilę, ale już kolejne jej
załączenia wskazuja, że uległa uszkodzeniu?
Czyżby max dopuszczalny prąd wsteczny współczesnej LED mierzony był w MIKRO
Amperach i próba przepuszczenia wstecznie (gdy taka dioda osiągnie prób
przebicia jak Zenera) prądu rzędu kilku mA zabija taką diodę? Ze
współczesnej LED nie da się zrobić diody Zenera? Efekt podobny gdy
wykorzystuje się złącze BE spolaryzowane zaporowo jako diodę Zenera w
okolicy 6V.
Z tego co kojarzę część starych diod świecących z PRL (z gatunku CQYP...)
jak lata temu robiłem takie próby to bez szwanku przeżywała taki test.
Mocniejsze struktury czy jak?
Czyżby przez to, że dzisiejsze LED przy tym samym prądzie mają większą
sprawność, oddają więcej światła to przez to mają bardziej delikatne
struktury?

Rozumiem, że diodę zasilaną z sieci ~230V 50Hz przez szeregowy kondensator
np. 100nF (jako "niegrzejący się rezystor") ubijemy (nawet jak mamy
szeregowo wpięty opór łagodzący udary rozruchowe kilkaset Ohm), bo zdarzają
się punkty gdzie ten prąd w udarze na rozruchu może tam uderzyć do kilku
Amperów i w takim układzie bez równoległej diody zabezpieczającej zawsze LED
ubija, z równoległą diodą chodzi latami bez awarii.
Ale czemu LED nie przeżywa testu zasilana przez tylko czystą rezystancję
100k z sieci 230V?

Fri Nov 29, 2019 2:37 pm   

W dniu 29.11.2019 o 14:14, jedrek pisze:

Nie prąd wsteczny ale napięcie. Przecież na tym twoim rezystorze w
szereg z diodą przy mikroamperach odłoży się tyle co nic i dioda będzie
musiała wytrzymać całe ~330V szczytowego.

Fri Nov 29, 2019 2:55 pm   

"LOLek"

Idąc twoją dziwną logiką gdybyśmy w układzie z oporem 100k, w miejsce tej
LED wstawili Zenerkę 5V6 to na niej też by się odłożyło
330V.................................................................................
Nie kupuję twojej wersji.
Twoja wersja byłaby prawdziwa jakby LED miała wsteczne napięcie przebicia
nieco ponad 330V, wtedy rzeczywiście najpierw by zaczynały płynąć mikrampery
aby gdy dojdzie do punktu przegięcia przywalić prąd max ustalony rezystorem
ograniczającym.

Fri Nov 29, 2019 3:27 pm   

W parametrach katalogowych masz max napięcie wsteczne ( zwykle 5V ) i
podany prąd wsteczny ( pewnie około 10uA ).

Co wraz z rezystorem 100k pięknie niszczy diodę przekraczając napięcie
wsteczne max dozwolone.

Co jest tutaj dyskusyjne ?

Pozdrawiam

Adam Górski

Fri Nov 29, 2019 5:02 pm   

W dniu 2019-11-29 o 14:14, jedrek pisze:

Podstawowe pytanie: Jakie jest napięcie wsteczne na takiej diodzie?
P.G.

Sat Nov 30, 2019 8:25 pm   

Dnia Fri, 29 Nov 2019 15:27:31 +0100, Adam Górski <gorskiamalpawpkropkapeel_@xx> napisal:

na AlGaAs gdzie struktura była "objętościowa".
Sa też wrażliwe na elektrostatykę. W dużych diodach, tak jak w dużych mosfetach
to nie jest problem bo mają duża pojemność.

Sat Nov 30, 2019 8:51 pm   

LOLek wrote:


Złącze półprzewodnikowe w pierwszej kolejności uszkadza wydzielona w nim
energia, elektromigracja działa znacznie wolniej. Powyżej pewnego
napięcia dojdzie do przebicia lawinowego i przez diodę popłynie prąd.
Jak duży? Ano taki, na ile zewnętrzne ograniczenie pozwoli. Z opornikiem
100k będzie to 1.2mA RMS. Jeśli napięcie przebicia będzie niskie, to nic
się nie powinno stać. "Zenerki" pracują w tym trybie stale.

Pozdrawiam, Piotr

Sat Nov 30, 2019 8:58 pm   

Adam Górski wrote:


Maksymalne DOZWOLONE napięcie wsteczne. Tj. takie, przy którym żadna
zmiana w procesie technologicznym nie doprowadzi do przebicia lawinowego
w złączu. Rzeczywiste jest wyżej, mniej więcej w przedziale 30-80V.


To jest maksymalny dopuszczalny "upływ" przy przy napięciu 5V, a nie
parametr wytrzymałościowy. Do tego zapewne mocno przeszacowany, bo
się fabryce nie opłaca tego mierzyć.


Byzydura. Ogranicza jedynie Rth-j.


Jędrek ma właściwą intuicję. :-)

Pozdrawiam, Piotr

Sun Dec 01, 2019 4:21 pm   

Podałem prąd wsteczny ( dla pierwszej z brzegu LED , tak sobie
przyjąłem) nie jako parametr dopuszczalny a jedynie w celu wyznaczenia
rezystancji dynamicznej w tym punkcie pracy.
A w tym punkcie podział napięcia wygląda tak że zdecydowanie przekracza
dozwolone 5V w kierunku zaporowym dla diody LED.

Wskazuje jedynie że zostały przekroczone wartości katalogowe. Nie wolno
to nie wolno.

No chyba że nie rozumiem pytania...

Pozdrawiam

Adam Górski

Sun Dec 01, 2019 5:07 pm   

Adam Górski wrote:


Zdecydowanie wolno, tylko trzeba wiedzieć, co się robi. Pierwszy z
brzegu przykład:

http://www1.futureelectronics.com/doc/EVERLIGHT%C2%A0/334-15__T1C1-4WYA.pdf

Absolute maximum ratings dla napięcia wstecznego to 5V,
ale dalej jest tabelka podająca minimalne napięcie Zenera Vz=5.2V przy
prądzie Iz=5mA. Czyli co najmniej taki wsteczny prąd pomiaru dioda
wytrzymuje. Notes (3) potwierdza właściwości lawinowe diody.

Maksymalna moc rozpraszana Pd to 100mW, co przy katalogowym
prądzie wstecznym 5mA pozwala na 20V rzeczywistego napięcia przebicia.
Rezystor 100k przepuści max. 3.2mA prądu, więc dioda nie może mieć Vz
wyższego niż 31.25V. W drugiej połówce cyklu dioda świeci z mocą ~5mW,
co efektywnie podwaja dostępny budżet termiczny. Trzeba sprawdzić próbki
z rolki, jak Vz jest dostatecznie małe, to nic nie wybuchnie. :-)

Używałem pomarańczowego LEDa jako diody prostowniczej w maleńkim
flybacku o mocy 100mW.

Pozdrawiam, Piotr

Mon Dec 02, 2019 12:57 pm   

Szczerze mówiąc, pierwszy raz zwróciłem uwagę że dla led podawane jest
Vz. Sprawdziłem inne katalogi z których korzystam i takich parametrów
zwykle nie ma np.
https://www.kingbrightusa.com/images/catalog/SPEC/APTD1608CGCK.pdf
Zwykle ograniczam się do nieprzekraczania max wartości katalogowych i
wtedy mogę polegać na określonym MTFB.


Wybacz, nie mogę się zgodzić z tym że przekraczanie "Absolute maximum
rating" jest właściwe nawet jeżeli Vz jest dobrze zdefiniowane.

Z jednym egzemplarzem będzie ok z drugim nie. Do tego dochodzi rozrzut
produkcyjny i zakres temperatury pracy. Po co sobie utrudniać.


Próbki z rolki , próbki z partii, w jakimś zakresie temperatur, przez
jakiś czas itd.

Może nie wybuchnie , ale też nie koniecznie będzie świecić.



też ciekawy pomysł :)

Pozdrawiam

Adam Górski

Mon Dec 02, 2019 3:40 pm   

Adam Górski wrote:


I zwykle bardzo dobrze robisz, natomiast czasami zysk może znacznie
zrekompensować utraconą cnotę estetyki. Warto wykazać elastyczność.


Absolute Maximum Ratings nie zawsze oznaczają wartości destruktywne.
Spora ich część to tylko gwarantowane ograniczenia, w ramach których
element zachowuje się tak, jak byśmy od niego oczekiwali. W przypadku
diody będą to własności zaworowe -- poniżej 5V na pewno nie zacznie
ona przewodzić, to Ci producent gwarantuje i możesz na tym polegać
projektując swój układ w ramach tych ograniczeń. Ale to wcale nie
znaczy, że powyżej 5V wbudowany w diodę komparator zdetonuje zatopiony w
strukturze ładunek trotylu. Jedynie dioda zacznie przewodzić. Absolutną
świętością jest natomiast Pd -- z tym nie wolno sobie pogrywać.

Szczególnie jaskrawo widać to w MOSFETach, teraz co drugi jest
"avalanche-rated", a kiedyś tego nie było. A zjawisko jest to samo: niby
jest V_DS_max, ale jak powyżej niego tranzystor przebije, to element ma
obowiązek przeżyć, jeśli energia przebicia nie była większa niż jakieś
maksimum. Każdy MOSFET ujdzie z życiem z takiego przebicia, tylko
czasami nie wiadomo, gdzie są granice energii. Można kupić taki z
gwarancją, można przyjąć 0, co Ty proponujesz konserwatywnie zrobić,
można też to sobie samemu zmierzyć i "docharakteryzować" datasheet.
Kwestia kosztu.

Ta praktyka jest powszechniejsza niż myślisz, i to nie tylko wśród
chińskiego śmiecia, lecz też w topowych przyrządach pomiarowych.
Np. taniemu tranzystorowi przewidzianemu do odchylania poziomego można
wpompować w bazę prąd rzędu 100A, a on zachowa się jak dioda SRD i
stanie się pięknym źródłem ultrakrótkich impulsów.


Bo dioda zabezpieczająca to jest pół centa zbędnego wydatku, a skala
produkcji to miliard sztuk. Albo dlatego, że z lektury datasheetów
wynika, że potrzebny element nie istnieje, choć 90% egzemplarzy
spełnia wymagania (np. prądy upływu potrafią być zawyżone milion razy,
bo nikomu się w fabryce nie chce ich mierzyć dla promila zastosowań
-- to sobie ludki mierzą same. I to nie byle jakie ludki: Agilent,
Tektronix itp.).


Dlatego nie robisz tego na pałę, tylko budujesz model statystyczny albo
wręcz sprawdzasz każdy egzemplarz z osobna.


Jeżeli nie będzie świecić 1 na 10000, to w sumie w czym problem?
Wady lutowania też się przecież zdarzają. Przyjdzie klient i mu
wymienimy na sprawne. Klient chciał tanio, to ma tanio.

Pozdrawiam, Piotr

Mon Dec 02, 2019 9:58 pm   

Dnia Mon, 2 Dec 2019 12:57:24 +0100, Adam Górski napisał(a):

Bylo od bardzo dawna, jeszcze w czasach Cemi.

Po co? Chyba z przyzwyczajenia - dioda jest dioda.
Ewentualnie .. moze gdzies w wyswietlaczach multipleksowanych sie
przyda. Ale przeciez tam napiecia znikome.

J.

Fri Dec 06, 2019 5:53 pm   

jedrek <wonzespamem@w.on> wrote:


Pewnie zależy od koloru. Widziałem czerwone LEDy użyte w podstawce pod
elektrozawór (230V) jako wskaźnik jego zadziałania. Był tylko rezystor.
Działało.

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Sat Dec 07, 2019 11:25 am   

Ja mam zielona Fi 5 mm w lampce jako kontrolka podłączona tylko poprzez rezystor i swieci już ponad 30 lat!
Zatem dioda musi być odpowiedniej jakości.